BE890516A - Procede de recuperation d'energie a partir de charbon perdu - Google Patents

Description

   <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
sultante pour la produc tion d'énergie transportable telle que de 1'électricité.

  
Uns considération économique importante, ainsi qu'un problème de pollution important de toutes les pratiques des mines de charbon passées et actuelles est le charbon dit "perdu". En

  
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charbon des exploitations souterraines qui, en raison des exigences des opérations minières souterraines, contiennent autant de

  
 <EMI ID=4.1> 

  
ments de déblais de charbon qui sont des accumulations en surface de la matière de rejet provenant d'installations de préparation de charbon et d'opérations minières souterraines, dénommées ordinairement terrils.

  
Le charbon souterrain, généralement sous la forme de colonnes de charbon, est fréquemment allumé et brûle pendant des années, à moins d'un contrôle. Ceci est aussi vrai en ce qui concerne les terrils. Dans les deux cas, la combustion non con--

  
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suite de l'émission de fumées toxiques et désagréables et de la destruction des bâtiments résidentiels et commerciaux dans le voisinage. Ces feux une fois allumés peuvent progresser pendant des décennies et leur extinction par des procédés classiques de scellement, d'extraction et de refroidissement est coûteuse et  dangereuse. 

  
L'importance du problème de l'extinction de ces feux peut être appréciée par le fait que les estimations du coût de l'extinction de feux présentement existants de charbon, "perdu"  <EMI ID=7.1> 

  
bilité d'autres feux, ni ne prend en considération la valeur

  
du charbon "perdu" comme source d'énergie, ce qui semble se situer au même ordre de grandeur général que le coût de l'extinc-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
On a mis au point un procédé permettant de résoudre les problèmes inhérents à ces charbons "perdus" tant en sous-sol

  
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problèmes de l'environnement que le coût élevé de l'extinction de ces feux. Au surplus une importante source d'énergie nouvelle,

  
 <EMI ID=10.1> 

  
ponible.

  
On a découvert que de grandes quantités nouvelles d'énergie sont rendues disponibles par la combustion in situ de charbons perdus dans des conditions de contrôle de la ventilation des produits d'évacuation qui permettent la maîtrise totale des gaz chauds produits, suivie de l'utilisation de ces gaz

  
chauds pour produire de la chaleur de traitement, de la vapeur d'eau ou de l'électricité. Ceci résout une fois pour toutes les problèmes du feu et de la formation.. d'eau acide, qui sont inhérents à chaque crassier ou mine de charbon abandonnée. En outre, on résout le problème de la fuite de fumées, de vapeurs et de

  
 <EMI ID=11.1> 

  
de pression positive lors de la combustion.

  
Précédemment, on a proposé de récupérer l'énergie du charbon perdu souterrain en le gazéifiant au moyen' d'une combustion contrôlée souterraine. Malheureusement, cette technique ne s'est pas révélée comme étant une solution satisfaisante au pro-blême dû charbon "perdu" pour plusieurs raisons. En premier lieu, '  il est difficile de contrôler la vitesse de combustion pour pro-  duire un gaz combustible satisfaisant. En second lieu, il est également difficile de contrôler les produits gazeux pour empêcher leur fuite à des endroits non désirables, car la combustion contrôlée se fait sous pression positive.

  
On a donc prévu un procédé de récupération de l'énergie du charbon perdu qui consiste à créer au moins un conduit à travers le charbon perdu, à allumer le charbon perdu dans la zone du conduit, à soumettre le charbon perdu à une pression négative appliquée à un endroit présélectionné de telle sorte que les produits gazeux chauds de la combustion soient prélevés à cet endroit et à utiliser les produits gazeux chauds de la combustion selon

  
un échange de chaleur pour récupérer leur énergie thermique. De préférence, les produits gazeux chauds de la combustion passent

  
par un post-brûleur où de l'air ou un combustible fluide est

  
ajouté pour produire une combustion stoechiométrique substantiellement complète des produits gazeux chauds de la combustion prélevés à cet endroit. Les produits gazeux de la combustion quittant le système d'échange de chaleur sont de préférence épurés et évacués à 1 * atmosphère ..

  
 <EMI ID=12.1> 

  
certains buts, objectifs et avantages de la présente invention.  D'autres buts, objectifs et avantages de l'invention se dégagent de la considération de la description ci-après établie en liaison  avec les dessins ci-annexés, dans lesquels :  la figure 1 est un graphique données-temps pour la  combustion simulée in situ de charbon en morceaux;  la figure 2 est un graphique de la température de sor- <EMI ID=13.1> 

  
tie en fonction de la teneur en charbon et en eau;  la figure 3 est un schéma d'un modèle de' conduit de  combustion à couche de charbon; la figure 4 est un graphique de la perte thermique fractionnelle et de la. température de sortie, y compris le facteur de l'échelle des dimensions du conduit;

  
les figures 5a et 5b montrent les deux dispositions possibles de trous de sonde utilisables dans la présente invention; la figure 6 est un graphique de la grandeur de l'effet de pression négative dans un terril; la figure 7 est un graphique de l'efficacité du transport de chaleur dans un pétale; la figure 8 est un graphique de la chute de pression par rapport à la longueur du tube pour le transport de l'énergie thermique; et  la figure 9 est une représentation schématique du procédé de l'invention.

  
La présente invention peut peut-être être mieux comprise en se référant à des essais contrôlés utilisant la technique du charbon solide et du charbon en morceaux.

  
Essai 1

  
Approximativement 40 tonnes de charbon en morceaux
(qualité chauffage) sont enfermées hermétiquement dans une tran-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
axial d'une section droite de 0,092 m2 est formé dans le charbon en morceaux au moyen d'une grille métallique pour définir une zone de combustion de charbon in situ. Une extrémité du conduit est raccordée à un ventilateur et à un tube d'évacuation isolé et l'autre extrémité est reliée à un tube d'air d'admission garni

  
 <EMI ID=15.1> 

  
nis d'une soupape, sont aussi mis en place le long du conduit. Le ventilateur d'évacuation (424,7 m3/m, capacité de charge d'eau de-
457 mm) est relié au tube d'évacuation isolé pour engendrer et - maintenir une. pression négative dans la tranchée, de façon à provoquer un flux d'air dans le conduit par l'intermédiaire des tubes d'admission pour soutenir la combustion du charbon et en même temps faire. sortir les produits chauds de la combustion du conduit du lit de charbon-, L'essai est.réalisé en continu pendant 33 heures et, au cours de cette durée, le rendement thermique du procédé de com- <EMI ID=16.1> 

  
tionnellement propre, exprimé en faibles concentrations de CO,

  
 <EMI ID=17.1> 

  
temps obtenus au cours de cette expérience à partir de mesures du gaz de carneau à une position située à 6,09 m en aval de la sortie du conduit (c'est-à-dire après une certaine post-combustion avec de l'air de dilution). Il est intéressant de noter que l'é-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
blement inférieure à ce qui peut être attendu sur la base du combustible-azote (1 = pour-cent en poids), alors que l'émission

  
 <EMI ID=19.1> 

  
la teneur en soufre du charbon (2 pour-cent en poids). En réalité,

  
 <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
tion de combustibles pulvérisés. Pareillement, les émissions de particules apparaissent visuellement comme étant tout à fait petites. 

  
Il est aussi intéressant de noter qu'au cours de l'essai entier (allumage, combustion constante et refroidissement), le système de contrôle de la ventilation des produits d'évacua- ' tion a permis la maîtrise totale du flux de gaz de combustion.  En dépit d'une fuite d'air dans la tranchée, de la combustion totale et de l'éboulement d'une partie de la tranchée, aucun pro-  duit de combustion ne s'est échappé à l'atmosphère sauf à travers le système d'évacuation... 

  
D'après ce travail, il est bien certain que la combus-  tion contrôlée de charbon in situ peut être réalisée efficacement, 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
duits en mettant en oeuvre la présente invention.

  
D'après cet essai, on peut aussi escompter que le con-  cept de combustion in situ à une pression négative constitue une  approche permettant l'élimination des problèmes d'environnement 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
bustion in situ peut être appliquée pour accélérer la combustion des feux des crassiers et des mines abandonnées, simultanément avec la maîtrise: totale de leurs émissions polluant l'air et avec l'utilisation de l'énergie thermique produite - ce qui conduit finalement à une combustion complète des combustibles et à l'éli- !  mination de leur possibilité de formation d'eau acide et de réal-  lumage. 

  
Essai 2  Au cours d'un second essai, un bloc solide de charbon  muni d'un conduit intérieurement est enfermé dans une seconde tranchée hermétique et est brûlé comme à l'essai 1. Les résultats obtenus au cours de cet essai sont semblables à ceux de l'essai 1; toutefois, dans cet-essai, les émissions particulaires mesu-

  
 <EMI ID=24.1> 

  
même de meilleurs résultats peuvent être attendus de la combus-  tion in situ de dépôts de charbon solide, perdu et souterrain  que du charbon perdu en vrac.. 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
matière. En prenant le charbon du gisement de Pittsburgh à la  combustion stoechiométrique et en utilisant les équations suivan-  tes : 

  

 <EMI ID=27.1> 


  
 <EMI ID=28.1> 

  
La figure 2 montre la température de combustion calculée pour les diverses teneurs en charbon et en eau du rebut. La ligne de limitation' tracée à 800[deg.]C à la figure 2 est une "estimation" de la température minimale requise pour les réactions chimiques rapides qui assurent la combustion autopropageante. Un terril "typique" contenant 35% de combustible et une quantité égale d'eau se range dans la zone de la combustion soutenue donnant un gaz de sortie de près de 950[deg.]C. Ces calculs indiquent que la combustion soutenue peut se produire dans des rebuts contenant des quantités substantielles d'eau (2 à 3 fois la teneur en charbon). Ceci est compatible avec le fait selon lequel les feux des crassiers continuent à brûler en dépit de leur exposition aux.éléments et fréquemment en dépit des essais consentis pour les éteindre par aspersion jusqu'à saturation.

   Les résultats calculés suggèrent aussi que la plupart des terrils ont suffisamment de combustible pour soutenir un feu, dans la mesure où suffisamment d'air peut être attiré à l'intérieur des terrils. 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
Alors que la propagation des Feux des rebuts du charbor conduit à l'accumulation de chaleur dans la matière inerte qui est toujours mélangée intimement avec le combustible (c'est-àdire à l'intérieur du système de combustion), la géométrie des feux des mines abandonnées conduit à une accumulation dans les strates du toit et du sol qui sont extérieures au système de combustion, du charbon. Ainsi; la chaleur, qui est éloignée du charbon en combustion, doit être considérée à présent comme une perte d'énergie qui affecte les températures de sortie, et peut autant: qu'on puisse en juger, éteindre la combustion dans certaines conditions- d'épaisseur de veine et de dimensions de conduit. Ce problème de la perte de chaleur au cours de la combustion dans le conduit d'une veine de charbon a été traité mathéma-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
les résultats correspondant au problème de la combustion des feux des mines abandonnées sont résumés dans cette partie.

  
Le modèle de combustion par conduit considérée est représenté à la figure 3. Ici, un conduit rectangulaire d'une

  
 <EMI ID=31.1> 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
le linéaire (B) à travers la veine. Un flux de gaz d'échappement et. d'air de ventilation constants se produit le long de 1. La largeur

  
 <EMI ID=33.1> 

  
continue du charbon d'un côté du conduit et de la chute du toit périodique ou continuele long du côté, opposé du conduit. La chaleur se perd à partir du système par une conduction thermique vers les strates du toit et du sol, mais seulement lorsque les strates définissent les limites supérieure et inférieure du conduit. La considération du bilan énergétique d'un état quasi con-  stant au cours de la période d'exposition efficace conduit à : 

  

 <EMI ID=34.1> 


  
 <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
 <EMI ID=39.1> 

  

 <EMI ID=40.1> 


  
 <EMI ID=41.1> 

  
es

  
la perte de chaleur fractionnelle augmente avec la diminution de l'épaisseur de la veiné et avec l'augmentation de la largeur du <EMI ID=42.1>  <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
re donnés au tableau 1. De même, en' supposant un critère de <EMI ID=45.1> 
180 cm, la largeur efficace du conduit de combustion doit être... inférieure à 1,6 x 104 cm, ce qui la plupart du temps doit être

  
 <EMI ID=46.1> 

  
critère de température ( >800[deg.]C) est atteint même pour des vei- <EMI ID=47.1> 

  

 <EMI ID=48.1> 


  
Volume du. contrôle efficace de la combustion dans un crassier.

  
Pour atteindre la combustion à pression négative conforme à 1 [deg.]invention, dans un crassier poreux, il est nécessaire d'aspirer une zone à 1[deg.] intérieur du crassier en utilisant un ventilateur d'évacuation fonctionnant grâce à un système de conduites inséré dans le crassier. Deux accès possibles sont repro-

  
 <EMI ID=49.1> 

  
de trous de sonde multiples à air d'admission entourant un seul trou de sonde de sortie. La figure 5b montre l'utilisation d'un seul trou de sonde de sortie, 1[deg.]air étant aspiré à travers la surface du crassier (méthode de trou de sonde "sans visibilité"). La question est de savoir quel est le volume du crassier qui peut être aéré en évacuant au trou de sonde de sortie. Ceci établit le volume efficace du crassier sous contrôle de combustion in situ.

  
Une simple tentative d'estimer ce volume consiste à appliquer la loi de Darcy à la géométrie du trou de sonde "sans visibilité", en supposant que le flux de gaz à l'intérieur du crassier est uniforme, constant et converge sphériquement vers l'extrémité du trou de sonde de sortie.

  
L'équation de Darcy pour un flux constant unidimensionnel à travers un milieu poreux peut être écrite comme suit :

  

 <EMI ID=50.1> 
 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
k est la perméabilité du milieu poreux en Darcys

  
 <EMI ID=52.1> 

  
A est la zone de section, droite d'écoulement efficace en cm<2> et dP/dx est la chute de pression transversalement au lit en

  
atm/cm.

  
Un flux constant à l'extrémité du trou de sonde sans visibilité et un flux convergent uniforme dans le crassier exigent que &#65533; soit constant transversalement à la zone de section droite sphérique située à une distance x du trou de sonde. Si

  
p est l'angle solide en stéradians qui définit la zone d'écoulement, la zone de section droite en fonction de x est

  

 <EMI ID=53.1> 


  
 <EMI ID=54.1> 

  

 <EMI ID=55.1> 


  
Pour la situation d'écoulement par les pores considérée, les limi

  
 <EMI ID=56.1> 

  
de diamètre de trou de sonde d éloigné de

  
 <EMI ID=57.1> 

  
Ceci donne l'expression suivante pour la grandeur affectée x dans le crassier : 

  

 <EMI ID=58.1> 


  
 <EMI ID=59.1> 

  
appliqué au trou de sonde de sortie. 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
sonde de diverses dimensions, sont données à la figure 6, ou le

  
 <EMI ID=61.1> 

  
 <EMI ID=62.1> 

  
solutions numériques de la figure 6 sont asymptotiques.

  
Pour obtenir de grands volumes de combustion, x doit

  
 <EMI ID=63.1> 

  
la valeur minimale à laquelle les solutions de la dernière équation sont obtenues. Dans ces cas :

  

 <EMI ID=64.1> 


  
est la limite asymptotique pour un grand x et définit le débit pratique que l'on peut atteindre. Par exemple, dans un crassier

  
 <EMI ID=65.1> 

  
être atteints, mais seulement en sacrifiant les volumes de combustion effectifs du crassier. Par exemple, un flux de sortie trois

  
 <EMI ID=66.1> 

  
 <EMI ID=67.1> 

  
visibilité doit être mis en place à 91,4 cm en dessous de la sur-, face du crassier afin de maintenir une zone de combustion à pression négative, c'est-à-dire d'attirer suffisamment d'air pour la combustion complète des rebuts et là sortie des produits gazeux chauds. 

  
Ce simple accès à l'écoulement par les pores ne tient. pas compte des effets du changement de la perméabilité avec l'augmentation de la combustion zonale ou des effets des non- . uniformités de la perméabilité ou du flux de gaz qui tous sont considérés comme devant se produire dans une combustion réelle. Toutefois, les calculs indiquent que le maintien d'une zone de combustion à pression négative dans un crassier poreux doit être réalisable, pourvu qu'une aspiration suffisante soit disponible auprès du ventilateur d'évacuation.

  
Volume de contrôle de combustion efficace dans une mine abandonnée

  
Le volume de contrôle de combustion dans une mine abandonnée, dépend, comme dans la combustion contrôlée d'un crassier, du flux d'air provoqué par le système du ventilateur d'évacuation. Si toutes les entrées et les obturations initiales de la mine sont restées en bon état, de simples calculs de réseau de ventilation donnent des estimations raisonnables du flux d'air possible. Naturellement, il ne faut guère s'attendre à ceci pour de vieux travaux effectués sur le feu où l'effondrement des obturations et du toit s'est indubitablement produit. Toutefois, puisqu'il faut commencer à un certain endroit, la géométrie du feu de la mine abandonnée pour les buts courants est idéalisée comme combustion de conduit de propagation représentera la figure

  
3. Ceci permet une certaine estimation de la relation entre la dimension du conduit et les exigences du ventilateur d'aération. Les calculs présentés proviennent largement des résultats du

  
 <EMI ID=68.1> 

  
ment en liaison avec une combustion de charbon in situ et des feux de mines de charbon.

  
En se référant à la figure 3, la vitesse massique totale de la combustion du charbon est

  

 <EMI ID=69.1> 


  
 <EMI ID=70.1> 

  
B est sa vitesse de combustion linéaire constante (identique.

  
à la vitesse de déplacement du conduit à travers la veine de charbon),

  
 <EMI ID=71.1> 

  
Pour une stoechiométrie définie par un rapport air/combustible 

  
 <EMI ID=72.1>  
 <EMI ID=73.1> 
 où M est le poids moléculaire moyen, en grammes des produits de

  
combustion gazeux

  
et 7 est leur volume molaire spécifique.

  
D'après des études précédentes du "Bureau of Mines" des Etats-Unis d'Amérique, la chute de pression à travers le conduit de combustion est estimée comme suit : 

  

 <EMI ID=74.1> 


  
 <EMI ID=75.1> 

  
 <EMI ID=76.1> 

  
 <EMI ID=77.1> 

  
en kilowatts,

  
et a est une constante empirique égale à 0,17 pour les

  
unités des paramètres données.

  
 <EMI ID=78.1> 

  

 <EMI ID=79.1> 


  
Pour les paramètres du charbon du tableau 1 (en se rap-

  
 <EMI ID=80.1> 

  

 <EMI ID=81.1> 


  
On voit ici que la chute de pression est très sensible au rapport

  
 <EMI ID=82.1> 

  
aisément atteint avec des ventilateurs d'évacuation classiques. 

  
 <EMI ID=83.1>  au volume de combustion, il faut connaître la largeur efficace du conduit de combustion, dimension qui est probablement choisie sur le site. Une "estimation" raisonnable est que w ne soit pas inférieur à une moitié de l'épaisseur de la veine, ce qui, pour

  
 <EMI ID=84.1> 

  
10,3 cm-H20 conduirait à une longueur de conduit de combustion ventilée de 2.250 cm.

  
 <EMI ID=85.1> 

  

 <EMI ID=86.1> 


  
qui, pour des -valeurs de paramètres de matière raisonnables

  
 <EMI ID=87.1> 

  
types).

  
Dans le cas de la combustion du produit précité où

  
 <EMI ID=88.1> 

  
 <EMI ID=89.1> 

  
62 m /mn, ce qui rentré bien dans les possibilités des ventilateurs d'évacuation classiques. A 1000[deg.]C ; le niveau énergétique

  
 <EMI ID=90.1> 

  
 <EMI ID=91.1> 

  
et de q multiplié par un facteur de conversion approprié, est dans ce cas de 1,4 pca, soit de nouveau une valeur très nominale.

  
Les besoins énergétiques du ventilateur sont décrits d'une manière quelque peu plus détaillée dans la partie suivante. Ces résultats théoriques sont fondés sur une géométrie de combustion in situ largement idéalisée. Dans les mines abandonnées, les obstructions des conduits et les effondrements du toit peuvent affecter aisément la chvte de pression de ventilation et le flux d'air de ven-

  
 <EMI ID=92.1> 

  
&#65533; 

  
 <EMI ID=93.1> 

  
ne se présente lorsqu'on effectue la combustion du combustible, contrôlée par la ventilation, dans une mine abandonnée.

  
Besoins énergétiques du ventilateur pour le contrôle de la combus-

  
 <EMI ID=94.1> 

  
Bien que la conception d'un système de ventilation du ventilateur d'évacuation pour le contrôle de la combustion doit être choisie sur le site, il est utile d'établir certains besoins g-énéraux en unités d'ingénierie ou techniques pour la capacité du ventilateur et la dimension du moteur. Ceci est nécessaire pour déterminer la valeur du rendement de transformation de l'énergie qui est disponible par les techniques de combustion in si tu.

  
On considère que le charbon a un pouvoir calorifique de 5,55 kcal/g et un rapport nominal entre le carbone et l'hydrogène. égal à l'unité. La réaction de combustion complète peut être ap-

  
 <EMI ID=95.1> 

  

 <EMI ID=96.1> 


  
charbon de sortie

  
D'après des considérations de poids moléculaire, on con-

  
 <EMI ID=97.1> 

  
nécessaire pour brûler'0,012 kg de charbon. Ceci conduit à 6,12 

  
 <EMI ID=98.1> 

  
On considère à présent un rendement d'énergie thermique de sortie de 1 Mw pour 5,7 x 2520 kcal/mn. Ceci exige un débit des produits de combustion de sortie de 27,3 m<3>/mn et une vitesse de combustion de charbon de 2,6 kg/mn.

  
La puissance en chevaux de l'air (pca) exigée pour entraîner ce flux de sortie est donnée par
 <EMI ID=99.1> 
  <EMI ID=100.1> 

  
le volune de contrôle de combustion requis, les besoins en puissance en chevaux d'air de ventilateur pour un rendement thermique

  
 <EMI ID=101.1> 

  
dépense d'énergie supplémentaire (par exemple, pour des systèmes d'épuration, des systèmes de transformation thermique, etc.), la récupération de l'énergie pour la technique de combustion in si'eu  est la suivante :

  
 <EMI ID=102.1> 

  
 <EMI ID=103.1> 

  
plus grand que la valeur de 3 à 4 mentionnée pour la gazéification souterraine du charbon- Même si on tient compte d'un rende-  ment de transformation d'énergie thermique en énergie électrique  d'environ 30%, le facteur de récupération d'énergie est encore  tout à fait grand, c'est-à-dire 

  
 <EMI ID=104.1> 

  
entrée d'énergie électrique équivalant 

  
à- l'énergie thermique  Les pertes thermiques abaissent naturellement le facteur de récupération d'une grandeur proportionnelle mais, d'autre part, des besoins diminués en pression de ventilateur (c'est-à- 

  
 <EMI ID=105.1> 

  
teur de récupération. 

  
Transport en surface des produits de sortie chauds

  
Jusqu'à présent, les considérations techniques ont été axées sur le procédé de combustion in situ lui-même et non sur l'utilisation de la chaleur produite pendant la combustion. En général, l'accès à l'utilisation de la chaleur est de loin le

  
même que pour presque toute température élevée (1000[deg.]C), gaz de carneau à pression ambiante (par exemple, pour fournir de la   <EMI ID=106.1> 

  
pas réalisable. Toutefois, la question qui se pose encore, est de savoir cruelle sera la distance sur le site eu jusqu'à quel point le gaz de carneau chaud peut être déplacé sans pertes thermiques et sans que le coût des canalisations d'évacuation devienne prohibitif. En principe, ceci définit la distance maximale en-

  
 <EMI ID=107.1> 

  
d'énergie. Des estimations de cette distance maximale et de sa relation, paramétrique par rapport au niveau d'énergie thermique et de la dimension de la canalisation sont aisément établies en considérant la perte de chaleur et la perte de pression dans le système de tubes en surface.

  
Pour le calcul de la perte de chaleur, on considère le flux radial de chaleur d'un état constant dans une paroi de

  
 <EMI ID=108.1> 

  
une température constante Ta et dont la température superficielle

  
 <EMI ID=109.1> 

  
de tube ayant des propriétés physiques thermiques constantes, la

  
 <EMI ID=110.1> 

  
a est donnée car

  

 <EMI ID=111.1> 


  
 <EMI ID=112.1> 

  
a est le rayon interne du tube

  
et 8 est l'épaisseur de la paroi.

  
Pour une petite section de tube ayant une longueur de

  
 <EMI ID=113.1> 

  
leur par la paroi est déterminé par l'équation ci-dessus en utilisant une température de surface interne moyenne 
 <EMI ID=114.1> 
 <EMI ID=115.1> 

  
donc

  

 <EMI ID=116.1> 


  
 <EMI ID=117.1> 

  
 <EMI ID=118.1> 

  

 <EMI ID=119.1> 


  
pour le changement de la température du gaz relativement à la longueur du tube. En intégrant entre les limites T(L = 0) = Tex' soit la température de sortie à partir du trou de sonde et

  
 <EMI ID=120.1> 

  
tube, on a :

  

 <EMI ID=121.1> 


  
 <EMI ID=122.1> 

  
gauche de l'équation précitée est aussi la friction de l'écoulement de l'énergie thermique de sortie sur la distance L du tube

  
 <EMI ID=123.1> 

  
être écrite comme suit :

  

 <EMI ID=124.1> 
 

  
On constate ici que l'efficacité du transport thermique au.gmente exponentiellement avec l'augmentation du niveau d'énergie ,et la diminution de la température du gaz. La figure 7 montre plusieurs courbes de EH par. rapport à L pour divers niveaux d'énergie de gaz de carneau à Tex = 1000[deg.]C et diverses valeurs de

  
 <EMI ID=125.1> 

  
de chaleur devienne excessive.

  
En considérant seule la perte de chaleur par le tube, les produits d'une combustion contrôlée de charbon "perdu" peuvent être transportés sur une distance adéquate pour une utilisation sur le site, en particulier à des niveaux d'énergie plus élevés. Toutefois, la chute de pression associée au débit de gaz désiré ou au niveau d'énergie thermique est une autre contrainte importante.

  
 <EMI ID=126.1> 

  
de gaz chaud donné, on-considère l'équation d'écoulement dans le

  
 <EMI ID=127.1> 

  

 <EMI ID=128.1> 


  
 <EMI ID=129.1> 

  
tivement

  
 <EMI ID=130.1> 

  
zone de section droite respectivement

  
 <EMI ID=131.1> 

  
dimension lorsque les valeurs des paramètres sont exprimés dans le système d'unités physiques C,G.S. 

  
 <EMI ID=132.1> 

  
tant' que lé débit massique total m d'un état constant est

  

 <EMI ID=133.1> 


  
l'équation

  

 <EMI ID=134.1> 


  
devient

  
On voit ici que la chute de pression est très sensible au rayon

  
 <EMI ID=135.1> 

  
de transport thermique EH augmente si a diminue et Qex s'accroît.

  
 <EMI ID=136.1> 

  
les spécifications pour le tube de transport de chaleur en surface.

  
 <EMI ID=137.1> 

  
par rapport à L pour certains niveaux d'énergie d'intérêt, en

  
 <EMI ID=138.1> 

  
Pour une chute de pression de 100 cm-H20 et une distance de 105 cm, 

  
 <EMI ID=139.1> 

  
Une efficacité de transport de chaleur de 80% dans les mêmes con-

  
 <EMI ID=140.1> 

  
10 cm et -2 cm respectivement. 

  
D'après ces considérations, on peut s'attendre à ce que le coût des canalisations pour le transport en surface du gaz 'de came au à haute température est important.

  
A la figure 9, on a représenté schématiquement une installation pour la mise en oeuvre de' l'invention, (voir légende p.23)

  
Certains exemples de réalisation et pratiques préférés 

  
 <EMI ID=141.1> 

  
dent que l'invention peut être réalisée d'une autre façon en res- j tant dans le cadre des revendications qui suivent. 

  
Légende figure 9:

  
1. Gaz de combustion de la mine eu du crassier

  
2. Air de commande supplémentaire

  
3. Air d'imprégnation

  
4. Tiroirs de comtnande

  
5. Air

  
6. Gaz ou huile

  
7. Post-brûleur (service intermittent)

  
9. Tube doublé de réfractaire et/ou refroidi à l'eau

  
10. Turbine

  
11. Générateur

  
12. Energie thermique ( chaleur de traitement)

  
13. Energie électrique

  
14. Energie de vapeur d'eau

  
15. Condenseur

  
 <EMI ID=142.1> 

  
17. Gaz de cheminée

  
 <EMI ID=143.1> 

  
19. Gaz de carneau refroidis

  
20. Gaz de carneau ëpuré et refroidi

  
21. Ventilateur d'évacuation

  
 <EMI ID=144.1> 

  
23. Eau

  
24. Déchets polluants   <EMI ID=145.1> 

  
bon perdu, caractérisé en ce qu'il con sis te à créer au moins un

  
 <EMI ID=146.1> 

  
dans le conduit, à soumettre le charbon perdu, au moins dans le
-conduit, à une pression négative appliquée à un endroit présélectionné, à raccorder le charbon perdu, au moins dans le conduit, à une source d'air éloignée de l'endroit présélectionné, de façon que l'air pénètre à travers le charbon allumé pour le brûler et produire des produits de combustion gazeux et chauds, les produits de combustion gazeux et chauds étant prélevés à cet endroit, et à utiliser les produits de combustion gazeux et chauds dans <EMI ID=147.1> 

Claims (4)

1 et 2, caractérisé en ce que les produits de combustion gazeux et chauds sont utilisés dans .un système d'échange thermique pour produire de la vapeur d'eau, de l'eau chaude, de l'électricité et de la chaleur de traitement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les produits de combustion gazeux et chauds sont prélevés par un post-brûleur suivant le point présélectionné et en ce que de l'air ou un combustible fluide est introduit dans le post-brûleur en une quantité suffisante pour produire une combustion stoechiométrique complète des produits de combustion gazeux et chauds prélevés audit endroit..

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications .

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications <EMI ID=148.1>

quittant le système d'échange de chaleur sont débarrassés des

<EMI ID=149.1> Procédé selon l'une quelconque ces revendications <EMI ID=150.1>

<EMI ID=151.1>