FR2495178A1 - PROCESS FOR GASIFYING SOLID CARBONACEOUS MATERIAL - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de gazéification d'une matière carbonée solide dans un four à bain de fer en fusion. Une lance non immergée 4 est utilisée pour injecter du charbon, de l'oxygène ou de la vapeur d'eau vers la surface d'un bain 5 de fer en fusion. Une dépression 10 est formée dans la surface du bain 5 de manière que le rapport de la profondeur L de cette dépression 10 à la profondeur Lo du bain 5 soit maintenu entre 0,05 et 0,15. La vitesse d'injection de la matière carbonée solide est maintenue entre 50 et 300 m/s, afin d'éviter la formation d'une masse adhérente 8 sur la partie supérieure du four 1. Domaine d'application : gazéification du charbon et d'autres matières carbonées. (CF DESSIN DANS BOPI)The invention relates to a process for gasifying a solid carbonaceous material in a furnace with a molten iron bath. A non-submerged lance 4 is used to inject coal, oxygen or water vapor to the surface of a bath 5 of molten iron. A depression 10 is formed in the surface of the bath 5 so that the ratio of the depth L of this depression 10 to the depth Lo of the bath 5 is maintained between 0.05 and 0.15. The speed of injection of the solid carbonaceous material is maintained between 50 and 300 m / s, in order to avoid the formation of an adherent mass 8 on the upper part of the furnace 1. Field of application: gasification of coal and 'other carbonaceous materials. (CF DRAWING IN BOPI)

Description

L'invention concerne un procédé de gazéificationThe invention relates to a gasification process

d'une matière carbonée solide, dans lequel la matière car-  solid carbonaceous material, in which the car-

bonée est gazéifiée dans un four de réacteur de gazéifica-  bonée is gasified in a gasification reactor furnace.

tion en présence d'un bain de fer fondu. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de mise en oeuvre du four du réacteur de gazéification, permettant d'empêcher la formation de masses adhérant, par suite de projections, sur la partie supérieure d'un four, d'une hotte ou d'une  in the presence of a bath of molten iron. The invention relates more particularly to a method of operating the furnace of the gasification reactor, making it possible to prevent the formation of adhering masses, as a result of projections, on the upper part of an oven, a hood or a

tuyère, et permettant également de stabiliser le fonction-  nozzle, and also to stabilize the function

nement du four et une opération de longue durée.  oven and a long operation.

D'une manière générale, un procédé dit de gazéifi-  In general, a so-called gasification process

cation du charbon par l'utilisation d'un four de gazéifica-  cation of coal by the use of a gasification furnace

tion contenant un bain de fer en fusion est un procédé dans lequel la chaleur nécessaire à la gazéification est fournie  containing a molten iron bath is a process in which the heat required for the gasification is supplied

par le fer en fusion. Parmi-des procédés connus pour gazéi-  by molten iron. Among known methods for gasification

fier une matière carbonée solide, par exemple du charbon,  proud of a solid carbonaceous material, for example coal,

du coke ou autre, plusieurs procédés sont décrits dans les-  coke or other, several processes are described in

demandes de brevets japonais JA-OS No 52-41 604, NO 52-41 605 et N0 52-41 606. Ces procédés sont basés essentiellement sur l'introduction du charbon dans un four, soit par chute du charbon sur la surface du bain, soit par l'introduction du charbon au moyen d'un gaz de transport dans le bain de fer en fusion, le charbon passant par une ouverture ménagée au- dessous du niveau du bain et de l'oxygène et/ou de la vapeur d'eau étant injectés à l'intérieur du four, d'une façon différente de celle suivant laquelle le charbon est  Japanese Patent Applications JA-OS No. 52-41604, No. 52-41605 and No. 52-41606. These processes are based essentially on the introduction of coal into an oven, or by falling coal on the surface of the bath or by introducing the coal by means of a carrier gas into the molten iron bath, the coal passing through an opening below the level of the bath and oxygen and / or steam. water being injected into the furnace, in a manner different from that according to which the coal is

introduit dans le four et vers des parties du four diffé-  in the oven and to different parts of the oven.

rentes de celles recevant le charbon. Du fait de ces carac-  rents from those receiving coal. Because of these characteristics

téristiques, le rendement d'utilisation du charbon pour la  characteristics, the efficiency of use of coal for the

gazéification est faible et d'autres inconvénients inévi-  gasification is low and other drawbacks inevitably

tables apparaissent, à savoir: (I) Dans le cas o le charbon tombe sur le fer en fusion, lorsqu'il est pris par le laitier flottant sur la surface du bain, une partie se dissout dans le fer en fusion par agitation, la perte de charbon par projection ou par flottaison avec le laitier, sans gazéification, augmente, le rendement d'utilisation du charbon est bas et ne dépasse pas %, et la teneur en CO2 du gaz résultant ne peut être  Tables appear, namely: (I) In the case where the coal falls on the molten iron, when it is taken by the floating slag on the surface of the bath, a part dissolves in the molten iron by stirring, the loss of charcoal by projection or flotation with the slag, without gasification, increases, the utilization efficiency of the coal is low and does not exceed%, and the CO2 content of the resulting gas can not be

abaissée au-dessous de 5 à 6 %, de sorte que la gazéifica-  below 5 to 6%, so that the gasification

tion n'est pas efficace; (II) le soufre présent dans le charbon flottant réagit directement avec l'oxygène pour produire du SOX, de sorte que l'avantage prévu par l'utiliation d'une gazéi-  tion is not effective; (II) the sulfur present in the floating coal reacts directly with the oxygen to produce SOX, so that the advantage provided by the use of a gasification

fication de ce type et selon lequel le gaz produit ne con-  of this type and that the gas produced does not

tient pas de soufre disparaît; (III) étant donné que les zones d'introduction du charbon et d'un jet d'oxygène sont différentes et espacées l'une de l'autre, il se forme un point chaud ou un point appelé point de feu, présentant une température extrêmement élevée, par exemple sur la surface du bain de fer en fusion si l'oxygène est injecté par le haut, ce qui a pour résultat une perte importante du fer en fusion par évaporation, la présence d'une grande quantité de particules microscopiques  not hold sulfur disappears; (III) Since the zones of introduction of the coal and an oxygen jet are different and spaced apart from each other, a hot spot or a point called a fire point is formed, presenting a temperature extremely high, for example on the surface of the molten iron bath if the oxygen is injected from above, which results in a significant loss of molten iron by evaporation, the presence of a large amount of microscopic particles

de carbone combustibles, contenant du fer à l'état métalli-  combustible carbon containing iron in the metallic state

que, dans le gaz produit, ce qui présente un danger pour le traitement des poussières, et des difficultés de fo-t  that in the gas produced, which presents a danger for the treatment of dust, and the difficulties of fo-t

du four par suite des pertes de fer.  of the oven as a result of iron losses.

La demande de brevet N0 DE-OS N0 2 443 740 décrit un procédé sensiblement du même type que celui décrit dans les demandes japonaises précitées et n'échappant donc pas  Patent Application No. DE-OS No. 2,443,740 describes a process of substantially the same type as that described in the aforementioned Japanese applications and thus not escape

aux inconvénients mentionnés ci-dessus.  the disadvantages mentioned above.

Un procédé connu, décrit dans la demande de brevet japonais JA-OS N0 5589 395 élimine, en grande partie, les inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et améliore le rendement d'utilisation du carbone de la matière carbonée solide est amélioré. Conformément au procédé de cette demnde,de l'oxygène est injecté par le haut au moyen d'une lance non immergée sur la surface du bain de fer en fusion pour former  A known method, described in Japanese Patent Application JA-OS No. 5589395, largely eliminates the above-mentioned disadvantages of the prior art and improves the carbon utilization efficiency of the solid carbonaceous material is improved. . In accordance with the method of this application, oxygen is injected from the top by means of a non-submerged lance onto the surface of the molten iron bath to form

un point chaud ou un point dit point de feu à haute tempé-  a hot spot or a point known as a point of fire at a high temperature

rature, vers lequel une poudre carbonée solide est injectée  erature, to which a solid carbonaceous powder is injected

pneumatiquement par le haut au moyen d'une lance non immer-  pneumatically from above by means of a non-submerged lance

gée et à l'aide d'un gaz porteur. Ainsi, la quantité de matière carbonée solide retenue par le laitier flottant sur  and using a carrier gas. Thus, the amount of solid carbonaceous material retained by the floating slag on

le bain de fer est réduite. Dans un four d'un type sensible-  the iron bath is reduced. In an oven of a sensitive type

ment analogue à un convertisseur contenant un bain de fer en fusion à 1300-1500'C, le charbon (charbon en poudre) et un agent de gazéification sont injectés par le haut au moyen de la lance non immergée, vers le fer en fusion, afin de gazéifier le charbon. Ce procédé utilisant le four du type convertisseur facilite l'introduction du charbon et de l'agent de gazéification dans le four et  Analogously to a converter containing a molten iron bath at 1300-1500 ° C, the coal (coal powder) and a gasifying agent are injected from above by means of the immersed lance to the molten iron, to gasify the coal. This method using the converter type furnace facilitates the introduction of the coal and the gasifier into the furnace and

permet une gazéification avantageuse de tout type de char-  allows an advantageous gasification of all types of

bon. Cependant, des projections du fer en fusion du bain se produisent en cours de fonctionnement sous l'effet du  good. However, projections of the molten iron bath occur during operation under the effect of

jet de l'agent de gazéification et résultent dans la for-  jet of the gasifier and result in the formation of

mation d'une masse adhérant sur la partie supérieure du four ou hotte ou sur la surface de la lance (sur la canalisation de refroidissement par eau), par suite de son refroidissement rapide, ce qui soulève des difficultés de fonctionnement. Une fois qu'une certaine masse adhérente s'est formée, elle croit de façon régulière jusqu'au moment o elle risque d'obturer la gorge et la hotte du four, ce qui rend très difficile le réglage de la pression du four  a sticky mass on the upper part of the oven or hood or on the surface of the lance (on the water cooling pipe), as a result of its rapid cooling, which raises operating difficulties. Once a certain adherent mass is formed, it grows steadily until it can seal the throat and hood of the oven, making it very difficult to adjust the oven pressure

et conduit finalement à rendre ce dernier inutilisable.  and ultimately leads to rendering the latter unusable.

Par conséquent, selon ce procédé, il est difficile de faire fonctionner pendant une longue durée un four,  Therefore, according to this method, it is difficult to operate for a long time an oven,

notamment du type convertisseur, et il est également néces-  particularly of the converter type, and it is also necessary

saire de rompre ou d'arrêter le fonctionnement pour enlever la masse adhérente, de sorte que le gaz est produit de manière instable, ce qui constitue un inconvénient de ce  to break or stop the operation to remove the adhering mass, so that the gas is produced unstably, which is a disadvantage of

procédé.process.

Le laitier flottant sur le bain de fer en fusion et résultant des cendres du charbon ou du fondant injecté se développe. Dans l'art antérieur, l'effet de mélange du laitier avec le bain.de fer en fusion, produit par le jet de l'agent de gazéification, diminue au fur et à mesure que l'épaisseur de la couche de laitier augmente. Le rendement d'utilisation du charbon diminue alors, car le contact de l'agent de gazéification avec le bain de fer en fusion diminue, ce qui entraîne une moindre diffusion du charbon  The slag floating on the molten iron bath and resulting from coal ash or injected flux develops. In the prior art, the mixing effect of the slag with the molten iron bath produced by the jet of the gasifier decreases as the thickness of the slag layer increases. The utilization efficiency of the coal then decreases because the contact of the gasification agent with the molten iron bath decreases, resulting in less diffusion of the coal.

dans le bain de fer. Il est donc difficile, dans l'art anté-  in the iron bath. It is therefore difficult in the prior art

rieur, d'obtenir un rendement d'utilisation élevé du charbon  to obtain a high rate of utilization of coal

sans provoquer la formation de la masse adhérente.  without causing the formation of the adherent mass.

Compte tenu de l'art antérieur décrit ci-dessus, il est donc très souhaitable de disposer d'un nouveau procédé pour gazéifier une matière carbonée solide, permettant d'éliminer les inconvénients précités qui affectent l'art antérieur. L'invention a pour objet un tel procédé de gazéi- fication d'une matière carbonée solide, dans lequel il est possible d'éviter la formation d'une masse adhérente sur la  Given the prior art described above, it is therefore very desirable to have a new process for gasifying a solid carbonaceous material, to eliminate the aforementioned drawbacks that affect the prior art. The subject of the invention is such a process for the gasification of a solid carbonaceous material, in which it is possible to avoid the formation of an adhering mass on the

partie supérieure d'un four ou sur une hotte afin de per-  upper part of an oven or on a hood in order to

mettre au four de fonctionner pendant une longue durée. Le procédé de l'invention permet un rendement d'utilisation élevé du carbone sans provoquer la formation d'une masse adhérenteet il permet également d'abaisser à la plus faible  put in the oven to work for a long time. The process of the invention allows a high utilization efficiency of carbon without causing the formation of an adherent mass and it also allows to lower to the lowest

valeur possible la teneur en soufre du gaz produit.  possible value the sulfur content of the gas produced.

-L'invention concerne donc un procédé de gazéifi-  The invention therefore relates to a gasification process

cation d'une matière carbonée solide, dans lequel une matière carbonée solide pulvérisée est injectée par le haut sur un bain de fer en fusion contenu dans un four, au moyen d'une lance non immergée orientée vers un point chaud formé par un jet d'agent de gazéification comprenant au moins de l'oxygène, cet agent de gazéification étant injecté par le  cation of a solid carbonaceous material, wherein a pulverized solid carbonaceous material is injected from above onto a molten iron bath contained in an oven, by means of a non-submerged lance directed towards a hot spot formed by a jet of gasification agent comprising at least oxygen, this gasification agent being injected by the

haut au moyen d'une lance non immergée et la matière car-  top by means of an immersed lance and the car-

bonée solide étant injectée au moyen d'un gaz porteur. Une matière formant du laitier est injectée facultativement vers, le point chaud, de manière que la matière carbonée solide soit gazéifiée, que le rapport L/L0 de la profondeur L de la dépression du bain de fer en fusion à la profondeur L0 du bain de fer en fusion soit maintenu entre 0,05 et 0,15, et que la vitesse d'injection de la matière carbonée solide soit maintenue entre 50 et 300 m/s pour empêcher la formation d'une masse adhérente sur la partie supérieure du four ou  solid bonée being injected by means of a carrier gas. A slag-forming material is optionally injected to the hot spot so that the solid carbonaceous material is gasified, the L / L0 ratio of the depth L of the depression of the molten iron bath to the depth L0 of the quench bath. the molten iron is maintained between 0.05 and 0.15, and the injection speed of the solid carbonaceous material is maintained between 50 and 300 m / s to prevent the formation of an adhesive mass on the upper part of the furnace or

sur la hotte. Pour accroître davantage le rendement d'uti-  on the hood. To further increase the efficiency of

lisation du charbon, un gaz d'agitation est injecté par au moins une tuyère qui débouche au-dessous du niveau du bain  coal, a stirring gas is injected through at least one nozzle which opens below the level of the bath

de fer en fusion afin d'agiter ce bain.  of molten iron in order to agitate this bath.

L'invention concerne en outre un procédé tel que décrit ci-dessus, ayant, pour caractéristique supplémentaire,  The invention also relates to a method as described above, having, for additional characteristic,

le maintien entre 0,15 et 0,3 du rapport L'/L de la profon-  maintaining between 0.15 and 0.3 the L / L ratio of the depth

deur de pénétration L' de la matière carbonée solide dans le bain de fer en fusion à la profondeur L. du bain de fer en fusion. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un four de réacteur de gazéification mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale partielle d'une lance; - la figure 3 est une vue de dessous de la lance montrée sur la figure 2; et la figure 4 est une coupe longitudinale d'un four  The penetration rate of the solid carbonaceous material in the molten iron bath at the depth L. of the molten iron bath. The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples and in which: FIG. 1 is a longitudinal section of a gasification reactor furnace implementing the method according to the invention; Figure 2 is a partial longitudinal section of a lance; Figure 3 is a bottom view of the lance shown in Figure 2; and Figure 4 is a longitudinal section of an oven

mettant en oeuvre une variante du procédé de l'invention.  implementing a variant of the method of the invention.

- La figure 1 représente un four 1 de réacteur de gazéification du type convertisseur, présentant un orifice 2 de décharge de l'acier et/ou du laitier et une lance non immergée 4 du type à tuyères multiples, destinée à injecter par le haut la matière carbonée solide pulvérisée, de l'oxygène et de la vapeur d'eau. Ce four contient une charge appropriée de fer en fusion formant un bain 5. Un jet de l'agent de gazéification, injecté par le haut au moyen de la lance 4, provoque la formation d'un point chaud 10 sur la surface du bain de fer, dans une dépression, point chaud  FIG. 1 represents a converter type gasification reactor furnace 1 having a discharge port 2 for steel and / or slag and a non-submerged lance 4 of the multi-nozzle type intended to inject from the top the pulverized solid carbonaceous material, oxygen and water vapor. This furnace contains a suitable charge of molten iron forming a bath 5. A jet of the gasification agent, injected from above by means of the lance 4, causes the formation of a hot spot on the surface of the bath. iron, in a depression, hot spot

10 vers lequel la matière carbonée est injectée pneumatique-  10 to which the carbonaceous material is injected pneumatically

ment au moyen d'un gaz porteur de manière à être transfor-  by means of a carrier gas so as to be transformed into

mée en gaz, c'est-à-dire gazéifiée.  gas, that is gasified.

Simultanément, du laitier 6 est produit à la sur-  At the same time, slag 6 is produced on the surface.

face du bain en fusion par suite de la présence de cendres  face of the melt due to the presence of ashes

résiduelles dans la matière carbonée, du fait de sa gazéi-  in the carbonaceous material, because of its gasification

fication. En variante ou en plus, le laitier 6 résulte d'une  fication. Alternatively or additionally, the slag 6 results from a

matière de formation de laitier qui est injectée, de préfé-  slag formation which is injected, preferably

rence,avec la matière carbonée. La matière de formation de  with carbonaceous matter. The training material of

laitier peut être injectée à l'intérieur du four.  slag can be injected into the oven.

La matière carbonée solide à laquelle le procédé selon l'invention s'applique peut être toute matière connue contenant d'importantes quantités de carbone, par exemple du charbon, du coke, du brai, du goudron de houille, etc.  The solid carbonaceous material to which the process according to the invention is applied may be any known material containing large amounts of carbon, for example coal, coke, pitch, coal tar, etc.

Dans la description d'une forme préférée du procédé de  In the description of a preferred form of the process of

l'invention, la matière carbonée solide sera désignée ci-  the invention, the solid carbonaceous material will be referred to above as

après par le terme "charbon" (charbon en poudre).  after by the term "coal" (coal powder).

L'agent de gazéification, comprenant au moins de l'oxygène, peut être un gaz qui contient sensiblement de l'oxygène, ou bien un mélange gazeux d'oxygène et de vapeur d'eau. La teneur en oxygène doit être de 70 % en volume ou plus afin de fournir suffisamment d'oxygène sans provoquer  The gasification agent, comprising at least oxygen, may be a gas that contains substantially oxygen, or a gaseous mixture of oxygen and water vapor. The oxygen content must be 70% by volume or more in order to provide sufficient oxygen without causing

un refroidissement du bain de fer. On ajoute avantageuse-  a cooling of the iron bath. We add advantageously

ment de la vapeur d'eau si l'oxygène atteint 99 % en volume  water vapor if oxygen reaches 99% by volume

ou plus. Il est encore plus préférable d'utiliser de l'oxy-  or more. It is even more preferable to use oxy-

gène pur et de la vapeur d'eau. Cependant, la vapeur d'eau peut être utilisée avec une teneur en oxygène de 70 à 99 %  pure gene and water vapor. However, water vapor can be used with an oxygen content of 70 to 99%

en volume, s'il en résulte une diminution de coût.  in volume, if it results in a reduction of cost.

L'injection s'effectue au moyen d'une lance ou  The injection is carried out by means of a lance or

de plusieurs lances, de préférence du type à tuyères multi-  several lances, preferably of the multi-nozzle type

ples permettant au moins l'injection du charbon à l'aide d'un gaz porteur et de l'oxygène par l'utilisation d'une seule lance. La vapeur d'eau peut être injectée soit au moyen de la même lance que celle utilisée pour l'oxygène, soit au moyen d'une lance séparée. L'injection facultative de matière formant du laitier s'effectue de préférence au moyen de la  ples allowing at least the injection of coal using a carrier gas and oxygen by the use of a single lance. The water vapor can be injected either by means of the same lance as that used for oxygen, or by means of a separate lance. The optional injection of slag-forming material is preferably effected by means of

même tuyère que celle injectant de l'oxygène ou du charbon.  same nozzle as that injecting oxygen or coal.

Cependant, la technique d'injection peut faire appel à des lances présentant différents aménagements internes sans sortir du cadre de l'invention. Des lances classiques à une seule tuyère ou buse peuvent être utilisées en faisceau ou  However, the injection technique can use lances with different internal arrangements without departing from the scope of the invention. Conventional lances with a single nozzle or nozzle can be used in bundles or

en groupe.in Group.

Le four 1 du réacteur de gazéification est de préférence du type convertisseur, comme montré sur la figure 1. Cependant, un four du type à sole ouverte, par exemple tel que décrit dans la demande de brevet japonais JA-OS  The furnace 1 of the gasification reactor is preferably of the converter type, as shown in FIG. 1. However, an open hearth type furnace, for example as described in the Japanese patent application JA-OS

N0 55-89 395, peut être utilisé selon l'importance de l'opé-  No. 55-89 395, can be used depending on the size of the operation.

ration. Une forme préférée de réalisation utilisant le four  ration. A preferred embodiment using the oven

1 du type convertisseur est décrite ci-après.  1 of the converter type is described below.

Le four 1 est mis en oeuvre comme décrit ci-  The furnace 1 is implemented as described above.

dessous. Du fer en fusion est chargé par une embouchure 3 et le gaz produit est introduit dans un réservoir à gaz (non représenté) au moyen d'une hotte et d'une canalisation (non représentées) disposées au-dessus de l'embouchure 3 afin de récupérer le gaz. Le laitier peut être évacué par l'orifice 2 de décharge en donnant au four 1 une position d'inclinaison, ou bien il peut être évacué par l'embouchure 3. Une lance 4 non immergée, comportant plusieurs tuyères ou buses 4-1, 4-2 et 4-3, est montrée sur les figures 2 et 3 et permet l'injection de charbon et de son gaz porteur, d'oxygène et de vapeur d'eau par l'utilisation d'une seule lance et de trois types de tuyères. La lance 4 comprend une tuyère centrale 4-1, une tuyère 4-2 à fente annulaire, entourant la tuyère centrale 4-1, et trois tuyères 4-3 disposées en triangle à la périphérie de la fente annulaire de la tuyère 4-2. La tuyère centrale 4-1 injecte un mélange fluide de charbon et du gaz porteur; la tuyère 4-2 en forme de fente injecte de la vapeur d'eau;  below. Melted iron is charged by a mouth 3 and the product gas is introduced into a gas tank (not shown) by means of a hood and a pipe (not shown) arranged above the mouth 3 to to recover the gas. The slag can be discharged through the discharge orifice 2 by giving the furnace 1 a tilted position, or it can be discharged through the mouth 3. A lance 4 not immersed, comprising several nozzles or nozzles 4-1, 4-2 and 4-3, is shown in Figures 2 and 3 and allows the injection of coal and its carrier gas, oxygen and water vapor by the use of a single lance and three types of nozzles. The lance 4 comprises a central nozzle 4-1, a nozzle 4-2 with an annular slot, surrounding the central nozzle 4-1, and three nozzles 4-3 arranged in a triangle at the periphery of the annular slot of the nozzle 4-2. . The central nozzle 4-1 injects a fluid mixture of coal and carrier gas; the slot-shaped nozzle 4-2 injects water vapor;

et les tuyères périphériques 4-3 injectent de l'oxygène.  and the peripheral nozzles 4-3 inject oxygen.

Un canal 4-4 de circulation d'eau de refroidissement à double chemise descend jusqu'à l'extrémité inférieure de la lance o des chambres 4-5 de retour font communiquer des  A double jacket cooling water circulation channel 4-4 descends to the lower end of the lance where the return chambers 4-5 communicate with each other.

canaux d'entrée et de sortie.input and output channels.

Lors de la gazéification du charbon, le charbon, l'oxygène et la vapeur d'eau sont injectés par le haut à l'aide des tuyères respectives de la lance non immergée 4 sur le bain de fer en fusion (désigné ci-après "bain de fer"). Le charbon est injecté au moyen du gaz porteur vers le point chaud 10 qui est formé sur le bain de fer par le jet de l'agent de gazéification, c'est-à-dire d'oxygène et de vapeur d'eau, des projections 7 du bain de fer s'élevant  During the gasification of the coal, the coal, oxygen and water vapor are injected from above by means of the respective nozzles of the non-submerged lance 4 onto the molten iron bath (hereinafter " iron bath "). The coal is injected by means of the carrier gas to the hot spot which is formed on the iron bath by the jet of the gasifying agent, i.e. oxygen and water vapor, projections 7 of rising iron bath

de la surface de ce dernier, notamment au point chaud 10.  the surface of the latter, especially at the hot spot 10.

Selon l'art antérieur, les projections sont rete-  According to the prior art, the projections are held

nues sur la partie supérieure du four ou sur la hotte, sur la lance et autres, o elles se refroidissement rapidement pour former une masse adhérente solide 8 qui crée une gêne importante s'opposant au fonctionnement continu par suite du risque d'obturation de l'embouchure 3 et des tuyères de  exposed on the upper part of the oven or on the hood, on the lance and the like, where they cool rapidly to form a solid adhering mass 8 which creates a significant discomfort against continuous operation due to the risk of clogging mouthpiece 3 and nozzles

la lance. Dans l'art antérieur, le mode classique d'injec-  spear. In the prior art, the conventional mode of injection

tion dans un convertisseur est l'injection dite puissante, considérée comme essentielle à la gazéification avec un rendement élevé d'utilisation du charbon. Dans ce cas, une  In a converter is the so-called powerful injection, considered essential for gasification with a high efficiency of use of coal. In this case, a

telle obturation peut difficilement être évitée.  such closure can hardly be avoided.

A présent, selon le procédé de l'invention, il est possible d'éviter la formation de cette masse adhérente  Now, according to the process of the invention, it is possible to avoid the formation of this adherent mass

en faisant fonctionner le four dans les conditions indi-  by operating the oven under the conditions indicated

quées, sans affecter le rendement d'utilisation du charbon, ces conditions étant le maintien entre 0,05 et 0,15 du rapport L/Lo de la profondeur L de la dépression du bain de fer à la profondeur Lo de ce bain de fer, et le maintien entre 50 et 300 m/s de la vitesse d'injection de la matière carbonée solide. Le rapport L/L0 est de préférence maintenu  without affecting the efficiency of use of the coal, these conditions being the maintenance between 0.05 and 0.15 of the L / Lo ratio of the depth L of the depression of the iron bath to the depth Lo of this iron bath and maintaining between 50 and 300 m / s of the injection rate of the solid carbonaceous material. The ratio L / L0 is preferably maintained

entre 0,1 et 0,15. Ce rapport L/L. est défini principale-  between 0.1 and 0.15. This L / L ratio. is defined primarily

ment par la profondeur de pénétration d'un jet d'agent de gazéifi-  the penetration depth of a gasification agent jet.

cation, alors que la vitesse d'injection du charbon dépend  cation, while the rate of coal injection depends

principalement de la vitesse du gaz porteur d'injection.  mainly the speed of the carrier gas injection.

- Dans ces conditions, le four peut être-mis en oeuvre pendant une longue période, par suppression des projections et donc du dépôt et de la croissance de la masse  - Under these conditions, the furnace can be-implemented for a long time, by removing projections and therefore the deposition and growth of the mass

adhérente en cours de fonctionnement.  adherent during operation.

Il est également préférable de maintenir un autre rapport entre 0,15 et 0, 3, à savoir le rapport L'/L de la profondeur L' de pénétration de la matière carbonée solide dans le bain de fer à la profondeur L0 du bain de fer. Lorsque ces conditions sont maintenues, le procédé selon l'invention permet non seulement un fonctionnement stable et durable du four, mais également une production de gaz contenant une quantité minimale d'impuretés constituées  It is also preferable to maintain another ratio between 0.15 and 0.3, namely the L / L ratio of the depth L 'of penetration of the solid carbonaceous material into the iron bath at the depth L 0 of the bath. iron. When these conditions are maintained, the method according to the invention allows not only a stable and durable operation of the furnace, but also a production of gas containing a minimal amount of impurities constituted

de soufre.of sulfur.

Le rapport L/L impliquant la dépression du jet o  The ratio L / L involving the jet o depression

ne doit pas être inférieur à 0,05 car,dans ce cas, la com-  must not be less than 0,05 because, in this case, the

position du gaz produit se détériore, et le rapport L/L. ne doit également pas dépasser environ 0,15 car, dans ce cas, il est impossible d'empêcher la formation de la masse adhérente et, en outre, il se produit un accroissement de la perte de fer du bain par suite de projections. En général,  position of the product gas is deteriorating, and the ratio L / L. should also not exceed about 0.15 since in this case it is impossible to prevent the formation of the adhering mass and, in addition, there is an increase in the iron loss of the bath as a result of projections. In general,

le rapport L/Lo peut être réglé principalement par modifica-  the L / Lo ratio can be adjusted mainly by

tion de la distance de la tuyère (extrémité de la lance)  distance of the nozzle (end of the lance)

à la surface du bain de fer dans des conditions prédéter-  on the surface of the iron bath under predetermined conditions.

minées du jet d'agent de gazéification et de la vitesse  of the jet of gasification agent and speed

d'injection du charbon pendant une campagne de fonctionne-  coal injection during a running campaign.

ment. Cependant, de petits réglages peuvent être effectués en faisant également varier la vitesse du jet de l'agent de gazéification et/ou la vitesse d'injection du charbon  is lying. However, small adjustments can be made by also varying the jet speed of the gasifier and / or the rate of coal injection

dans la plage prédéterminée.in the predetermined range.

Le rapport L'I/L0 impliquant la profondeur de pénétration du charbon dépend principalement de la vitesse  The I / L0 ratio involving the depth of coal penetration depends mainly on the speed

d'injection du charbon, l'expression "profondeur de péné-  coal injection, the expression "depth of penetration

tration du charbon" désignant la profondeur jusqu'à laquelle la matière carbonée solide pulvérisée pénètre dans le bain de fer en conservant la forme de particules (solide). Le rapport L'/L0 ne doit pas dépasser environ 0,3 car,au-delà de cette valeur, le charbon est injecté trop fortement dans  "the depth to which the pulverized solid carbonaceous material enters the iron bath while retaining the particulate (solid) form." The ratio L '/ L0 should not exceed about 0.3, since beyond this value, coal is injected too strongly into

le bain de fer, ce qui entraîne un accroissement des pro-  the iron bath, which leads to an increase in

jections par suite d'une gazéification intense, provoquant une agitation, et le rapport L'/L. ne doit pas descendre au-dessous d'environ 0,15 car, dans ce cas, l'efficacité  in the case of intense gasification, stirring, and the ratio L '/ L. should not fall below about 0.15 because, in this case, the effectiveness

de la désulfuration diminue, ce qui entraîne un accroisse-  of desulphurisation decreases, resulting in an increase in

ment du soufre présent dans le gaz résultant. Cette limite inférieure correspond également à la vitesse d'injection du charbon car, à faible vitesse, le charbon ne pourrait  sulfur in the resulting gas. This lower limit also corresponds to the injection speed of the coal because, at low speed, the coal could not

pénétrer suffisamment dans le bain de fer, ce qui se tra-  penetrate sufficiently into the iron bath, which is

duirait par une baisse du rendement de la gazéification  would lead to a decrease in the yield of gasification

du charbon.coal.

En général, dans le fonctionnement d'un conver-  In general, in the operation of a conver-

tisseur pour la production d'acier, le rapport L/Lo de la  weaver for steel production, the L / Lo ratio of the

profondeur L de pénétration du jet d'oxygène à la profon-  depth of penetration of the jet of oxygen to the depth

deur L0 du bain de fer est déterminé d'après le but de  L0 of the iron bath is determined by the purpose of

chaque injection, car les mouvements du bain de fer affec-  each injection, because the movements of the iron bath affected

tent notablement les conditions d'injection, tandis que le rapport L/L est déterminé de façon à éliminer l'effet o  the injection conditions, while the L / L ratio is determined in order to eliminate the

nuisible produit par la masse adhérente lors de la gazéifi-  harmful effect produced by adhering mass during gasification

cation du charbon, sans nuire à d'autres facteurs affectant  coal without affecting other factors affecting

le résultat.the result.

La vitesse d'injection du charbon est limitée à une plage de 50 à 300 m/s au niveau de la tuyère car, à une vitesse plus faible, le soufre présent dans le charbon n'est pas retenu suffisamment dans le bain de fer et dans le laitier, et la formation de laitier par les cendres est  The injection speed of the coal is limited to a range of 50 to 300 m / s at the nozzle because, at a slower speed, the sulfur present in the coal is not retained sufficiently in the iron bath and in the slag, and slag formation by the ashes is

insuffisante, tandis qu'à une vitesse supérieure, l'abra-  insufficient, while at a higher speed the abra-

sion de la tuyère augmente et le coût de l'énergie d'injec-  sion of the nozzle increases and the cost of the injection energy

tion s'élève notablement.tion is rising significantly.

Pendant le fonctionnement, le laitier résultant des cendres du charbon ou du fondant d'injection augmente progressivement et s'accumule sur le bain de fer en formant une couche épaisse qui flotte. La couche épaisse de laitier affecte le mélange du jet d'oxygène avec le bain de fer, ce qui diminue la diffusion du charbon dans ce bain et,  During operation, the slag resulting from the coal ash or injection flux increases gradually and accumulates on the iron bath forming a thick layer which floats. The thick slag layer affects the oxygen jet mixture with the iron bath, which decreases the diffusion of the coal in this bath and,

par conséquent, le rendement de la gazéification.  therefore, the yield of the gasification.

Pour résoudre ce problème, le procédé selon l'in-  To solve this problem, the process according to

vention prévoit la mise en oeuvre demoyens d'agitation du bain de fer par injection d'un gaz d'agitation dans ce bain de fer, c'est-à-dire par injection du gaz d'agitation  The invention provides for the use of stirring means of the iron bath by injecting a stirring gas into this iron bath, that is to say by injecting the stirring gas.

au moyen d'une tuyère (ou de plusieurs tuyères) qui débou-  by means of a nozzle (or several nozzles) which leads to

che (débouchent) au-dessous du niveau du bain de fer. Une tuyère d'injection par le fond et/ou une tuyère montée à travers une paroi latérale, au-dessous du niveau du bain  che (open) below the level of the iron bath. An injection nozzle at the bottom and / or a nozzle mounted through a side wall, below the level of the bath

de fer, sont utilisées pour agiter ce bain. Le gaz d'agita-  of iron, are used to agitate this bath. Stirring gas

tion peut être un gaz inerte (par exemple N2, Ar ou autre),  tion can be an inert gas (for example N2, Ar or other),

un gaz oxydant (air,oxygène, CO2, etc.) et un gaz hydro-  an oxidizing gas (air, oxygen, CO2, etc.) and a hydro-

carboné (méthane, éthane, etc.). Ce gaz d'agitation peut être un gaz classique, à savoir un gaz d'agitation injecté  carbon (methane, ethane, etc.). This stirring gas may be a conventional gas, namely an injected stirring gas.

par le fond. Il est préférable que le gaz d'agitation con-  by the bottom. It is preferable that the stirring gas

tienne une quantité importante de gaz oxydant qui tend à empêcher l'obturation de la tuyère. Ainsi, par exemple, un mélange gazeux de C02 et d'oxygène, à volumes égaux,est  hold a large amount of oxidizing gas which tends to prevent the closing of the nozzle. Thus, for example, a gaseous mixture of CO 2 and oxygen, at equal volumes, is

préféré. Le gaz d'agitation est injecté à un débit de 0,6-  prefer. The stirring gas is injected at a rate of 0.6

m3/h par tonne de fonte sous une pression manométrique de 2 à 8.105 Pa. Sous l'effet de cette injection par le  m3 / h per ton of iron at a gauge pressure of 2 to 8.105 Pa. Under the effect of this injection by the

fond, le bain 5 de fer est agité et l'agent de gazéifica-  In the bottom, the iron bath is agitated and the gasifying agent

tion, qui est injecté par le haut et donc présent dans le laitier, peut établir un contact plus important avec le bain  tion, which is injected from the top and thus present in the slag, can establish a greater contact with the bath

11 249517811 2495178

de fer, ce qui accroit le rendement de la gazéification.  of iron, which increases the efficiency of gasification.

La figure 4 représente une forme de réalisation du four de réacteur dont le fond comporte des tuyères d'agitation. Les tuyères sont de préférence disposées au fond du four, dans une zone située au-dessous de la région dans laquelle l'agent de gazéification forme le jet. Les tuyères d'injection de fond ou de côté, présentant des trous, peuvent être remplacées par des tuyères réfractaires  FIG. 4 shows an embodiment of the reactor furnace, the bottom of which comprises stirring nozzles. The nozzles are preferably disposed at the bottom of the furnace, in an area below the region in which the gasifier forms the jet. Bottom or side injection nozzles with holes may be replaced by refractory nozzles

poreuses (pour produire un barbotage), classiques en sidérur-  porous (to produce a bubbler), classic in iron

gie.ogy.

En ce qui concerne l'agitation produite par injec-  With regard to the agitation produced by injection

tion par le fond, le rendement d'utilisation du charbon s'élève à environ 98 % sans provoquer un accroissement des projections, tout en permettant un fonctionnement de longue  background, the coal utilization efficiency is about 98% without increasing projections, while

durée.duration.

Le bain de fer est maintenu sensiblement à une température de 1300 à 16000C, de préférence à environ 1500'C  The iron bath is maintained substantially at a temperature of 1300 to 16000C, preferably at about 1500'C

pendant le fonctionnement, cette température devant cepen-  during operation, this temperature in front of

dant être déterminée en fonction de la nature du laitier  to be determined by the nature of the slag

et de la teneur en carbone du bain de fer.  and the carbon content of the iron bath.

En l'absence d'une telle agitation, il est possible d'obtenir un rendement d'utilisation du charbon d'environ 96 %, ce qui est aussi élevé que le meilleur rendement obtenu dans l'art antérieur avec un rapport L/L0 supérieur (voir exemple 2 de la demande de brevet japonais JA-OS NO 55-89 395, rendement maximal de 96,1 %, l'exemple 1 indiquant un rapport L/L0 compris entre 0,58 et 0,79). Pour accroître davantage le rendement d'utilisation du charbon, il est possible d'utiliser une lance auxiliaire telle que celle décrite dans la demande japonaise précitée, c'est-à-dire d'injecter de la vapeur d'eau, de l'oxygène ou autre sans charbon, sur  In the absence of such agitation, it is possible to obtain a coal utilization efficiency of about 96%, which is as high as the best yield obtained in the prior art with an L / L0 ratio. higher (see Example 2 of the Japanese Patent Application JA-OS No. 55-89 395, maximum yield of 96.1%, Example 1 indicating a ratio L / L0 between 0.58 and 0.79). To further increase the efficiency of use of the coal, it is possible to use an auxiliary lance such as that described in the aforementioned Japanese application, that is to say to inject water vapor, water, water and water. oxygen or other without coal, on

le bain de fer, dans une zone séparée.  the iron bath, in a separate area.

La vitesse du jet d'oxygène utilisé dans le procédé  The speed of the oxygen jet used in the process

de l'invention atteint environ Mach 1-3, mesurée à l'extré-  of the invention reaches about Mach 1-3, measured at the

mité de la tuyère, et la vapeur d'eau est injectée à environ  mite of the nozzle, and the water vapor is injected

Mach 1.Mach 1.

Le gaz porteur utilisé pour l'injection du charbon comprend de l'oxygène, de la vapeur d'eau, de l'air, de l'azote, de l'argon, du Co21 du gaz d'appoint recyclé, du gaz de combustion dégagé dans une chambre de décharge du  The carrier gas used for the coal injection comprises oxygen, water vapor, air, nitrogen, argon, Co21 recycled makeup gas, gas combustion in a discharge chamber of the

laitier produit, et du gaz de four à coke.  produced slag, and coke oven gas.

La profondeur L0 du bain de fer est généralement déterminée selon la technologie classique des convertis- seurs, en fonction de la dimension et du type de four à utiliser. Cependant, dans le procédé de l'invention, Lo est compris entre 0,6 et 1,0 mètre, de préférence entre  The depth L 0 of the iron bath is generally determined according to conventional converter technology, depending on the size and type of furnace to be used. However, in the process of the invention, Lo is between 0.6 and 1.0 meters, preferably between

0,7 et 0,9 mètre pour un four de 15 tonnes.  0.7 and 0.9 meters for a 15 ton oven.

Selon l'invention, il est possible de procéder à une opération supplémentaire d'injection de matière ou de fondant formant du laitier vers le point chaud, comme décrit dans la demande N0 55-89 395 précitée. Ce fondant comprend de la chaux en poudre calcinée, du calcaire, de la dolomite calcinée, du laitier de convertisseur en poudre, de la fluorine, et du carbonatede sodium anhydre comme agent fondant. La formation de laitier a pour but essentiel d'absorber le soufre présent dans le charbon ou de réagir avec ce soufre. Ce fondant peut être injecté avec  According to the invention, it is possible to carry out an additional operation of injecting material or flux forming slag towards the hot point, as described in the aforementioned application No. 55-89395. This flux comprises calcined powdered lime, limestone, calcined dolomite, powder converter slag, fluorine, and anhydrous sodium carbonate as a fluxing agent. The main purpose of slag formation is to absorb or react with sulfur in the coal. This flux can be injected with

de l'oxygène, de la vapeur d'eau ou le gaz porteur du char-  oxygen, water vapor or the carrier gas of the

bon, de préférence à l'aide de la même tuyère que celle  good, preferably using the same nozzle as the one

utilisée pour le charbon.used for coal.

Il est possible d'utiliser les conditions géné-  It is possible to use the general conditions

rales de mise en oeuvre du procédé de gazéification du charbon décrit dans la demande No 55-89 395 précitée, à l'exception des conditions particulières caractérisant le  implementation of the coal gasification process described in aforementioned Application No. 55-89,395, with the exception of the particular conditions characterizing the

procédé selon l'invention. Certains débits normaux d'alimen-  process according to the invention. Some normal feed rates

tation présentent les valeurs suivantes le débit d'ali-  tation have the following values:

mentation en charbon atteint environ 0,3 tonne par heure par tonne de fonte, le débit d'injection d'oxygène est d'environ 610 m3/h/t de charbon; le débit d'injection de vapeur d'eau est d'environ 150 kg/h/t de charbon à 300'C, sous une pression manométrique de 2 à 6.105 Pa; le débit d'injection de fondant est d'environ 47 kg/h/t de charbon,  The coal feed rate is about 0.3 tonnes per hour per tonne of melt, the oxygen injection rate is about 610 m3 / h / t of coal; the steam injection rate is about 150 kg / h / t of coal at 300 ° C, at a pressure of 2 to 6.105 Pa; the flux injection rate is about 47 kg / h / t of coal,

-ce débit pouvant cependant varier selon la nature du char-  -but this flow may vary according to the nature of the

bon; les débits d'alimentation en charbon et en agent de gazéification peuvent être élevés à des valeurs égales à 4 à 5 fois celles des débits normaux. La teneur en carbone  good; the feed rates of coal and gasifying agent can be raised to values equal to 4 to 5 times those of normal flow rates. The carbon content

du bain de fer est comprise entre environ 1 et 2 % en poids.  iron bath is from about 1 to 2% by weight.

Par conséquent, le procédé selon l'invention permet d'obtenir un rendement d'utilisation élevé du charbon ainsi que de supprimer la formation d'une masse adhérente sur la partie supérieure du four, sur la hotte ou sur la lance, en réglant convenablement le rapport L/L. de la  Consequently, the process according to the invention makes it possible to obtain a high utilization efficiency of the coal as well as to suppress the formation of an adhering mass on the upper part of the oven, on the hood or on the lance, by regulating suitably the L / L ratio. of the

profondeur L de pénétration du jet de l'agent de gazéifi-  L penetration depth of the jet of the gasifier

cation à la profondeur L0 du bain de fer et en réglant également convenablement la vitesse d'injection du charbon, ce qui permet d'utiliser un four du type convertisseur classique pour la gazéification de la matière carbonée  cation at the depth L0 of the iron bath and also adjusting the coal injection rate appropriately, which makes it possible to use a conventional converter type furnace for the gasification of the carbonaceous material

solide, le procédé présentant le grand avantage de per-  the process has the great advantage of

mettre une production longue et stable de gaz contenant  put a long and stable production of gas containing

une très faible quantité de soufre.  a very small amount of sulfur.

Dans les exemples suivants, les pourcentages  In the following examples, the percentages

représentent des rapports en poids, sauf indication con-  represent ratios by weight, unless otherwise indicated

traire.milked.

Exemple 1Example 1

On introduit dans un four du type convertisseur 15 tonnes de fer en fusion (15000C; C:1,5 %; S:1,1 %; P:0,3 %), ce four ayant un diamètre intérieur maximal (dans le plan horizontal) de 2,3 mètres, un diamètre à son embouchure de 1,3 mètre, une hauteur utile de 4 mètres et un volume interne de 13 m3. Du charbon (C:77,6 %; H:4,8 %,N:1,8%; 0:2,5%; S:0,8%; cendres:9,6%; H,0:2,9%)est  15 tons of molten iron (15,000 C, 1.5% C, 15% S, 0.3%) are introduced into a converter furnace, this furnace having a maximum inside diameter (in the plane horizontal) of 2.3 meters, a diameter at its mouth of 1.3 meters, a useful height of 4 meters and an internal volume of 13 m3. Coal (C: 77.6%, H: 4.8%, N: 1.8%, 0: 2.5%, S: 0.8%, ash: 9.6%, H, 0: 2 , 9%) is

introduit à un débit de 3,5 tonnes/heure afin d'être gazéi-  introduced at a rate of 3.5 tonnes / hour in order to be gasified

fié. Une lance telle que celle montrée sur les figures 2 et 3 est utiliséepour l'injection de charbon, d'oxygène et de vapeur d'eau. La lance à tuyères multiples comprend une tuyère centrale de 15,7 mm de diamètre, une tuyère à fente de 3 mm de largeur, et trois tuyères périphériques de 12,1 mm de diamètre. Le charbon est injecté par la tuyère centrale à une vitesse de 200 m/s et à un débit de charge de 3,5 tonnes/heure. La vapeur d'eau est injectée à 1 Mach, à un débit de 400 kg/h, au moyen de la tuyère à fente. L'oxygène est injecté à une vitesse comprise entre Mach 2 et Mach 3 et à un débit de 2000 m3/h. Le rapport L/Lo, impliquant la profondeur de pénétration du jet d'oxygène,  fied. A lance such as that shown in Figures 2 and 3 is used for the injection of coal, oxygen and water vapor. The multi-nozzle lance comprises a central nozzle 15.7 mm in diameter, a slot nozzle 3 mm wide, and three peripheral nozzles 12.1 mm in diameter. The coal is injected through the central nozzle at a speed of 200 m / s and at a load rate of 3.5 tonnes / hour. The steam is injected at 1 Mach, at a rate of 400 kg / h, by means of the slit nozzle. The oxygen is injected at a speed between Mach 2 and Mach 3 and at a flow rate of 2000 m3 / h. The ratio L / Lo, involving the depth of penetration of the jet of oxygen,

14 249517814 2495178

est maintenu de façon à varier dans une plage de 0,05 à 0,15 pendant la totalité du fonctionnement. Le rapport L'I/Lo impliquant la profondeur de pénétration du charbon, est réglé dans une plage de 0,15 à 0,30. La valeur L0 est de 0,85 mètre. Une campagne de fonctionnement continue de 5 jours est menée à bien, dans les conditions précédentes, pour gazéifier le charbon. La composition moyenne du gaz produit résultant est indiquée dans le tableau I. Le rendement  is maintained to vary in a range of 0.05 to 0.15 during the entire operation. The ratio I / Lo involving the depth of coal penetration is set in the range of 0.15 to 0.30. The L0 value is 0.85 meters. A continuous operating campaign of 5 days is carried out, under the previous conditions, to gasify the coal. The average composition of the resulting product gas is shown in Table I.

moyen d'utilisation du charbon s'élève à 96 %, sans injec-  The average utilization of coal is 96%, without

tion supplémentaire destinée à l'accroître.  additional contribution to increase it.

Une fois l'opération achevée, on inspecte l'inté-  Once the operation is completed, the in-

rieur du four pour déceler la présence, le pas échéant, d'une masse adhérente sur la partie supérieure du four or  oven to detect the presence, if any, of a sticky mass on the upper part of the oven

sur la hotte et sur la lance. Aucun dépôt important n'affec-  on the hood and on the spear. No major deposit

tant le réglage de la pression de la chambre n'est trouvé.  both the pressure setting of the chamber is found.

Sur la lance, on ne trouve qu'un léger dépôt ne risquant cependant pas d'obturer les tuyères. On observe seulement une légère abrasion de ces tuyères. La distance entre la surface du bain de fer et l'extrémité de la lance varie  On the spear, there is only a slight deposit but not likely to close the nozzles. Only a slight abrasion of these nozzles is observed. The distance between the surface of the iron bath and the end of the lance varies

de 1400 à 1500 mm pendant la campagne de fonctionnement.  from 1400 to 1500 mm during the running campaign.

L'excédent de laitier est déchargé de temps à autre.  Excess slag is discharged from time to time.

TABLEAU ITABLE I

(pourcentages molaires) CO Co 2 H2 N2 02 Total 62,3 2,0 34,1 1,4 0,02 <100 ppm  (molar percentages) CO Co 2 H2 N2 02 Total 62.3 2.0 34.1 1.4 0.02 <100 ppm

Exemple 2Example 2

Un fondant composé de chaux calcinée en poudre et de fluorine est injecté à l'aide de la même tuyère que celle utilisée pour le charbon, à des débits de 150 à 280 kg/h pour la chaux en poudre calcinée et de 0 à 40 kg/h pour la fluorine. On utilise les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 1. La gazéification est effectuée en continu pendant 5 jours et on observe pratiquement les  A flux composed of powdered calcined lime and fluorine is injected using the same nozzle as that used for coal, at flow rates of 150 to 280 kg / h for calcinated powdered lime and from 0 to 40 kg. / h for fluorine. The same conditions as those described in Example 1 are used. The gasification is carried out continuously for 5 days and the

mêmes résultats que ceux obtenus dans l'exemple 1.  same results as those obtained in Example 1.

Essai témoin Une opération durant 5 heures est effectuée dans les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 1,  Control test An operation lasting 5 hours is carried out under the same conditions as those described in Example 1,

sauf en ce qui concerne le rapport L/Lo et la vitesse d'injec-  except for the L / Lo ratio and the injection speed

tion du charbon qui sont modifiés de manière à déborder des plages données dans l'exemple 1 pour gazéifier le charbon,  of the coal which are modified so as to exceed the ranges given in Example 1 to gasify the coal,

un rapport L/L. classique de 0,2 à 0,3 étant maintenu.  an L / L ratio. classic 0.2 to 0.3 being maintained.

Cette plage de rapport est commune dans les opérations d'injection effectuées dans des convertisseurs d'aciérie dans lesquels l'efficacité de la décarburation par oxygène n'est pas diminuée. La distance entre la surface du bain de fer et l'extrémité de la lance est comprise entre 850  This ratio range is common in injection operations performed in steel mill converters in which the efficiency of the oxygen decarburization is not decreased. The distance between the surface of the iron bath and the end of the lance is between 850

et 1000 mm.and 1000 mm.

Au bout de 5 heures de fonctionnement dans les conditions indiquées cidessus, on est obligé d'arrêter l'opération par suite de la présence d'une masse adhérente déposée sur la partie supérieure du four, sur la hotte et sur la lance. Par conséquent, les avantages pratiques du procédé de l'invention par rapport à l'art antérieur  After 5 hours of operation under the conditions indicated above, it is necessary to stop the operation due to the presence of an adherent mass deposited on the upper part of the oven, on the hood and on the lance. Therefore, the practical advantages of the method of the invention over the prior art

apparaissent de manière évidente.appear clearly.

Exemple 3Example 3

On procède à une opération durant 5 jours, dans les mêmes conditions que celles de l'exemple 1, avec une agitation par injection par le fond,de lamanière suivante on équipe le four d'une tuyère d'injection par le fond, présentant un orifice de 6 mm de diamètre et placée au fond du four. Cette tuyère est utilisée pour injecter un mélange gazeux de CO2 et d'oxygène (en volumes égaux), sous une pression manométrique de 6-7.105 Pa et à un débit de 4-5 m3/h/t de fonte. La composition moyenne du gaz résultant est donnée dans le tableau Il. Un rendement moyen d'utilisation du charbon de 98 % est obtenu (débit moyen de production de  An operation is carried out for 5 days, under the same conditions as those of Example 1, with stirring by injection at the bottom, the following way the furnace is equipped with an injection nozzle by the bottom, presenting a orifice 6 mm in diameter and placed at the bottom of the oven. This nozzle is used to inject a gaseous mixture of CO2 and oxygen (in equal volumes), at a pressure of 6-7.105 Pa and at a flow rate of 4-5 m3 / h / t of cast iron. The average composition of the resulting gas is given in Table II. An average coal utilization efficiency of 98% is obtained (average production rate of

gaz de 7500 m 3/h).gas of 7500 m 3 / h).

Aucune différence notable par rapport à l'exemple 1 n'est observée en ce qui concerne la formation de la masse adhérente.  No significant difference from Example 1 is observed with respect to the formation of the adherent mass.

TABLEAU IITABLE II

(Pourcentages molaires) |C | Co2 |H2 |N2 |02 | Total l 62,5 2,0 33,9 1,4 0,02 <80 ppm  (Molar percentages) | C | Co2 | H2 | N2 | 02 | Total l 62.5 2.0 33.9 1.4 0.02 <80 ppm

Exemple 4Example 4

On procède comme décrit dans l'exemple 3 en ajoutant l'opération décrite dans l'exemple 2. Au bout de 5 jours de fonctionnement continu, on obtient les mêmes  The procedure described in Example 2 is followed, adding the operation described in Example 2. After 5 days of continuous operation, the same results are obtained.

résultats que ceux observés dans l'exemple 3.  results than those observed in Example 3.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté  It goes without saying that many modifications can be made to the method described and shown

sans sortir du cadre de l'invention.  without departing from the scope of the invention.

Claims (18)

REVENDICATIONS 1. Procédé de gazéification d'une matière carbonée  1. Process for gasification of a carbonaceous material solide, dans lequel cette matière carbonée solide pulvéri-  solid, in which this solid carbonaceous matter pulverizes sée est injectée par le haut dans un bain (5) de fer en fusion contenu dans un four (1), au moyen d'une lance non immergée (4) orientée vers un point chaud (10) formé par un jet d'un agent de gazéification contenant au moins de l'oxygène, cet agent de gazéification étant injecté par le,  is fed from above into a bath (5) of molten iron contained in an oven (1), by means of a non-submerged lance (4) directed towards a hot spot (10) formed by a jet of a gasification agent containing at least oxygen, this gasification agent being injected by the, haut au moyen d'une lance non immergée (4), la matière car-  by means of an immersed lance (4), the car- bonée solide étant injectée au moyen d'un gaz porteur et  solid bonée being injected by means of a carrier gas and une matière formant un laitier (6) étant introduite facul-  a slag forming material (6) being introduced tativement dans le four par injection vers le point chaud, de manière que la matière carbonée solide soit gazéifiée, le procédé étant caractérisé en ce que le rapport L/LQ de la profondeur L de la dépression formée dans le bain de fer en fusion à la profondeur L0 de ce bain de fer en fusion est maintenu entre 0,05 et 0,15, et en ce que la  in the furnace by injection to the hot spot, so that the solid carbonaceous material is gasified, the method being characterized in that the L / LQ ratio of the depth L of the vacuum formed in the molten iron bath to the L0 depth of this molten iron bath is maintained between 0.05 and 0.15, and in that the vitesse d'injection de la matière carbonée solide est main-  injection rate of the solid carbonaceous material is now tenue entre 50 et 300 m/s afin d'éviter la formation d'une masse adhérente sur la partie supérieure du four ou sur la hotte.  held between 50 and 300 m / s to prevent the formation of a sticky mass on the upper part of the oven or on the hood. 2. Procédé de gazéification d'une matière carbonée solide, dans lequel la matière carbonée solide pulvérisée est injectée par le haut sur un bain (5) de fer en fusion contenu dans un four (1) au moyen d'une lance non immergée (4), orientée vers un point chaud (10) formé par un jet d'un agent de gazéification contenant au moins de l'oxygène, cet agent de gazéification étant injecté par le haut à l'aide d'une lance non immergée (4), la matière carbonée solide étant injectée à l'aide d'un gaz porteur, et une matière formant un laitier (6) étant introduite dans le four, facultativement, en morceaux ou par injection vers le point chaud, de manière que la matière carbonée solide soit gazéifiée, le procédé étant caractérisé en ce que le rapport L/L0 de la profondeur L d'une dépression formée dans le bain de fer en fusion à la profondeur L0 de ce bain de fer en fusion est maintenu entre 0,05 et 0,15, et en ce que la vitesse d'injection de la matière carbonée solide est maintenue entre 50 et 300 m/s afin d'éviter la formation d'une masse adhérente dans le four, un gaz d'agitation étantA method of gasifying a solid carbonaceous material, wherein the pulverized solid carbonaceous material is injected from above onto a bath (5) of molten iron contained in an oven (1) by means of a non-submerged lance ( 4), directed towards a hot spot (10) formed by a jet of a gasification agent containing at least oxygen, this gasification agent being injected from above with the aid of a non-submerged lance (4). ), the solid carbonaceous material being injected with a carrier gas, and a slag-forming material (6) being introduced into the furnace, optionally, in pieces or by injection to the hot spot, so that the material carbonaceous solid is gasified, the method being characterized in that the L / L0 ratio of the depth L of a vacuum formed in the molten iron bath at the depth L0 of this molten iron bath is maintained between 0.05 and 0.15, and in that the injection speed of the material solid cake is maintained between 50 and 300 m / s in order to prevent the formation of an adhesive mass in the furnace, a stirring gas being injecté à l'aide d'au moins une tuyère (9) qui débouche au-  injected using at least one nozzle (9) which opens dessous du niveau du bain de fer en fusion afin d'agiter ce dernier.  below the level of the molten iron bath to agitate the latter. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,  3. Method according to one of claims 1 and 2, caractérisé en ce que le rapport L'/Lo de la profondeur L' de pénétration de la matière carbonée solide dans le bain de fer en fusion à la profondeur L. du bain de fer en fusion  characterized in that the ratio L '/ Lo of the depth L' of penetration of the solid carbonaceous material into the molten iron bath at the depth L. of the molten iron bath est maintenu entre 0,15 et 0,3.is maintained between 0.15 and 0.3. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,  4. Method according to one of claims 1 and 2, caractérisé en ce que l'on règle le rapport L/L. en modifiant la distance entre la surface du bain de fer en fusion et l'extrémité d'une lance (4), ou bien en faisant varier la  characterized in that the ratio L / L is set. by changing the distance between the surface of the molten iron bath and the end of a lance (4), or by varying the vitesse de l'agent de gazéification.  speed of the gasification agent. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,  5. Method according to one of claims 1 and 2, caractérisé en ce que l'agent de gazéification comprend essentiellement de l'oxygène ou un mélange d'oxygène et de  characterized in that the gasifying agent comprises essentially oxygen or a mixture of oxygen and vapeur d'eau.water vapour. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,  6. Method according to one of claims 1 and 2, caractérisé en ce que la matière carbonée solide est du charbon, du coke, du brai, du goudron de houille ou un  characterized in that the solid carbonaceous material is coal, coke, pitch, coal tar or mélange de ces matières.mixture of these materials. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,  7. Method according to one of claims 1 and 2, caractérisé en ce que la matière carbonée solide est injec-  characterized in that the solid carbonaceous material is injected tée au moyen d'une lance (4) à tuyères multiples (4-1, 4-2,  by means of a lance (4) with multiple nozzles (4-1, 4-2, 4-3) qui injecte également l'agent de gazéification.  4-3) which also injects the gasifying agent. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière carbonée solide est injectée au moyen  8. Process according to claim 7, characterized in that the solid carbonaceous material is injected by means of d'une tuyère centrale (4-1) de la lance (4) à tuyères mul-  a central nozzle (4-1) of the multi-nozzle nozzle (4) tiples.  ple. 9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vapeur d'eau est injectée au moyen d'une tuyère9. Method according to claim 5, characterized in that the water vapor is injected by means of a nozzle de la lance à tuyères multiples destinée à injecter le char-  of the multi-nozzle lance for injecting the bon et l'oxygène.good and oxygen. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vapeur d'eau est injectée au moyen d'une tuyère  10. Process according to claim 9, characterized in that the steam is injected by means of a nozzle (4-2) à fente annulaire ou de tuyères multiples (4-3) entou-  (4-2) with annular slot or multiple nozzles (4-3) 1 91 9 rant une tuyère centrale (4-1).a central nozzle (4-1). 11. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz d'agitation est un gaz inerte, un gaz  11. Method according to claim 2, characterized in that the stirring gas is an inert gas, a gas oxydant, un gaz hydrocarboné ou un mélange de ces gaz.  oxidant, a hydrocarbon gas or a mixture of these gases. 12. Procédé selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le gaz inerte est de l'azote, de l'argon ou  12. Process according to claim 11, characterized in that the inert gas is nitrogen, argon or un mélange de ces gaz.a mixture of these gases. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le gaz oxydant est de l'air, de l'oxygène, de la  13. Process according to claim 11, characterized in that the oxidizing gas is air, oxygen, vapeur d'eau, du C02 ou un mélange de ces gaz.  water vapor, CO2 or a mixture of these gases. 14. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le gaz hydrocarboné est du méthane gazeux, de  14. Process according to claim 11, characterized in that the hydrocarbon gas is gaseous methane, l'éthane gazeux ou un mélange de ces gaz.  ethane gas or a mixture of these gases. 15. Procédé selon la revendication 11, caractérisé  15. Process according to claim 11, characterized en ce que le gaz d'agitation est injecté à un débit de 0,6-  in that the stirring gas is injected at a rate of 0.6 m3/h/t de fonte.m3 / h / t of cast iron. 16. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz d'agitation est injecté par une tuyère (9)  16. Process according to Claim 2, characterized in that the stirring gas is injected via a nozzle (9) de fond.background. 17. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz d'agitation est injecté au moyen d'une  17. Method according to claim 2, characterized in that the stirring gas is injected by means of a tuyère disposée dans une paroi latérale du four.  nozzle disposed in a side wall of the furnace. 18. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le gaz d'agitation est un mélange gazeux de C02  18. Process according to claim 11, characterized in that the stirring gas is a gaseous mixture of CO2 et d'oxygène.and oxygen.
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