CA2861050A1 - Integrated method for the chemical-looping gasification and indirect combustion of solid hydrocarbon feedstocks - Google Patents

Integrated method for the chemical-looping gasification and indirect combustion of solid hydrocarbon feedstocks Download PDF

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CA2861050A1
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gasification
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Mahdi YAZDANPANAH
Ann Forret
Thierry Gauthier
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Abstract

L'invention concerne un procédé intégré de gazéification et combustion indirecte en boucle chimique d'une charge hydrocarbonée solide dans lequel : - on met en contact la charge hydrocarbonée solide (1) avec de l'eau (2) dans une zone réactionnelle de gazéification RG pour évacuer des cendres (9) et produire un effluent gazeux (3) comprenant du gaz de synthèse et de l'eau; - on alimente la zone réactionnelle de réduction RR d'une boucle chimique d'oxydo-réduction par au moins une partie de l'effluent gazeux (3) produit dans la zone réactionnelle de gazéification pour produire un effluent gazeux (4) concentré en C02 et H20, - on réoxyde les particules de solide porteur d'oxygène issues de la zone réactionnelle de réduction RR de la boucle chimique dans la zone réactionnelle d'oxydation RO au moyen d'un gaz oxydant (6) et on évacue des fumées (7). L'invention concerne également une installation permettant de mettre en uvre ledit procédé intégré.The invention relates to an integrated method of gasification and indirect combustion in a chemical loop of a solid hydrocarbon feedstock in which: the solid hydrocarbon feedstock (1) is brought into contact with water (2) in a gasification reaction zone RG for discharging ashes (9) and producing a gaseous effluent (3) comprising synthesis gas and water; the reduction reaction zone RR of a chemical oxidation-reduction loop is fed with at least a portion of the gaseous effluent (3) produced in the gasification reaction zone to produce a gaseous effluent (4) concentrated in C02 and H 2 O, the oxygen-carrying solid particles from the reduction reaction zone RR of the chemical loop are reoxidized in the oxidation reaction zone RO by means of an oxidizing gas (6) and fumes are removed ( 7). The invention also relates to an installation for implementing said integrated process.

Description

PROCÉDÉ INTEGRE DE GAZEIFICATION ET COMBUSTION
INDIRECTE DE CHARGES HYDROCARBONEES SOLIDES EN BOUCLE
CHIMIQUE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un procédé intégré de gazéification et combustion indirecte d'hydrocarbures solides par oxydo-réduction en boucle chimique, pour la production de chaleur et/ou la production de gaz de synthèse CO + H2.
Terminologie Procédé de Chemical Looping Combustion ou CLC : Dans la suite du texte, on entend par procédé CLC (Chemical Looping Combustion) un procédé d'oxydo-réduction en boucle sur masse active. Il convient de noter que, de manière générale, les termes oxydation et réduction sont utilisés en relation avec l'état respectivement oxydé ou réduit de la masse active. Le réacteur d'oxydation est celui dans lequel la masse oxydo-réductrice est oxydée et le réacteur de réduction est le réacteur dans lequel la masse oxydo-réductrice est réduite.
Art antérieur Dans un contexte de demande énergétique mondiale croissante, la capture du dioxyde de carbone en vue de sa séquestration est devenue une nécessité
incontournable afin de limiter l'émission de gaz à effet de serre préjudiciable à
l'environnement. Le procédé d'oxydo-réduction en boucle sur masse active, ou Chemical Looping Combustion (CLC) dans la terminologie anglo-saxonne, permet de produire de l'énergie à partir de combustibles hydrocarbonés tout en facilitant la capture du dioxyde de carbone émis lors de la combustion.
Un transporteur d'oxygène (oxyde métallique) est utilisé pour le transfert de l'oxygène en continu du "réacteur air" ou "réacteur d'oxydation" (RO) vers le "réacteur fuel" ou "réacteur de combustion" ou "réacteur de réduction" (RR) où
INTEGRATED METHOD FOR GASIFICATION AND COMBUSTION
INDIRECT LOAD HYDROCARBON LOADS IN LOOP
CHEMICAL
FIELD OF THE INVENTION
The invention relates to an integrated gasification and combustion process indirect of solid hydrocarbons by oxidation-reduction in a chemical loop, for the heat production and / or the production of CO + H2 synthesis gas.
Terminology Process of Chemical Looping Combustion or CLC: In the following text, one CLC (Chemical Looping Combustion) means a process of oxidation loop reduction on active mass. It should be noted that, so Generally, the terms oxidation and reduction are used in relation to the state respectively oxidized or reduced active mass. The oxidation reactor is the one in which the redox mass is oxidized and the reactor of reduction is the reactor in which the redox mass is reduced.
Prior art In a context of growing global energy demand, the capture of carbon dioxide for sequestration has become a necessity inescapable in order to limit the emission of greenhouse gases prejudicial to the environment. The active mass loop oxidation reduction method, or Chemical Looping Combustion (CLC) in Anglo-Saxon terminology, allows to produce energy from hydrocarbon fuels while facilitating the capture of carbon dioxide emitted during combustion.
An oxygen carrier (metal oxide) is used for the transfer of oxygen continuously from the "air reactor" or "oxidation reactor" (RO) to the "fuel reactor" or "combustion reactor" or "reduction reactor" (RR) where

2 l'oxygène est apporté au combustible. Ainsi, le contact direct entre l'air et le combustible est évité. Le gaz résultant est riche en CO2 et n'est pas dilué
avec de l'azote. Il peut ainsi être, après simple condensation de l'eau produite, comprimé
et stocké. Le transporteur d'oxygène réduit (Me) est ensuite transporté vers le réacteur air afin d'être ré-oxydé (en Me0), formant ainsi une boucle chimique.
Les combustibles solides, ayant un rapport élevé de carbone sur hydrogène, produisent une quantité élevée de gaz à effet de serre. Ainsi, la combustion des combustibles solides est une application particulièrement intéressante pour le procédé CLC. Diverses configurations CLC ont déjà été développées et testées à

l'échelle laboratoire pour la combustion des solides. Cependant, des travaux de recherche supplémentaires sont nécessaires pour garantir la faisabilité du procédé- Les défis technologiques les plus importants pour le procédé CLC avec charge solide concernent la séparation solide - solide (transporteur d'oxygène -combustible solide imbrûlé) ainsi que l'opération du procédé à pression élevée.
Description de l'invention Afin de pallier les inconvénients précités, un nouveau système est proposé
afin de brûler (et/ou gazéifier) un combustible solide sans contact direct entre le transporteur d'oxygène et le combustible.
Résumé de l'invention L'invention concerne un procédé intégré de gazéification et combustion indirecte en boucle chimique d'une charge hydrocarbonée solide dans lequel :
- on met en contact la charge hydrocarbonée solide (1) avec de l'eau (2) dans une zone réactionnelle de gazéification RG afin d'évacuer des cendres (9) et de produire un effluent gazeux (3) comprenant du gaz de synthèse :
CO, H2 et de l'eau H20 ;
- on alimente la zone réactionnelle de réduction RR d'une boucle chimique d'oxydo-réduction, dans laquelle circulent des particules de solide porteur d'oxygène Me/Me0, par au moins une partie de l'effluent gazeux (3) produit dans la zone réactionnelle de gazéification pour produire un effluent gazeux (4) concentré en CO2 et H20,
2 oxygen is supplied to the fuel. Thus, the direct contact between the air and the fuel is avoided. The resulting gas is rich in CO2 and is not diluted with nitrogen. It can thus be, after simple condensation of the produced water, compressed and stored. The reduced oxygen transporter (Me) is then transported to the air reactor to be re-oxidized (Me0), thus forming a chemical loop.
Solid fuels, having a high carbon to hydrogen ratio, produce a high amount of greenhouse gases. Thus, the combustion of the solid fuels is a particularly interesting application for CLC process. Various CLC configurations have already been developed and tested at the laboratory scale for the combustion of solids. However, some works of Further research is needed to ensure the feasibility of process- The most important technological challenges for the CLC process with solid charge concern solid-solid separation (oxygen carrier -unburned solid fuel) and the operation of the pressure high.
Description of the invention In order to overcome the aforementioned drawbacks, a new system is proposed to to burn (and / or gasify) a solid fuel without direct contact between the oxygen carrier and fuel.
Summary of the invention The invention relates to an integrated gasification and combustion process indirect in a chemical loop of a solid hydrocarbon feedstock in which:
the solid hydrocarbon feedstock (1) is brought into contact with water (2) in a RG gasification reaction zone in order to evacuate ashes (9) and producing a gaseous effluent (3) comprising synthesis gas:
CO, H2 and H20 water;
the reaction reduction zone RR is fed with a chemical loop of oxidation-reduction, in which particles of solid carrier of oxygen Me / Me0, by at least a part of the gaseous effluent (3) produced in the gasification reaction zone to produce a gaseous effluent (4) concentrated in CO2 and H2O,

3 - on réoxyde les particules de solide porteur d'oxygène issues de la zone réactionnelle de réduction RR de la boucle chimique dans la zone réactionnelle d'oxydation RO au moyen d'un gaz oxydant (6) et on évacue des fumées (7).
De manière préférée, on recycle une partie (5) de l'effluent concentré en CO2 et H20 produit dans la zone de réduction RR pour alimenter en oxygène la zone réactionnelle de gazéification RG.
Dans un mode de réalisation, on alimente la zone réactionnelle de réduction RR

par la totalité de l'effluent gazeux (3) produit dans la zone réactionnelle de gazéification RG, afin de produire de la chaleur qui est récupérée au niveau de la zone réactionnelle d'oxydation RO ou sur les lignes de transport des effluents gazeux.
Dans un autre mode de réalisation, on alimente la zone réactionnelle de réduction RR par une partie (3a) de l'effluent gazeux produit dans la zone réactionnelle de gazéification RG en quantité suffisante pour produire l'énergie nécessaire à la réaction de gazéification, l'autre partie (3b) permettant de produire du gaz de synthèse CO + H2.
De préférence, la charge hydrocarbonée solide est choisie parmi le charbon, les catalyseurs cokés du procédé de craquage catalytique en lit fluidisé (FCC) ou les cokes produits par le procédé flexicoker.
L'invention concerne également une installation de gazéification et combustion en boucle chimique comprenant :
-une zone réactionnelle de gazéification RG alimentée par une charge hydrocarbonée solide (1) et de l'eau (2) et comprenant une conduite de sortie d'un effluent gazeux comprenant du gaz de synthèse et de l'eau (3) et une conduite de sortie des cendres produites (9);
- une boucle chimique de combustion comprenant une zone réactionnelle de réduction RR et une zone réactionnelle d'oxydation RO, ladite zone réactionnelle de réduction RR étant alimentée par au moins une partie de l'effluent gazeux (3) issu de la zone de gazéification RG et par une
3 the particles of oxygen-bearing solid obtained from the zone are reoxidized RR reduction reaction of the chemical loop in the zone reaction of oxidation RO by means of an oxidizing gas (6) and evacuated fumes (7).
Preferably, a portion (5) of the concentrated effluent is recycled to CO2 and H20 produced in the RR reduction zone to supply oxygen to the zone RG gasification reaction.
In one embodiment, the RR reduction reaction zone is fed to by the totality of the gaseous effluent (3) produced in the reaction zone of gasification RG, in order to produce heat that is recovered at the of the RO oxidation reaction zone or on the effluent transport lines gaseous.
In another embodiment, the reaction zone is fed with RR reduction by a part (3a) of the gaseous effluent produced in the zone RG gasification reaction in sufficient quantity to produce energy necessary for the gasification reaction, the other part (3b) allowing produce CO + H2 synthesis gas.
Preferably, the solid hydrocarbon feedstock is chosen from coal, the coked catalysts of the fluidized catalytic cracking (FCC) process or the cokes produced by the flexicoker process.
The invention also relates to a gasification and combustion plant in a chemical loop comprising:
a reaction gasification zone RG fed with a charge solid hydrocarbon (1) and water (2) and comprising an outlet pipe a gaseous effluent comprising synthesis gas and water (3) and a outlet duct of ash produced (9);
a chemical combustion loop comprising a reaction zone of RR reduction and an oxidation reaction zone RO, said reduction reaction zone RR being fed by at least a part of the gaseous effluent (3) coming from the gasification zone RG and by a

4 conduite de transport des particules de solide porteur d'oxygène (Me0) issues de ladite zone d'oxydation RO, et comprenant une conduite de sortie d'un effluent gazeux (4) comprenant du CO2 et H20 ;
et ladite zone réactionnelle d'oxydation RO étant alimentée par un gaz oxydant (6) et par une conduite de transport des particules de solide porteur d'oxygènes réduites (Me) issues de la zone réactionnelle de réduction, et comprenant une conduite de transport pour évacuer les fumées (7).
L'installation peut comprendre une conduite de transport d'une partie (5) de l'effluent gazeux comprenant du CO2 et H20 (4) vers l'alimentation de la zone de gazéification RG.
Dans un mode de réalisation, l'installation peut également comprendre au moins un échangeur de chaleur dans la zone d'oxydation RO (El) et/ou sur la conduite de transport des fumées (7) (E2).
Dans un autre mode de réalisation, la conduite de sortie de l'effluent gazeux (3) se divise en deux conduites permettant l'alimentation de la zone de réduction RR en gaz de synthèse pour la combustion (3a) et l'évacuation du gaz de synthèse produit (3b).
Description détaillée de l'invention Gazéification du combustible solide La réaction de gazéification de la charge hydrocarbonée solide se déroule dans la zone réactionnelle de gazéification, en présence de vapeur d'eau et éventuellement de CO2 (dans le cas où l'on recycle une partie de la fumée sortie du réacteur de combustion RR vers l'alimentation de la zone de gazéification RG). L'eau introduite dans la zone de gazéification peut être vaporisée et/ou sous pression.
Dans les conditions opératoires du procédé selon l'invention, à savoir une température avantageusement comprise entre 800 et 1100 C, une pression avantageusement comprise entre 1 et 20 bars, un rapport H20/ charge avantageusement compris entre 7 et 10, la gazéification est complète, de telle sorte que sont produits uniquement du gaz de synthèse CO + H2 et de l'eau résiduelle. En sortie de la zone de gazéification, on récupère également les cendres produites par la gazéification de la charge hydrocarbonée solide.
La réaction de gazéification est endothermique, l'énergie nécessaire est fournie au moins en partie par la combustion exothermique de tout ou partie du gaz de synthèse produit dans la boucle chimique.
Lorsque tout le gaz de synthèse produit est envoyé dans la zone de combustion de la boucle chimique, l'énergie fournie par la combustion du gaz de synthèse est excédentaire par rapport aux besoins de la réaction de gazéification. Il est alors possible de récupérer l'énergie excédentaire sous forme de chaleur, au moyen d'un ou plusieurs échangeurs placés dans la zone d'oxydation ou sur les lignes de transport de gaz.
Lorsqu'une partie seulement du gaz de synthèse est envoyée dans la zone de combustion de la boucle chimique, l'énergie fournie par la combustion du gaz de synthèse est de préférence uniquement utilisée pour répondre aux besoins de la réaction de gazéification. Dans ce cas, afin de permettre de maximiser la production du gaz de synthèse en sortie de procédé, il convient d'envoyer dans la zone de combustion RR une partie du gaz de synthèse en quantité strictement nécessaire pour obtenir l'énergie nécessaire à la gazéification.
Réaction de combustion du gaz de synthèse en boucle chimique Le procédé CLC consiste à mettre en uvre des réactions d'oxydo-réduction d'une masse active pour décomposer la réaction de combustion en deux réactions successives. Une première réaction d'oxydation de la masse active, avec de l'air ou un gaz jouant le rôle de comburant, permet d'oxyder la masse active.
Une seconde réaction de réduction de la masse active ainsi oxydée à l'aide d'un gaz réducteur permet ensuite d'obtenir une masse active réutilisable ainsi qu'un mélange gazeux comprenant essentiellement du dioxyde de carbone et de l'eau, voire du gaz de synthèse contenant de l'hydrogène et du monoxyde d'azote.
Cette technique permet donc d'isoler le dioxyde de carbone ou le gaz de synthèse dans un mélange gazeux pratiquement dépourvu d'oxygène et d'azote.

La combustion étant globalement exothermique, il est possible de produire de l'énergie à partir de ce procédé, sous la forme de vapeur ou d'électricité, en disposant des surfaces d'échange dans la boucle de circulation de la masse active ou sur les effluents gazeux en aval des réactions de combustion ou d'oxydation.
Le brevet US 5 447 024 décrit un procédé de combustion en boucle chimique comprenant un premier réacteur de réduction d'une masse active à l'aide d'un gaz réducteur et un second réacteur d'oxydation permettant de restaurer la masse active dans son état oxydé par une réaction d'oxydation avec de l'air humide. La technologie du lit fluidisé circulant est utilisée pour permettre le passage continu de la masse active de son état oxydé à son état réduit.
La masse active, passant alternativement de sa forme oxydée à sa forme réduite et inversement, décrit un cycle d'oxydo-réduction.
Ainsi, dans le réacteur de réduction, la masse active (MO) est tout d'abord réduite à l'état Mx0y-2n-m/2/ par l'intermédiaire d'un hydrocarbure Cnlim (ici le gaz de synthèse) qui est corrélativement oxydé en CO2 et H20, selon la réaction (1), ou éventuellement en mélange CO + H2 selon les proportions utilisées.
(1) CnHm + Mx0y n CO2+ m/2 H20 + Mx0y-2n-m/2 Dans le réacteur d'oxydation, la masse active est restaurée à son état oxydé
(MO) au contact de l'air selon la réaction (2), avant de retourner vers le premier réacteur.
(2) Mx0y-2n-m12 (n+m/4) 02 Mx0y Dans les équations ci-dessus, M représente un métal.
L'efficacité du procédé de combustion en boucle chimique (CLC) en lit fluidisé

circulant repose dans une large mesure sur les propriétés physico-chimiques de la masse active d'oxydo-réduction.
L'installation de combustion en boucle chimique d'oxydo-réduction comprend une zone réactionnelle d'oxydation et une zone réactionnelle de réduction.
Le solide porteur d'oxygène est oxydé dans une zone d'oxydation comprenant au moins un lit fluidisé à une température généralement comprise entre 700 et 1200 C, préférentiellement entre 800 et 1000 C. Il est ensuite transféré dans une zone de réduction comprenant au moins un réacteur en lit fluidisé où il est mis en contact avec le combustible (ici le gaz de synthèse) à une température généralement comprise entre 700 et 1200 C, préférentiellement entre 800 et 1000 C. Le temps de contact varie typiquement entre 10 secondes et 10 minutes, de préférence entre 1 et 5 minutes. Le ratio entre la quantité de masse active en circulation et la quantité d'oxygène à transférer entre les deux zones réactionnelles est avantageusement compris entre 20 et 100.
Dans le cadre du procédé intégré selon l'invention, la combustion du gaz de synthèse dans la zone de réduction RR est totale, le flux de gaz en sortie du réacteur de réduction est composé essentiellement de CO2 et de vapeur d'eau.
Un flux de CO2 prêt à être séquestré est ensuite obtenu par condensation de la vapeur d'eau. La production d'énergie est intégrée au procédé de combustion en boucle chimique CLC au moyen d'un échange de chaleur dans la zone réactionnelle et sur les fumées de la zone d'oxydation qui sont refroidies.
Liste des figures Figure 1 : La figure 1 représente le schéma du procédé intégré selon l'invention avec gazéification du combustible solide, puis combustion en boucle chimique du gaz de synthèse produit, dans son application pour la production de chaleur.
Figure 2 : La figure 2 représente le schéma du procédé intégré selon l'invention avec gazéification du combustible solide, puis combustion en boucle chimique d'une partie du gaz de synthèse produit, afin de fournir l'énergie nécessaire à la gazéification de la charge, dans son application pour la production de gaz de synthèse.
Figure 3 : La figure 3 illustre l'exemple et représente les résultats d'équilibre thermodynamique de 90 /0 de H20 et 100/0 Carbone simulés avec le logiciel CHEMKINTm.
Description des figures Le système permettant de mettre en oeuvre le procédé intégré de gazéification et combustion en boucle chimique selon l'invention est composé de trois réacteurs principaux : réacteur de gazéification RG, réacteur de réduction RR, réacteur d'oxydation RO.

Description de la figure 1 : La figure 1 illustre le procédé selon l'invention avec combustion indirecte de charge hydrocarbonée solide pour la production de chaleur.
Dans un premier temps, le combustible solide (1) est gazéifié en présence de vapeur d'eau (2) dans le réacteur de gazéification RG. L'effluent obtenu (CO+H2) comprenant du gaz de synthèse CO + H2 (3) est ensuite transporté vers le réacteur de réduction RR où le gaz est brûlé en contact du transporteur d'oxygène (Me/Me0) qui circule dans la boucle chimique sous forme de particules. Le gaz de combustion (4) sortant du réacteur de réduction RR
contient essentiellement du CO2 et de l'H20. Ainsi, le CO2 peut être facilement séparé en condensant la vapeur d'eau. Une fraction de cet effluent gazeux comprenant essentiellement du CO2 et de l'H20 (5) peut être injectée dans le réacteur de gazéification RG afin de maintenir la température ou apporter de l'oxygène pour gazéifier le combustible. Le transporteur d'oxygène à l'état réduit Me est alors transporté vers le réacteur d'oxydation RO où il est ré-oxydé en contact avec l'air introduit comme gaz oxydant (6). La différence de degré
d'oxydation entre le transporteur d'oxygène à l'état réduit (Me) en sortie du RR
et le transporteur d'oxygène à l'état oxydé (Me0) en sortie du RO est de AX.
Un échangeur de chaleur E présent dans le réacteur d'oxydation (El) ou sur une ligne de transport des fumées (E2) issues de la zone d'oxydation RO permet de récupérer de l'énergie sous forme de chaleur.
Dans un mode de réalisation préféré, les fumées issues de la zone d'oxydation RO (7) peuvent être refroidies dans l'échangeur E2 par échange de chaleur avec de l'eau sous forme liquide (8) afin d'alimenter le réacteur de gazéification avec de l'eau (2) sous forme vapeur, et/ou sous pression. Ceci présente également l'avantage d'évacuer de l'installation des fumées refroidies (7). Les cendres (9) sont également évacuées de l'installation depuis la zone de gazéification RG.
Description de la figure 2 : La figure 2 illustre le procédé intégré selon l'invention avec gazéification de la charge hydrocarbonée solide permettant à la fois la production de gaz de synthèse CO + H2 et la production de la chaleur nécessaire à la réaction de gazéification. Le schéma du système de gazéification et combustion indirecte dans son application pour la production de gaz de synthèse est présenté sur la figure 2. Ce système est similaire à la configuration du procédé de combustion présenté précédemment, avec une modification au niveau de la sortie du gaz (3) du réacteur de gazéification RG. Dans ce schéma, seule une fraction du gaz de synthèse (3a) produit dans le RG est transportée vers le réacteur de combustion RR pour produire la chaleur nécessaire à la gazéification. L'autre partie du gaz de synthèse (3b) est considérée comme produit du procédé et est évacuée de l'installation. La vapeur d'eau dans le gaz de synthèse peut être ultérieurement condensée afin d'améliorer la valeur calorifique du gaz.
Le procédé peut donc être utilisé pour la production de gaz de synthèse. Ce gaz de synthèse peut être utilisé comme charge d'autres procédés de transformation chimique, par exemple le procédé Fischer Tropsch permettant de produire à
partir de gaz de synthèse des hydrocarbures liquides à chaînes hydrocarbonées longues utilisables ensuite comme bases carburants.
Avantages du procédé selon l'invention Les avantages du procédé selon l'invention sont nombreux.
Puisqu'il n'y a pas de contact direct entre le transporteur d'oxygène et le combustible (qui est préalablement gazéifié), le dispositif permettant de mettre en uvre le procédé selon l'invention peut être facilement adapté à des procédés de combustion déjà existants en remplaçant l'entrée d'air par de la vapeur d'eau et du CO2.
Le procédé intégré selon l'invention rend superflue une séparation solide -solide (transporteur d'oxygène - combustible solide imbrûlé), puisque le combustible n'est mis en contact avec les particules de transporteur d'oxygène qu'une fois gazéifié, séparation qui était nécessaire jusqu'alors dans les procédés publiés de CLC pour charges solides.
Le procédé selon l'invention, dans ses deux modes de réalisation, peut fonctionner avec une pression élevée dans le réacteur de gazéification RG, tandis que les réacteurs RO et RR fonctionnent à pression atmosphérique. Ceci permet notamment de produire du gaz de synthèse à haute pression (pour le procédé
Fischer-Tropsch par exemple). Par ailleurs, puisque les zones réactionnelles RO

et RR fonctionnent à pression atmosphérique, le procédé intégré selon l'invention permet une baisse de coût de l'opération et des matériaux de construction des réacteurs RO et RR. Enfin on minimise les fuites du combustible vers les réacteurs RO et RR ainsi que la perte du transporteur d'oxygène vers le réacteur de gazéification RG.
La gazéification étant réalisée sous vapeur d'eau et non sous air (absence d'azote), le gaz de synthèse obtenu présente une valeur calorifique élevée.
La gazéification étant réalisée sous vapeur d'eau et non sous air (absence d'azote), la production des oxydes d'azote est minimisée.
La limite principale de ces procédés est l'apport de chaleur vers le réacteur de gazéification, car les gaz ont une capacité thermique limitée. Dans un mode de réalisation préféré, on injecte de la vapeur d'eau surchauffée (par exemple à
une température avantageusement proche de 1000 C). Il doit être noté que grâce à
l'injection de vapeur d'eau (et éventuellement de CO2 issu des fumées issues de la zone de réduction), il y a 2 à 5 fois plus d'oxygène amené au réacteur de gazéification par rapport au cas où de l'air seul est injecté directement dans le réacteur. Cette différence est liée au fait que l'on remplace l'azote de l'air par H20 ou CO2.
La gazéification peut être conduite à pression atmosphérique ou sous pression.

Dans le cas d'opération de la gazéification sous pression (par exemple à des pressions comprises entre 5 et 50 bars, préférentiellement comprises entre 20 et 40 bars), la vapeur d'eau nécessaire à la gazéification résulte d'un cycle vapeur alimenté au moins partiellement par de l'eau résultant des fumées du réacteur de réduction dans lequel la chaleur requise pour préchauffer et pressuriser la vapeur est récupérée par échange sur les fumées du réacteur d'oxydation (RO).
Différents types de réacteurs peuvent être mis en oeuvre dans les différentes zones réactionnelles RG, RO et RR du procédé selon l'invention. Le réacteur de gazéification RG peut notamment être une chaudière à lit fluidisé circulant ou un lit fluidisé bouillonnant. Le choix technologique du type de réacteurs d'oxydation RO et de combustion RR est également large. Il peut s'agir de lit fluidisé
bouillonnant ou de lit circulant.
Les charges hydrocarbonées solides utilisées dans le procédé selon l'invention peuvent être choisies parmi tous les types de combustibles hydrocarbonés solides, notamment du charbon, de la biomasse, des catalyseurs cokés du procédé de craquage catalytique en lit fluidisé (FCC) ou des cokes produits par le procédé flexicoker, pris seuls ou en mélange.
Les charges hydrocarbonées sont introduites dans le réacteur de gazéification RG
sous la forme d'un solide dispersé, de diamètre moyen généralement compris entre 10 microns et 5 mm, préférentiellement compris entre 50 microns et 1 mm environ.
L'efficacité du procédé de combustion en boucle chimique CLC en lit fluidisé
circulant repose dans une large mesure sur les propriétés physico-chimiques de la masse active d'oxydo-réduction. La réactivité du ou des couples oxyda-réducteurs mis en jeu ainsi que la capacité de transfert d'oxygène associée sont des paramètres qui influent sur le dimensionnement des réacteurs RO et RR, sur les vitesses de circulation des particules. La durée de vie des particules quant à
elle dépend de la résistance mécanique des particules ainsi que de leur stabilité
chimique. Afin d'obtenir des particules utilisables pour ce procédé, les particules mises en jeu sont généralement composées d'un couple ou d'un ensemble de couples oxydo-réducteurs choisi parmi CuO/Cu, Cu20/Cu, NiO/Ni, Fe203/Fe304, FeO/Fe, Fe304/Fe0, Mn02/Mn203, Mn203/Mn304, Mn304/MnO, MnO/Mn, Co304/CoO, CoO/Co, et d'un liant apportant la stabilité physico-chimique nécessaire. Il est possible d'utiliser des minerais synthétiques ou naturels.
Les grosses particules sont plus difficiles à transporter et nécessitent des vitesses de transport importantes. Pour limiter les vitesses de transport dans les lignes de transfert et à l'intérieur des réacteurs, et donc limiter les pertes de charges dans le procédé ainsi que les phénomènes d'abrasion et d'érosion, il est donc préférable de limiter la taille des particules de matériau transporteur d'oxygène à
une valeur maximum voisine de 500 microns.
De manière préférée, le matériau transporteur d'oxygène introduit dans l'installation de combustion en boucle chimique a donc une granulométrie telle que plus de 90% des particules ont une taille comprise entre 100 et 500 microns.

De manière plus préférée, le matériau introduit dans l'installation a une granulométrie telle que plus de 90% des particules ont un diamètre de particules compris entre 150 et 300 microns.
De manière encore plus préférée, le matériau introduit dans l'installation a une granulométrie telle que plus de 95% des particules ont un diamètre compris entre 150 et 300 microns.
Le procédé selon l'invention peut avantageusement être intégré dans une raffinerie.
Exemple :
Dans l'exemple qui suit, le réacteur principal est le réacteur de gazéification (RG). La Figure 3 montre les concentrations (Xeq) d'équilibre thermodynamique des gaz dans le réacteur RG. Ces résultats illustrent bien qu'à l'état d'équilibre, presque tout le carbone injecté est converti en CO2. La concentration de CO
est très faible à environ 600 C, mais augmente avec la température. Ce graphique ainsi que le bilan matière sont utilisés pour calculer les différentes teneurs en gaz à la sortie du réacteur RG.
A cet effet, les résultats d'équilibre thermodynamique de 90% de H20 et 10% de carbone ont été simulés avec le logiciel CHEMKINTm.
Un modèle d'ordre zéro en régime stationnaire a été développé pour étudier la faisabilité de ce système. Le charbon est injecté dans le lit avec un débit de kg/h. Les propriétés du charbon injecté sont présentées dans le tableau 1. La gazéification a été réalisée avec de la vapeur d'eau surchauffée à 1000 C et un débit massique de 27 kg/s (équivalent au débit stoechiométrique d'air nécessaire pour assurer la combustion complète). Les propriétés du gaz de synthèse à la sortie du réacteur RG sont présentées dans le tableau 2. Les concentrations sont calculées sur la base thermodynamique et le bilan matière. La température de sortie de réacteur RG est de 600 C et la température moyenne du réacteur RG
est de 800 C.

% poids (hors Composants h poids eau, cendres) Carbone (C) 64% 72%
Hydrogène (H) 5% 6%
Azote (N) 1% 1%
Soufre total (S) 1% 1%
Oxygène (0) 18% 20%
Cendres 12%
Tableau 1 : Propriétés (analyse ultime) du charbon utilisé pour le cas d'étude, avec LHV = 28 M3/kg.
Débit Débit Concentration Concentration Composants % poids (kg/s) (mol/s) (mol%) (hors eau, mol%) CO2 13.0% 3.95 0.141 8% 28%
H20 81.4% 22.93 1.273 71%
CO 1.8% 0.51 0.018 1% 4%
H2 2.5% 0.70 0.347 19% 68%
CH4 0.0% 0.00 0.000 0% 0%
N2 0.1% 0.03 0.001 0% 0%
SO2 0.2% 0.04 0.0007 0% 0%
Tableau 2 : concentrations des différents gaz à la sortie du réacteur de gazéification RG.
Le gaz de synthèse produit dans le réacteur de gazéification RG peut être envoyé
en tout ou partie vers le réacteur de combustion afin de produire de l'énergie.
Dans le cas de production de gaz de synthèse, seule une partie du gaz nécessaire pour maintenir le bilan énergétique global est envoyée vers le réacteur de combustion RR. Dans le présent exemple, la fraction minimale nécessaire à envoyer vers le réacteur de combustion est de 53%. Ce système peut donc délivrer 47% de gaz de synthèse comme produit.
Dans le cas de production de chaleur, lors de la combustion, tout le gaz de synthèse est brûlé dans le réacteur de réduction RR afin de produire de l'énergie.
4 transport duct of oxygen-carrying solid particles (MeO) of said oxidation zone RO, and comprising an outlet pipe of an effluent gaseous (4) comprising CO2 and H2O;
and said oxidation reaction zone RO being supplied by a gas oxidant (6) and via a transport pipe of the solid carrier particles reduced oxygen (Me) from the reduction reaction zone, and comprising a transport pipe for evacuating the fumes (7).
The installation may include a pipe for transporting a part (5) of the gaseous effluent comprising CO2 and H2O (4) to the feed of the gasification zone RG.
In one embodiment, the installation may also include minus one heat exchanger in the oxidation zone RO (El) and / or on the flue gas transport duct (7) (E2).
In another embodiment, the outlet pipe of the effluent gaseous (3) is divided into two lines allowing the feeding of the RR reduction in synthesis gas for combustion (3a) and gas evacuation product synthesis (3b).
Detailed description of the invention Gasification of solid fuel The gasification reaction of the solid hydrocarbon feed takes place in the gasification reaction zone, in the presence of water vapor and possibly CO2 (in the event that some of the smoke is recycled exit from the combustion reactor RR to the supply of the gasification zone RG). The water introduced into the gasification zone can be vaporized and / or under pressure.
Under the operating conditions of the process according to the invention, namely a temperature advantageously between 800 and 1100 C, a pressure advantageously between 1 and 20 bars, a H20 / charge ratio advantageously between 7 and 10, the gasification is complete, of such so that only CO + H2 syngas and water are produced residual. At the exit of the gasification zone, we also recover the ash produced by the gasification of the solid hydrocarbon feed.
The gasification reaction is endothermic, the energy required is provided at least in part by the exothermic combustion of all or part of the synthesis produced in the chemical loop.
When all the syngas produced is sent to the combustion zone of the chemical loop, the energy provided by the combustion of synthesis gas is in excess of the requirements of the gasification reaction. It is so possible to recover excess energy in the form of heat, by means of one or more exchangers placed in the oxidation zone or on the lines of gas transportation.
When only part of the synthesis gas is sent to the combustion of the chemical loop, the energy provided by the combustion of the gas of synthesis is preferably only used to meet the needs of the gasification reaction. In this case, in order to maximize the production of synthesis gas at the end of the process, it is appropriate to send the combustion zone RR a part of the synthesis gas in a quantity strictly necessary to obtain the energy necessary for the gasification.
Combustion reaction of synthesis gas in chemical loop The CLC process involves the implementation of oxidation-reduction reactions of an active mass to decompose the combustion reaction into two successive reactions. A first oxidation reaction of the active mass, with air or a gas acting as oxidant, can oxidize the mass active.
A second reaction of reduction of the active mass thus oxidized using a reducing gas then makes it possible to obtain a reusable active mass and one a gaseous mixture essentially comprising carbon dioxide and water, even synthesis gas containing hydrogen and nitric oxide.
This technique thus makes it possible to isolate the carbon dioxide or the gas of synthesis in a gas mixture substantially free of oxygen and nitrogen.

Since combustion is generally exothermic, it is possible to produce energy from this process, in the form of steam or electricity, in having exchange surfaces in the mass circulation loop active or on gaseous effluents downstream of combustion reactions or oxidation.
US Patent 5,447,024 discloses a chemical loop combustion method comprising a first reactor for reducing an active mass by means of a reducing gas and a second oxidation reactor to restore the active mass in its oxidized state by an oxidation reaction with air wet. Circulating fluidized bed technology is used to enable the continuous passage of the active mass from its oxidized state to its reduced state.
The active mass, passing alternately from its oxidized form to its reduced form and conversely, describes an oxidation-reduction cycle.
Thus, in the reduction reactor, the active mass (MO) is firstly reduced to the Mx0y-2n-m / 2 / state via a Cnlim hydrocarbon (here the gas synthesis) which is correlatively oxidized to CO2 and H2O, depending on the reaction (1), or optionally in CO + H2 mixture according to the proportions used.
(1) CnHm + MxOy n CO2 + m / 2 H20 + Mx0y-2n-m / 2 In the oxidation reactor, the active mass is restored to its oxidized state (MO) in contact with the air according to the reaction (2), before returning to the first reactor.
(2) MxOy-2n-m12 (n + m / 4) 02 Mx0y In the equations above, M represents a metal.
The efficiency of the fluidized bed chemical loop combustion (CLC) process circulating relies to a large extent on the physico-chemical properties of the active redox mass.
The oxidation-reduction chemical loop combustion plant includes a oxidation reaction zone and a reduction reaction zone.
The oxygen-carrying solid is oxidized in an oxidation zone comprising at least less a fluidized bed at a temperature generally between 700 and 1200 C, preferably between 800 and 1000 C. It is then transferred to a reduction zone comprising at least one fluidized bed reactor where it is put in contact with the fuel (here the synthesis gas) at a temperature generally between 700 and 1200 C, preferably between 800 and 1000 C. The contact time typically varies between 10 seconds and 10 minutes, preferably between 1 and 5 minutes. The ratio between the quantity of mass circulation and the amount of oxygen to be transferred between the two areas The reaction mixture is advantageously between 20 and 100.
In the context of the integrated process according to the invention, the combustion of the gas of synthesis in the reduction zone RR is total, the flow of gas leaving the Reduction reactor is composed mainly of CO2 and water vapor.
A flow of CO2 ready to be sequestered is then obtained by condensation of the water vapour. Energy production is integrated into the combustion process CLC chemical loop by means of heat exchange in the area reaction and on the fumes of the oxidation zone which are cooled.
List of Figures Figure 1: Figure 1 shows the diagram of the integrated process according to the invention with gasification of the solid fuel, then chemical looping combustion of synthesis gas produced, in its application for the production of heat.
Figure 2: Figure 2 shows the diagram of the integrated process according to the invention with gasification of the solid fuel, then chemical looping combustion part of the synthesis gas produced, in order to provide the necessary energy to the gasification of the charge, in its application for the production of synthesis.
Figure 3: Figure 3 illustrates the example and represents the results steady Thermodynamics of 90/0 H20 and 100/0 Carbon simulated with software CHEMKINTm.
Description of figures The system for implementing the integrated gasification process and Chemical looping combustion according to the invention is composed of three reactors main: RG gasification reactor, RR reduction reactor, reactor RO oxidation.

Description of Figure 1: Figure 1 illustrates the process according to the invention with indirect combustion of solid hydrocarbon feedstock for the production of heat.
As a first step, the solid fuel (1) is gasified in the presence of water vapor (2) in the gasification reactor RG. The effluent obtained (CO + H2) comprising CO + H2 synthesis gas (3) is then transported to the RR reduction reactor where the gas is burnt in contact with the carrier of oxygen (Me / Me0) circulating in the chemical loop in the form of particles. The flue gas (4) leaving the RR reduction reactor contains mainly CO2 and H20. So, CO2 can be easily separated by condensing the water vapor. A fraction of this gaseous effluent consisting essentially of CO2 and H2O (5) can be injected into the gasification reactor RG in order to maintain the temperature or bring oxygen to gasify the fuel. The oxygen carrier in the state reduced Me is then transported to the oxidation reactor RO where it is re-oxidized into contact with the air introduced as an oxidizing gas (6). The degree difference oxidation between the reduced oxygen carrier (Me) at the outlet of the RR
and the oxygen carrier in the oxidized state (Me0) at the output of RO is AX.
A heat exchanger E present in the oxidation reactor (El) or on a flue gas transport line (E2) from the oxidation zone RO makes it possible to recover energy in the form of heat.
In a preferred embodiment, the fumes from the oxidation zone RO (7) can be cooled in exchanger E2 by heat exchange with water in liquid form (8) to supply the gasification reactor with water (2) in vapor form, and / or under pressure. This also presents the advantage of evacuating the installation of the cooled fumes (7). The ashes (9) are also removed from the facility from the RG gasification zone.
Description of Figure 2: Figure 2 illustrates the integrated process according to the invention with gasification of the solid hydrocarbon feed allowing both the CO + H2 synthesis gas production and heat production necessary to the gasification reaction. The scheme of the gasification system and indirect combustion in its application for the production of synthesis is shown in Figure 2. This system is similar to the configuration of the combustion process presented above, with a modification to the level of the gas outlet (3) of the gasification reactor RG. In this diagram, only a fraction of the synthesis gas (3a) produced in the RG is transported to the RR combustion reactor to produce the heat necessary for the gasification. The other part of the synthesis gas (3b) is considered as product of the process and is removed from the installation. The water vapor in the gas summary can be further condensed to improve the value heat of gas.
The process can therefore be used for the production of synthesis gas. This gas synthesis can be used as a feedstock for other transformation processes chemical, for example the Fischer Tropsch process for producing from syngas of liquid hydrocarbons with hydrocarbon chains long usable then as fuel bases.
Advantages of the process according to the invention The advantages of the process according to the invention are numerous.
Since there is no direct contact between the oxygen carrier and the fuel (which is previously gasified), the device allowing to put the process according to the invention can easily be adapted to processes of existing combustion by replacing the air inlet with steam water and CO2.
The integrated process according to the invention renders superfluous a solid separation -solid (oxygen carrier - unburned solid fuel), since the fuel is brought into contact with the oxygen carrier particles only once gasification, a separation which was previously necessary in published CLC for solid loads.
The method according to the invention, in its two embodiments, can operate with high pressure in the gasification reactor RG, while that the RO and RR reactors operate at atmospheric pressure. this allows in particular to produce high-pressure synthesis gas (for the process Fischer-Tropsch for example). Moreover, since the reaction zones RO

and RR operate at atmospheric pressure, the integrated process according to the invention allows a lower cost of operation and construction materials of RO and RR reactors. Finally, fuel leaks are minimized RO and RR reactors as well as the loss of the oxygen carrier to the reactor RG gasification.
The gasification is carried out under water vapor and not under air (absence of nitrogen), the synthesis gas obtained has a high calorific value.
The gasification is carried out under water vapor and not under air (absence nitrogen), the production of nitrogen oxides is minimized.
The main limitation of these processes is the supply of heat to the reactor of gasification because the gases have a limited heat capacity. In a mode of preferred embodiment, superheated steam (for example a temperature advantageously close to 1000 C). It should be noted that thanks to the injection of water vapor (and possibly CO2 from fumes of the reduction zone), there is 2 to 5 times more oxygen fed to the reactor of gasification compared to the case where air alone is injected directly into the reactor. This difference is related to the fact that we replace the nitrogen of the air by H20 or CO2.
The gasification can be conducted at atmospheric pressure or under pressure.

In the case of operation of gasification under pressure (for example at pressures between 5 and 50 bar, preferably between 20 and and 40 bar), the water vapor necessary for the gasification results from a cycle steam at least partially supplied with water resulting from reactor fumes of reduction in which the heat required to preheat and pressurize the Steam is recovered by exchange on the flue gases of the oxidation reactor (RO).
Different types of reactors can be implemented in different reaction zones RG, RO and RR of the process according to the invention. The reactor gasification RG can in particular be a circulating fluidized bed boiler or a bubbling fluidized bed. The technological choice of the type of reactors oxidation RO and RR combustion is also wide. It can be fluidized bed bubbling or circulating bed.
The solid hydrocarbon feedstocks used in the process according to the invention can be selected from all types of hydrocarbon fuels solids, including coal, biomass, coked catalysts fluidized catalytic cracking (FCC) process or product cokes speak flexicoker process, taken alone or in a mixture.
The hydrocarbon feedstocks are introduced into the gasification reactor RG
in the form of a dispersed solid, generally of average diameter between 10 microns and 5 mm, preferably between 50 microns and 1 mm about.
The efficiency of the CLC chemical loop combustion process in a fluidized bed circulating relies to a large extent on the physico-chemical properties of the active redox mass. The reactivity of the oxidation couple (s) reducers involved as well as the associated oxygen transfer capacity are parameters influencing the design of the RO and RR reactors, on particle circulation speeds. The lifetime of the particles as for it depends on the mechanical strength of the particles as well as their stability chemical. In order to obtain particles that can be used for this process, particles put into play are usually composed of a couple or a set of oxido-reducing pairs selected from CuO / Cu, Cu 2 O / Cu, NiO / Ni, Fe 2 O 3 / Fe 3 O 4, FeO / Fe, Fe3O4 / Fe0, MnO2 / Mn2O3, MnO3 / MnO4, MnO4 / MnO, MnO / Mn, Co304 / CoO, CoO / Co, and a binder providing physico-chemical stability necessary. It is possible to use synthetic or natural ores.
Large particles are more difficult to transport and require speeds important transportation. To limit the transport speeds in lines of transfer and inside the reactors, and thus limit the losses of loads in the process as well as the phenomena of abrasion and erosion, so it is preferable to limit the particle size of carrier material from oxygen to a maximum value close to 500 microns.
Preferably, the oxygen-carrying material introduced into the chemical loop combustion plant therefore has a particle size such as that more than 90% of the particles have a size between 100 and 500 microns.

More preferably, the material introduced into the installation has a particle size such that more than 90% of the particles have a diameter of particles between 150 and 300 microns.
Even more preferably, the material introduced into the installation has a particle size such that more than 95% of the particles have an included diameter between 150 and 300 microns.
The method according to the invention can advantageously be integrated into a refinery.
Example:
In the following example, the main reactor is the reactor of gasification (RG). Figure 3 shows the concentrations (Xeq) of thermodynamic equilibrium gases in the reactor RG. These results illustrate that in the state balance, almost all the injected carbon is converted to CO2. CO concentration is very low at about 600 C, but increases with temperature. This graph as well as the material balance are used to calculate the different contents in gas at the outlet of the RG reactor.
For this purpose, the thermodynamic equilibrium results of 90% of H 2 O and 10% of carbon were simulated with CHEMKINTm software.
A stationary zero-order model has been developed to study the feasibility of this system. The coal is injected into the bed with a flow of kg / h. The properties of the injected coal are shown in Table 1.
gasification was carried out with superheated steam at 1000 C and a mass flow rate of 27 kg / s (equivalent to the stoichiometric flow of air necessary to ensure complete combustion). The properties of synthesis gas at the RG reactor are presented in Table 2. Concentrations are calculated on the thermodynamic basis and the material balance. The temperature of RG reactor outlet is 600 C and the average temperature of the RG reactor is 800 C.

% weight (excluding Components water weight, ash Carbon (C) 64% 72%
Hydrogen (H) 5% 6%
Nitrogen (N) 1% 1%
Total sulfur (S) 1% 1%
Oxygen (0) 18% 20%
Ashes 12%
Table 1: Properties (ultimate analysis) of the coal used for the case study, with LHV = 28 M3 / kg.
Flow Rate Concentration Concentration Components% weight (kg / s) (mol / s) (mol%) (excluding water, mol%) CO2 13.0% 3.95 0.141 8% 28%
H20 81.4% 22.93 1.273 71%
CO 1.8% 0.51 0.018 1% 4%
H2 2.5% 0.70 0.347 19% 68%
CH4 0.0% 0.00 0.000 0% 0%
N2 0.1% 0.03 0.001 0% 0%
SO2 0.2% 0.04 0.0007 0% 0%
Table 2: concentrations of the different gases at the outlet of the reactor RG gasification.
The synthesis gas produced in the gasification reactor RG can be sent all or part of it to the combustion reactor to produce energy.
In the case of synthesis gas production, only part of the gas necessary to maintain the overall energy balance is sent to the RR combustion reactor. In this example, the minimum fraction required to be sent to the combustion reactor is 53%. This system can therefore deliver 47% syngas as product.
In the case of heat production, during combustion, all synthesis is burned in the RR reduction reactor to produce energy.

Claims (9)

1. Procédé intégré de gazéification et combustion indirecte en boucle chimique d'une charge hydrocarbonée solide dans lequel :
- on met en contact la charge hydrocarbonée solide (1) avec de l'eau (2) dans une zone réactionnelle de gazéification RG afin d'évacuer des cendres (9) et de produire un effluent gazeux (3) comprenant du gaz de synthèse :
CO, H2 et de l'eau H2O ;
- on alimente la zone réactionnelle de réduction RR d'une boucle chimique d'oxydo-réduction, dans laquelle circulent des particules de solide porteur d'oxygène Me/MeO, par au moins une partie de l'effluent gazeux (3) produit dans la zone réactionnelle de gazéification pour produire un effluent gazeux (4) concentré en CO2 et H2O, - on réoxyde les particules de solide porteur d'oxygène issues de la zone réactionnelle de réduction RR de la boucle chimique dans la zone réactionnelle d'oxydation RO au moyen d'un gaz oxydant (6) et on évacue des fumées (7).
1. Integrated gasification process and indirect looping chemical a solid hydrocarbon feedstock in which:
the solid hydrocarbon feedstock (1) is brought into contact with water (2) in a RG gasification reaction zone in order to evacuate ashes (9) and producing a gaseous effluent (3) comprising synthesis gas:
CO, H2 and H2O water;
the reaction reduction zone RR is fed with a chemical loop of oxidation-reduction, in which particles of solid carrier of oxygen Me / MeO, by at least a part of the gaseous effluent (3) produced in the gasification reaction zone to produce a gaseous effluent (4) concentrated in CO2 and H2O, the particles of oxygen-bearing solid obtained from the zone are reoxidized RR reduction reaction of the chemical loop in the zone reaction of oxidation RO by means of an oxidizing gas (6) and evacuated fumes (7).
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on recycle une partie (5) de l'effluent concentré en CO2 et H2O produit dans la zone de réduction RR pour alimenter en oxygène la zone réactionnelle de gazéification RG. 2. Method according to claim 1 wherein a part (5) is recycled of the effluent concentrated in CO2 and H2O produced in the RR reduction zone for supplying oxygen to the RG gasification reaction zone. 3. Procédé intégré de gazéification et combustion indirecte en boucle chimique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on alimente la zone réactionnelle de réduction RR par la totalité de l'effluent gazeux (3) produit dans la zone réactionnelle de gazéification RG, afin de produire de la chaleur qui est récupérée au niveau de la zone réactionnelle d'oxydation RO ou sur les lignes de transport des effluents gazeux. 3. Integrated Gasification and Indirect Circulation Loop chemical according to claim 1 or 2 wherein the reaction zone of RR reduction by all the gaseous effluent (3) produced in the zone RG gasification reaction, in order to produce heat that is recovered at the oxidation reaction zone RO or on the lines of transport gaseous effluents. 4. Procédé intégré de gazéification et combustion indirecte en boucle chimique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on alimente la zone réactionnelle de réduction RR par une partie (3a) de l'effluent gazeux produit dans la zone réactionnelle de gazéification RG en quantité suffisante pour produire l'énergie nécessaire à la réaction de gazéification, l'autre partie (3b) permettant de produire du gaz de synthèse CO + H2. 4. Integrated Gasification and Indirect Circulation Loop chemical according to claim 1 or 2 wherein the reaction zone of RR reduction by a part (3a) of the gaseous effluent produced in the zone RG gasification reaction in sufficient quantity to produce energy necessary for the gasification reaction, the other part (3b) allowing produce CO + H2 synthesis gas. 5. Procédé intégré de gazéification et combustion indirecte en boucle chimique selon l'une des revendications précédentes dans lequel la charge hydrocarbonée solide est choisie parmi le charbon, les catalyseurs cokés du procédé de craquage catalytique en lit fluidisé (FCC) ou les cokes produits par le procédé
flexicoker.
5. Integrated Gasification and Indirect Circulation Loop chemical according to one of the preceding claims wherein the hydrocarbon feedstock solid is selected from coal, coke catalysts of the process of catalytic cracking in fluidized bed (FCC) or cokes produced by the process flexicoker.
6. Installation de gazéification et combustion en boucle chimique comprenant :
-une zone réactionnelle de gazéification RG alimentée par une charge hydrocarbonée solide (1) et de l'eau (2) et comprenant une conduite de sortie d'un effluent gazeux comprenant du gaz de synthèse et de l'eau (3) et une conduite de sortie des cendres produites (9);
- une boucle chimique de combustion comprenant une zone réactionnelle de réduction RR et une zone réactionnelle d'oxydation RO, ladite zone réactionnelle de réduction RR étant alimentée par au moins une partie de l'effluent gazeux (3) issu de la zone de gazéification RG et par une conduite de transport des particules de solide porteur d'oxygène (MeO) issues de ladite zone d'oxydation RO, et comprenant une conduite de sortie d'un effluent gazeux (4) comprenant du CO2 et H2O ;
et ladite zone réactionnelle d'oxydation RO étant alimentée par un gaz oxydant (6) et par une conduite de transport des particules de solide porteur d'oxygènes réduites (Me) issues de la zone réactionnelle de réduction, et comprenant une conduite de transport pour évacuer les fumées (7).
6. Gasification plant and chemical looping combustion comprising:
a reaction gasification zone RG fed with a charge solid hydrocarbon (1) and water (2) and comprising an outlet pipe a gaseous effluent comprising synthesis gas and water (3) and a outlet duct of ash produced (9);
a chemical combustion loop comprising a reaction zone of RR reduction and an oxidation reaction zone RO, said reduction reaction zone RR being fed by at least a part of the gaseous effluent (3) coming from the gasification zone RG and by a transport duct of oxygen-carrying solid particles (MeO) of said oxidation zone RO, and comprising an outlet pipe of an effluent gaseous (4) comprising CO2 and H2O;
and said oxidation reaction zone RO being supplied by a gas oxidant (6) and via a transport pipe of the solid carrier particles reduced oxygen (Me) from the reduction reaction zone, and comprising a transport pipe for evacuating the fumes (7).
7. Installation selon la revendication 6 comprenant une conduite de transport d'une partie (5) de l'effluent gazeux comprenant du CO2 et H2O (4) vers l'alimentation de la zone de gazéification RG. 7. Installation according to claim 6 comprising a transport pipe a portion (5) of the gaseous effluent comprising CO2 and H2O (4) to feeding the gasification zone RG. 8. Installation selon la revendication 6 ou 7 comprenant au moins un échangeur de chaleur dans la zone d'oxydation RO (E1) et/ou sur la conduite de transport des fumées (7) (E2). 8. Installation according to claim 6 or 7 comprising at least one heat exchanger in the oxidation zone RO (E1) and / or on the conduct of transport of fumes (7) (E2). 9.
Installation selon la revendication 6 ou 7 dans laquelle la conduite de sortie de l'effluent gazeux (3) se divise en deux conduites permettant l'alimentation de la zone de réduction RR en gaz de synthèse pour la combustion (3a) et l'évacuation du gaz de synthèse produit (3b).
9.
Installation according to claim 6 or 7 in which the outlet pipe of the gaseous effluent (3) is divided into two conduits for feeding of the reduction zone RR in synthesis gas for combustion (3a) and the evacuation of the synthesis gas produced (3b).
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