FR2511025A1 - Procede de prechauffage ameliore de schistes huileux avant la pyrolyse - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PRECHAUFFAGE DU SCHISTE HUILEUX, SELON LEQUEL CE DERNIER EST PARTIELLEMENT PRECHAUFFE ENTRE 93 ET 204C DANS UN PREMIER CONDUIT ELEVATEUR, SUIVI PAR UN PRECHAUFFAGE FINAL A DES TEMPERATURES SITUEES ENTRE 204 ET 343C DANS UN SECOND CONDUIT ELEVATEUR. AFIN DE FOURNIR UNE COMBUSTION ET UNE INCINERATION APPROPRIEES DES HYDROCARBURES S'ECHAPPANT DANS LE PREMIER CONDUIT ELEVATEUR A BASSE TEMPERATURE, LE GAZ D'ENTRAINEMENT EST UN GAZ A FAIBLE POUVOIR CALORIFIQUE, PRODUIT DE PREFERENCE PAR GAZEIFICATION APPROPRIEE DE MATIERES CARBONEES.

Description

PROCEDE DE PRECHAUFFAGE AMELIORE DE SCHISTES HUILEUX

AVANT LA PYROLYSE

La présente invention se rapporte en général à des procédés pour préchauffer des schistes huileux

à des températures d'environ 2890 C, avant la pyrolyse.

Plus spécifiquement, la présente invention concerne le préchauffage des schistes huileux par entraînement dans une série de conduits élévateurs en phase diluée présentant des courants gazeux de température croissant

de façon progressive.

La présente invention est une amélioration du brevet des Etats-Unis d'Amérique N 03 925 190 délivré à Whitcombe et al le 9 décembre 1975 Le brevet obtenu

par Whitcombe décrit un procédé de préchauffage de schis-

tes huileux, dans lequel on utilise une série de conduits élévateurs ou de lignes de transferts verticaux en phase diluée pour préchauffer le schiste huileux broyé à une température d'enviro 204 u C à 3430 C On fait ici mention du brevet de Whitcombe et des éléments qu'il divulgue

comme référence à l'art antérieur.

Le procédé de préchauffage tel que décrit dans le brevet Whitcombe implique l'utilisation d'aiu moins deux conduits élévateurs et de préférence trois conduits élévateurs qui sont connectés en série les uns aux autres Initialement, le schiste brut broyé estchauffé à environ 93 PC par entraînement dans un courant gazeux dans le premier conduit élévateur Le schiste partiellement préchauffé est séparé du courant gazeux du premier conduit élévateur et envoyé dans un second conduit élévateur, o il est entraîné dans un courant gazeux et chaud qui fait monter la température du schiste huileux jusqu'à environ 1770 C Après chauffagedanà le second conduit élévateur, le schiste huileux est à nouveau séparé du courant gazeux et envoyé dans un troisième et dernier conduit élévateur o il est entraîné dans un courant gazeux encore plus chaud Lorsque le schiste huileux est entrainé et transféré vers le haut dans le troisième conduit élévateur, il est chauffé jusqu'à sa température de préchauffage finale d'environ 2320 C. Ce schiste huileux, complètement préchauffé est ensuite

séparé du courant gazeux dans le troisième conduit éléva-

teur et transféré dans une cornue pour pyrolyse.

Le procédé de préchauffage décrit dans le brevet Whitcombe est destiné à être utilisé dans un système à pyrolyse o la chaleur pour les opérations de pyrolyse est fournie par des éléments porteurs de calories, par exemple des billes de céramiques, dans une cornue rotative Dans cetype de procédé impliquant un traitement par cornue, les billes de céramiques sont chauffées dans un appareil de chauffage pour billes, puis transférées dans la cornue o elles dégagent de la chaleur destinée à la pyrolyse, les billes froides étant renvoyées dans l'appareil de chauffage pour billes afin d'être réchauffées Le gaz d'écoulement provenant

de l'appareil de chauffage des billes est un gaz d'entra 1-

nement chaud approprié, pour être utilisé dans le troisiè-

me conduit élévateur Ce gaz d'écoulement chaud provenant de l'appareil de chauffage des billes est habituellement à des températures se situant entre environ 644 et 7600 C. Lorsque le schiste huileux, partiellement préchauffé, est mis en contact avec ce courant de gaz chaud dans le troisième conduit élévateur, une petite quantité d'hydrocarbures, généralement de l'ordre de 500 à 1 000 ppm,se séparent du schiste huileux, sous forme gazeuse et sont entratnés dans le gaz d'écoulement Afin d'éviter une perte des hydrocarbures provenant du schiste huileux, on a prévu un incinérateur pour brûler ces hydrocarbures entrainés après que les courants de gaz d'écoulement se soient séparés du schiste huileux préchauffé dans le troisième conduit élévateur Selon l'enseignement du brevet Whitcombe, l'incinération des hydrocarbures séparés est réalisée dans un incinérateur qui est maintenu à une température d'incinération d'environ 7600 C par combustion d'un combustible gazeux ou liquide en présence

d'air.

Le gaz d'écoulement exempt d'hydrocarbures produit dans l'incinérateur, est envoyé en aval pour être utilisé comme gaz d'entraînement à la fois dans le premier et dans le second conduit élévateur De cette façon, on met en oeuvre un procédé approprié pour utiliser les 500 à 1 000 ppm d'hydrocarbures produits dans le troisième conduit élévateur tout en obtenant une source de gaz d'entra Inement chaud pour les premier

et second conduits élévateurs.

Aux hautes températures de gaz d'écoulement régnant dans les premier et second conduits élévateurs, entre 75 et 100 ppm d'hydrocarbures sont produits par

o s'échappe du schiste huileux sous forme gazeuse.

La quantité d'hydrocarbures qui s'échappent peut même être plus importante lorsque l'on utilise des températures de gaz d'écoulement plus élevées Dans l'enseignement du brevet Whitcombe, le gaz d'écoulement provenant des premier et second conduits élévateurs est simplement déchargé dans l'atmosphère, aucun processus n'étant mis en oeuvre pour utiliser les hydrocarbures entraînés dans le gaz d'écoulement Ceci non seulement abaisse le rendement net en hydrocarbures du procédé, mais en outre, est indésirable pour l'environnement et limite la température des gaz d'entraînement dans le premier conduit

élévateur à des niveaux relativement bas.

La présente invention a pour objet de fournir un procédé de préchauffage amélioré de schistes huileux, dans lequel les hydrocarbones s'échappant du schiste huileux partiellement préchauffé, sont utilisés pour accroître les rendements nets en huile et ne sont pas dégagés de l'atmosphère La présente invention non seulement réduit les émissions d'hydrocarbures du processus de préchauffage, mais encore ne nécessite que deux conduits

élévateurs pour obtenir le préchauffage approprié.

En outre, du gaz faible en calorie, alimenté avec les émissions d'hydrocarbures provenant du schiste huileux partiellement préchauffé, sont utilisés pour alimenter en combustible l'incinérateur qui est utilisé pour brûler les hydrocarbures émis dans le dernier conduit élévateur

de préchauffage.

La présente invention est basée sur l'utilisation de systèmes de deux conduits élévateurs en phase diluée pour préchauffer le schiste huileux en deux stades Dans le premier stade ou stade de préchauffage partiel, le schiste huileux brut est entratné dans un gaz combustible exempt d'oxygène Le schiste huileux brut est partiellement

préchauffé dans le premier conduit élévateur à des tempéra-

tures situées entre environ 930 C et 2040 C A ces tempéra-

tures, les hydrocarbures les plus volatiles présents dans le schiste huileux sont vaporisés et entraînés dans le courant de gaz combustible Le schiste huileux, partiellement préchauffé et séparé du conduit de gaz combustible est envoyé le second conduit élévateur pour être encore préchauffé Le courant de gaz de combustible

présentant une teneur en hydrocarbures de l'ordre de.

1000 à 2000 parties par million, qui y est entrainé, peut être utilisé comme combustible si nécessaire De cette façon, la présente invention fournit une solution pour l'incinération ou la combustion des hydrocarbures émis à des températures de préchauffage partiel ou inférieur, qui est à l'opposé de l'échappement indésirable de tels

hydrocarbures dans l'atmosphère.

Le courant de gaz de combustible est destiné à préchauffer partiellement le schiste huileux brut dans le premier conduit élévateur et de façon appropriée, obtenue par gazéification de matériaux carbon 6 s, tel qu'un schiste huileux auxiliaire La gazéification classique de schistes huileux avec de l'air et de la vapeur à des températures d'environ 760 C, fournit un gaz combustible à faible teneur en calorie qui est exempt d'oxygène Il s'est avéré que la quantité d'hydrocarbures émis dans le premier conduit élévateur, à partir du schiste huileux entratné est en relation directe avec la température du gaz d'entrée Puisque le gaz de faible pouvoir calorifique utilisé dans le premier conduit élévateur, selon l'invention, est à une t;emprature relativement élevée ( 7600 C), la quantité d&hydrocarbures est supposée s'être dégagée et relativement importante (à savoir 1000-2000 parties par million si on les compare aux 75-100 ppm du système Whitcombe); toutefois, puisque les hydrocarbures qui se dégagent sont entraînés dans le courant de gaz combustible et brûlés avec ce dernier en tant que carburants, il n'est pas de grande importance de garder le gaz d'entrée à basse température pour éviter la perte des hydrocarbures comme dans le procédé Whitcombe,

dans lequel les gaz sont ventilés à l'atmosphère.

En outre, puisque le courant de gaz à bas pouvoir calorifique dans le premier conduit élévateur ne contient pas d'oxygène, du schiste brut dans le premier conduit élévateur est réduit au minimum En outre, du fait de la présence d'hydrogène et de vapeur d'eau dans le gaz à faible pouvoir calorifique produit à partir de la gazéification du schiste huileux auxiliaire, la chaleur spécifique du gaz à bas pouvoir calorifique (Cs =

environ 1,46 J/kg*C) est supérieure à la chaleur spécifi-

que du gaz d'écoulement (Cs approximativement 1,05 à 1,25 J/kg O C) La chaleur spécifique du gaz à faible

teneur calorifique en combinaison avec la température éle-

Jo vée (c'est-à-dire à 7600 C) fournit un transfert de chaleur suffisant dans un simple conduit élévateur classique pour préchauffer partiellement le schiste huileux à la température désirée de 93 à 2040 C Le préchauffage

final à 2320 C est réalisé dans un second conduit élévateur.

De ce fait, la présente invention fournit une méthode

de chauffage du schiste huileux dans deux conduits éléva-

teurs reliés en série, à l'opposé des trois conduits élévateurs reliés en série qui sont préférés dans la

description du brevet Whitcombe précité.

Le préchauffage partiel du schiste huileux selon la présente invention, convient particulièrement bien pour être utilisé dans les systèmes de pyrolyse de schistes huileux, dans lesquels la chaleur destinée à la pyrolyse est fournie par une circulation de corps supports thermiques chauds Par exemple, dans ce type de procédé, les billes de céramiques sont chauffées

dans un appareil de chauffage approprié pour billes.

Afin de fournir la chaleur nécessaire pour chauffer les billes à l'intérieur de l'appareil de chauffage, d'importantes quantités de fuel doivent être brûlées avec de l'oxygène En tant que caractéristiques de

la première invention, une partie du courant de gaz-

combustible séparée du premier conduit élévateur de pré-

chauffage partiel peut être envoyée dans l'appareil de chauffage des billes pour fournir une partie du fuel nécessaire pour chauffer les billes Le gaz d'écoulement chaud sortant de l'appareil de chauffage des billes est utilisé de façon appropriée comme courant de gaz dans le second conduit élévateur, dans lequel le schiste

huileux partiellement préchauffé est complètement préchauf-

fé à des températures d'environ 204 à 3430 C Comme spécifié dans le brevet Whitcombe, le gaz d'écoulement chaud sortant de l'appareil de chauffage des billes recueille environ 500 ppm à 1 000 ppm d'hydrocarbures volatiles provenant du schiste huileux pendant le stade de préchauffage final Selon la présente invention, ces vapeurs d'hydrocarbures émises sont également brûlées dans un incinérateur Comme avec le réchauffeur de billes, le combustible doit être brûlé pour fournir une chaleur suffisante à l'incinérateur pour brûler et incinérer les hydrocarbures présents dans le courant de gaz s'échappant du second conduit élévateur Le gaz à faible pouvoir calorifique et qui s'échappe du premier conduit élévateur peut être utilisé pour fournir le combustible nécessaire pour chauffer l'incinérateur

jusqu'aux températures de combustion désirées.

En tant qu'autres caractéristiques de la présente invention, le gaz à faible pouvoir calorifique, conjointement avec les hydrocarbures s'échappant du schiste huileux peuvent être utilisés pour d'autres usages dans l'unité de traitement de pyrolyse Le système à deux conduits élévateurs, selon l'invention, si on le compare avec le système préféré à trois conduits élévateurs décrits dans le brevet Whitcombe, se traduit par un moindre investissement en capital, des prix de

revient réduits, un entretien et une mise en oeuvre simpli-

fiés et une fiabilité accrue En outre, puisque les hydrocarbures produits dans le conduit élévateur de préchauffage initial ou partiel sont brûlés pour fournir de la chaleur pour le procédé, cela se traduit par un accroissement net de la production d'hydrocarbures liquides.

D'autres nombreuses caractéristiques et avanta-

ges de la présente invention deviendront évidentes à

la lecture de la description détaillée suivante, en

référence aux dessins annexés, dans lesquels:

la figure 1 est un schéma synoptique simpli-

fié d'un appareil et d'un procédé préférés de préchauffa-

ge de schistes huileux;

la figure 2 est une représentation schémati-

que détaillée de la purification d'un gaz à faible pouvoir calorifique, s'échappant du premier conduit élévateur, avant d'être utilisé dans l'incinérateur, l'appareil de chauffage à bille ou d'autres appareils de combustion;

la figure 3 est une vue schématique détail-

lée du traitement en aval du gaz d'écoulement sortant de

l'incinérateur/récupérateur.

La présente invention est représentée schématique-

ment sur la figure 1 On a prévu un premier conduit élévateur 10 dans lequel on préchauffe un schiste huileux brut à des températures d'environ 93 à 2040 C Le schiste huileux partiellement préchauffé est ensuite envoyé

par la tuyauterie 12 à un second conduit élévateur 14-

o le schiste huileux partiellement préchauffé est compléte-

ment préchauffé aux températures de préchauffage désirées de 204 u C à environ 3430 C Le schiste huileux complètement préchauffé est ensuite envoyé à travers la tuyauterie 16 jusqu'à une cornue classique de pyrolyse de schiste

huileux pour d'autres chauffage et traitement -

Le schiste brut à traiter ou le schiste brut d'alimentation est introduit dans le premier conduit élévateur 10 par la tuyauterie d'alimentation 18 De préférence, le schiste d'alimentation brut est broyé jusqu'à -1,25 cm, de sorte qu'il est entraîné et compté de façon appropriée dans le premier conduit élévateur Le schiste brut d'alimentation est entraîné par un premier courant gazeux qui est introduit par le fond

du conduit élévateur par la tuyauterie pour gaz 20.

Selon la présente invention, le premier courant gazeux est un courant gazeux combustible Le premier courant gazeux a de préférence un bas pouvoir calorifique, de préférence environ 3725 J/m 3 à 450 j/m 3 (PCS) Bien que le gaz combustible à faible pouvoir calorifique destiné aux courants gazeux, peut être obtenu à partir de n'importe quelle source, il est particulièrement préféré que le courant de gaz à bas pouvoir calorifique soit produit dans un appareil de gazéification 22 pour le traitement des matières carbonées Le matériau carboné préféré est le schiste huileux brut L'appareil de gazéification 22 est un dispositif classique à lit de fluide pressurisé, qui est destiné à gazéifier des schistes huileux bruts que l'on broyé jusqu'à une dimension de particules de o,64 cm Le schiste huileux brut que l'on introduit dans l'appareil de gazéification 22 sera désigné dans ce qui suit comme schiste huileux auxiliaire Le schiste huileux auxiliaire est introduit dans l'appareil de

gazéification 22 par la tuyau d'amenée de schiste auxiliai-

re 24 Le type particulière de schiste huileux utilisé comme schiste huileux auxiliaire ou d'alimentation peut être le même, sauf en ce qui concerne les différences de taille L'utilisation des termes schistes huileux

d'alimentation et schistes huileux auxiliaires est seule-

ment usitée dans la présente demande dans des buts d'iden-

tification Le type de schiste huileux traité selon

la présente invention n'est pas critique.

L'air préchauffé et la vapeur préchauffée sont envoyés dans le dispositif de gazéification 24 à travers la tuyauterie à air 26 et la tuyauterie à vapeur 28 La gazéification à l'intérieur du dispositif 22 est réalisée de façon classique, ce qui se traduit dans la production d'un gaz à faible pouvoir calorifique présentant de façon typique un pouvoir calorifique d'environ 4842 J/m 3 (PCS) Ce gaz à faible pouvoir calorifique est exempt d'oxygène et renferme de l'hydrogène et de la vapeur d'eau Le dispositif de gazéification est mis en route, à des températures d'environ 704 à 8150 C, de préférence à environ 7600 C, de sorte que le gaz à faible pouvoir calorifique introduit dans le fond du premier conduit élévateur 10 en tant que premier courant de gaz est également à une température d'environ 704 à 8150 C, de préférence 7600 Le débit du premier courant de gaz est réglé pour fournir une ascension et un temps

de contact appropriés du schiste huileux brut pour préchauf-

fer partiellement le schiste huileux brut d'environ à environ 1770 C Si on le désire, ces températures initiales de préchauffage partiel peuvent varier entre

93 et 204 UC.

A des températures présentes dans le premier

conduit élévateur 10, et spécialement en vue de l'introduc-

tion d'un premier courant gazeux relativement chaud à 8600 C, les hydrocarbures les plus volatiles présents

dans le schiste huileux brut d'alimentation sont vaporisés.

Comme spécifié ci-dessus, la quantité d'hydrocarbures

vaporisés à ces températures est d'environ 1000 à 2000 ppm.

Lorsque le premier courant gazeux passe à travers le premier conduit élévateur 10, il est refroidi à une température d'environ 2040 C Ce premier courant gazeux refroidi conjointement avec les fines de schistes huileux entraînées et les hydrocarbures vaporisés est envoyé par la conduite de sortie 30 dans un séparateur à cyclone 32 Les fines de schistes huileux, partiellement préchauf- fées sont recyclées par la tuyauterie 12 d'alimentation en schistes via la tuyauterie de retour 34 Le premier courant gazeux, qui contient maintenant de l'hydrogène,

de la vapeur d'eau et des hydrocarbures entraînés prove-

nant du schiste huileux brut, est maintenant envoyé via la tuyauterie de transfert 36 dans un appareil de

purification et de séparation tel que représenté en 38.

La vapeur d'eau et quelques fines résiduelles de schistes huileux sont éliminées du premier courant gazeux dans l'appareil de séparation et de purification 38 Cet

appareil sera décrit ci-dessous de façon plus détaillée.

Le gaz faible en calorie maintenant purifié, qui contient encore de l'hydrogène et des hydrocarbures entraînés,

est ensuite prêt à être utilisé dans le système de préchauf-

fage, comme cela sera également décrit ci-dessous.

Dans cet exemple de réalisation, la pyrolyse du schiste huileux préchauffé est réalisée dans une cornue rotative classique, en utilisant des billes de céramiques comme matériaux de transfert thermique et porteurs de chaleur Un dispositif de chauffage de bille 40 est prévu pour le chauffage des billes de céramique à la température désirée pour la pyrolyse du schiste huileux Le dispositif de chauffage de billes comporte une chambre de combustion 42 dans laquelle le combustible et l'air sont brûlés pour fournir la chaleur nécessaire au maintien de la température du dispositif de chauffage entre environ 6440 C et 8 Q O C Après que les billes de céramique pourront transférer de la chaleur au sqhiste huileux dans la cornue (non représentée aux dessins),

ces billes de céramique relativement froides sont transfé-

rées dans le dispositif de chauffage 40 par la tuyauterie 44 Les billes sont chauffées à la température désirée, à l'intérieur du dispositif de chauffage 40 Ces billes de céramique réchauffées sont transférées à nouveau dans la cornue par la tuyauterie 46 Le gaz d'écoulement chaud produit dans le dispositif de chauffage des billes est utilisé de façon approprié comme second courant gazeux pour entraîner et préchauffer complètement le schiste huileux dans le second conduit élévateur Le gaz d'écoulement du dispositif de chauffage à billes à une température d'environ 6440 C à 7600 C est envoyé par la tuyauterie 48 vers le fond du second conduit

élévateur 14 Le schiste huileux, partiellement précnauf-

fé, à une température entre 93 et 2040 C est transféré par la tuyauterie 12 à partir du premier conduit élévateur et vers le fond du second conduit élévateur 14 o il est entrainé par le gaz d'écoulement du dispositif de chauffage des billes ou second courant gazeux Le gaz d'écoulement est de préférence exempt d'oxygène pour

réduire au minimum la formation de machefers et la combus-

tion du schiste huileux 'L'écoulement du gaz provenant du dispositif de chauffage des billes par la tuyauterie 48 est régulé de façon à obtenirun courant d'entraînement

approprié pour préchauffer le schiste huileux déjà partielle-

ment préchauffé, y entraîné à une température comprise entre environ 2040 C et-3430 C De préférence, le schiste huileux est préchauffé à environ 2890 C. Aux températures régnant dans le second tuyau, élévateur 14 et compte tenu de la température élevée ( 6440 C à 7600 C) du gaz d'écoulement du dispositif de réchauffage des billes, les hydrocarbures présents dans le schiste huileux sont vaporisés et déchargés dans le courant gazeux La quantité d'hydrocarbures émise se situe entre environ 500 et 1000 ppm Le second courant gazeux, constitué d'hydrocarbures et de fines de schiste huileux y entraîné est transféré du second conduit élévateur 14 via la tuyauterie de sortie 50 dans un séparateur à cyclone 52, dans lesquels les fines entraînées sont séparées et recyclées à la tuyauterie d'alimentation en schiste 16 via la tuyauterie de recyclage 54 Le

second courant gazeux renfermant des hydrocarbures entral-

nés est ensuite transféré du séparateur à cyclone 52

via la tuyauterie 54 vers l'incinérateur/récupérateur 56.

L'incinérateur/récupérateur 56 est prévu pour incinérer et brûler les hydrocarbures présents

dans le second courant de gaz et pour récupérer ou resti-

tuer la chaleur qui est produite Le gaz à faible pouvoir calorifique sortant de l'appareil de séparation et de

purification 38 par la tuyauterie 58 convient particuliè-

rement bien comme combustible pour chauffer l'incinérateur 56 Jusqu'à des températures nécessaires pour la combustion

des hydrocarbures présents dans le second courant gazeux.

Le courant gazeux de faible pouvoir ealorifique est

envoyé via la tuyauterie d'alimentation 58 dans l'incinéra-

teur 56 o il est combiné avec de l'air introduit par

la canalisation 60 Du gaz de pouvoir calorifique suffisam-

ment faible et de l'air sont alimentés dans l'incinérateur/ récupérateur 56 pour maintenir une température d'environ 7600 C Les hydrocarbures et les fines de schiste huileux présents sont brûlés à cette température pendant un

temps de contact compris entre 0,3 et 1,0 seconde.

De cette manière, les hydrocarbures présents dans le

second courant gazeux et en outre la quantité plus impor-

tante d'hydrocarbures présents dans le premier courant de gaz à faible pouvoir calorifique sont brûlé S pour fournir de la chaleur et sont de ce fait, utilisés de façon avantageuse. La chaleur résultant de l'incinération et de la combustion du premier courant gazeux et des hydrocar- bures du second courant gazeux est récupéré ou restitué

par transfert à différents courants de gaz et d'air.

De façon spécifique, le courant gazeux à bas pouvoir calorifique dans la tuyauterie 59 a été refroidi pensant la séparation et la purification à environ 380 C à 66 o C. Il est avantageux que ce gaz à faible pouvoir calorifique soit préchauffé à des températures d'environ 204 u C,

avant d'être introduit dans l'incinérateur/récupérateur 56.

Le gaz à faible pouvoir calorifique est transféré via un échangeur de chaleur, par exemple des serpentins 62, dans l'incinérateur/récupérateur 56 Le gaz à bas

pouvoir calorifique est de ce fait réchauffé à la tempéra-

ture désirée d'environ 2040 C, tandis qu'en même temps, la chaleur produite par l'incinérateur/récupérateur 56 est partiellement récupérée ou restituée et recyclée dans le processus Le gaz préchauffé à bas pouvoir calorifique est ensuite transféré via la tuyauterie 64 dans l'incinérateur/récupérateur 56 pour servir de fuel de combustion et via le tuyau 66 vers le dispositif de chauffage de billes 40 pour fournir du combustible pour chauffer les billes de céramique L'air de combustion qui doit être introduit dans l'incinérateur/récupérateur 56 est également préchauffé le cas échéant, entre environ

4270 C à 4820 C L'air de combustion de l'incinérateur/récu-

pérateur est également transféré à travers un échangeur de chaleur, telsqque des serpentins 68, dans l'incinérateur/ récupérateur 56 pour obtenir le préchauffage désiré En conséquence, l'air destiné à être introduit dans le dispositif de gazéification 22, par l'intermédiaire de la conduite 26 peut également être préchauffé dans le récupérateur/incinérateur 56 par passage à travers

le serpentin 70, et l'air de combustion destiné au disposi-

tif de chauffage de billes 40 peut également être préchauf- fé aux températures de combustion désirées par passage à travers le serpentin d'échange de chaleur 72 dans l'incinérateur/récupérateur 56 Enfin, la vapeur qui est introduite pour la gazéification du schiste brut auxiliaire par la tuyauterie 28 peut également être préchauffée aux températures désirées par passage à

travers un serpentin d'échange de chaleur dans l'incinéra-

teur/récupérateur 56 Bien que la récupération et l'utili-

sation de chaleur provenant de l'incinérateur/récupérateur 56 est de préférence utilisée pour les gaz du processus de préchauffage, la chaleur produite dans l'incinérateur/ récupérateur peut être récupérée d'une autre manière appropriée si l'on peut mettre en oeuvre des moyens convenables Le schéma de traitement de préchauffage des gaz représenté sur la figure} se rapporte uniquement à un système préféré et les différents gaz traités,

en particulier qui sont préchauffés dans l'lncinérateur/ré-

cupérateur 56 ne peuvent varier selon les besoins et

nécessités du système particulier.

Le gaz d'échappement de l'incinérateur, partielle-

ment refroidi, qui est pratiquement exempt d'hydrocarbures, s'échappe de l'incinérateur/récupérateur 56 par le conduit 76 Ce gaz pratiquement exempt d'hydrocarbures, ne

contient que quelques ppm (environ 2 à 7 ppm) d'hydrocar-

bures et est ensuite transféré à d'autres traitements

et purification comme décrit ci-dessus.

A la figure 2, est représenté un schéma plus

détaillé de l'appareil de réparation et de purification re- présenté en 38 sur la figure 1 Le premier courant de gaz dans le conduit

de transfert 36 est un gaz à bas pouvoir calorifique qui renferme de l'hydrogène, des hydrocarbures, de la vapeur d'eau et quelques traces de fines et d'autres matériaux entraînés Afin d'accroi- tre le pouvoir calorifique du premier courant de gaz ou gaz à faible pouvoir calorifique, il est approprié d'éliminer les impuretés et spécialement d'éliminer autant d'eau que possible L'appareil de réparation et de purification représenté à la figure 2 réalise cette séparation On fait passer le gaz humide à faible pouvoir calorifique dans un épurateur à huile 80 Le gaz à bas pouvoir calorifique est à une température d'environ 2049 C lorsqu'il pénètre dans l'épurateur à huile Dans ce dernier, le gaz à bas pouvoir calorifique est transféré à travers une série de buses de pulvérisation qui élimine les quelques fines de schiste ou le schiste brut restants, qui n'ont pas été éliminés par le cyclone 32 L'huile impure est éliminée du fond de l'épurateur à huile 80 par la pompe 82 et filtrée de façon appropriée puis refroidie par passage à travers l'échangeur de chaleur 84 L'huile froide et purifiée est recyclée à l'épurateur à huile 80 pour une épuration en continu du gaz à bas pouvoir calorifique Ce dernier sort de

l'épurateur à huile 80 par-le conduit 86 et est de préféren-

*ce à une température d'environ 93 à 1210 C, ou à une température quelque peu supérieure à la température

à laquelle la vapeur d'eau commence à se condenser.

Le courant de gaz est ensuite envoyé à travers un autre échangeur de chaleur, par exemple un refroidisseur en tête 88 o il est refroidi encore à une température voisine d'environ 38 à 660 C Ce gaz relativement froid à faible pouvoir calorifique est envoyé dans une zone de séparation d'eau, par exemple un récepteur de condensats en tête 90 Dans le récepteur de condensats 90, la vapeur d'eau condensée est séparée du gaz à faible pouvoir calorifique puis pompée à partir du séparateur de eondensats par la pompe 92 Le courant de gaz, à faible pouvoir calorifique, relativement exempt d'humidité, est ensuite envoyé via le conduit 58 pour être utilisé comme combustible dans l'incinérateur/récupérateur 56, le dispositif de chauffage des billes 40 ou d'autres appareils de combustion

désirés et applications.

Le schéma de la figure 3 représente un processus préféré pour le traitement d'un gaz usé qui s'échappe

du récupérateur/incinérateur 56 via le conduit 76.

D'abord, l'incinérateur de gaz usé est refroidi à 1770 C pour le conserver au-dessus du point de rosée du 302 acide dans un échangeur thermique approprié, par exemple un refroidisseur 94 Le gaz usé, partiellement refroidi, provenant de l'incinérateur, est ensuite transféré via un conduit 96 à un épurateur humide à venturi 98 pour éliminer la poussière de schiste Une boue de cendres de schistes et d'eau est utilisée dans l'épurateur humide 98 pour éliminer le bioxyde de carbone produit par la combustion du gaz à bas pouvoir calorifique, qui renferme de l'hydrogène sulfuré et d'autres composés du soufre et du bioxyde de soufre produit pendant le pré-chauffage du schiste brut De préférence, une partie de la cendre de schiste produite pendant la gazéification dans le dispositif de gazéification 22 peut être utilisée pour produire la boue de cendre Le mélange boueux de gaz usé est éliminé de l'épurateur humide à venturi 98 et transféré dans un séparateur d'épuration 100 Ce dernier

sépare le gaz usé, purifié et épuré qui est ensuite.

déchargé dans l'atmosphère par le conduit 104 Le procédé décrit ci-dessus pour traiter le gaz usé s'échappant de l'incinérateur/récupérateur 56 n'est qu'un processus de traitement préféré D'autres systèmes de traitement pour éliminer les composés sulfurés et d'autres agents contaminants peuvent être envisagés. Compte-tenu de l'exemple de réalisation de l'invention, il est clair pour l'homme de l'art que les modes de réalisation de l'invention ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemple et que d'autre variantes, adaptations et modifications peuvent être réalisés dans le cadre de la présente invention En conséquence, la présente invention n'est pas limitée aux modes de

réalisation spécifique comme illustrés ci-dessus.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Procédé en deux étapes pour le pré-chauffage du schiste huileux à une température d'environ 204 à 3430 C, en utilisant deux conduits élévateurs en phase diluée, caractérisé par le fait que l'on entraîne le schiste huileux brut d'alimentation par un gaz à bas pouvoir calorifique dans un premier conduit élévateur à phase diluée de façon à préchauffer partiellement le schiste huileux brut à une température d'environ 93 à 204 v C tout en éliminant les hydrocarbures du schiste huileux brut d'alimentation;On sépare le schiste huileux d'alimentation préchauffé du gaz à bas pouvoir calorifique renfermant les hudrocarbures gazeux dégagés; on entraîne le schiste huileux brut partiellement préchauffé avec un gaz usé chaud dans un second conduit élévateur en phase diluée pour préchauffer complètement le schiste huileux d'alimentation partiellement préchauffé à une température comprise entre environ 204 et 3430 C, tout en laissant s'échapper les hydrocarbures du schiste huileux d'alimentation partiellement préchauffé; on sépare le schiste huileux d'alimentation complètement préchauffé du gaz usé renfermant les hydrocarbures gazeux échappés, on introduit le gaz usé et une partie du gaz

à bas pouvoir calorifique, renfermant chacun des hydrocar-

bures gazeux échappé dans un incinérateur pour brûler

la partie de gaz à bas pouvoir calorifique et d'hydrocar-

bures gazeux échappés y contenus et dans le gaz usé pour obtenir un gaz d'échappement pratiquement exempt

d'hydrocarbures et de la chaleur de combustion.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on gazéifie le schiste huileux brut

auxiliaire pour produire le gaz chaud à bas pouvoir.

calorifique.

3 Procédé selon la revendication 2, caractéri-

sé par le fait que l'on gazéifie le schiste huileux brut auxiliaire dans un dispositif de gazéification pressurisé à lit fluidisé pour obtenir le gaz chaud à bas pouvoir calorifique présentant une température d'environ 704 O à 8150 C,

4. Procédé selon la revendication 3, caracté-

risé par le fait que le gaz chaud à bas pouvoir calorifi-

que présente un pouvoir calorifique d'environ 3725 à

7250 J/m 3 (PCS).

Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé par le fait que le gaz usé chaud est à une température

d'environ 644 à 7600 C lorsque le schiste huileux d'alimen-

tation, partiellement préchauffé y est entratné.

6 Procédé selon la revendication 5, caracté-

risé par le fait que le gaz usé chaud est fourni par le gaz usé provenant d'un dispositif de chauffage de

billes destiné à chauffer des solides caloporteurs.

7 Procédé selon la revendication 6, caracté-

risé par le fait qu'une autre partie du gaz à faible pouvoir calorifique contenant les hydrocarbures gazeux échappés est brûlé avec de l'air de combustion dans le dispositif de chauffage à billes destiné à chauffer

les solides caloporteurs.

8 Procédé selon la revendication 1, caractéri-

-sé par le fait que le gaz séparé à bas pouvoir calorifique

contenant les hydrocarbures gazeux échappés renferme éga-

lement de l'eau que l'on sépare avant l'introduction dans l'incinérateur pour obtenir un gaz à bas pouvoir

calorifique refroidi, exempt d'humidité.

9 Procédé selon la revendication 8, caractéri-

sé par le fait que l'eau est séparée du gaz à bas pouvoir calorifique en refroidissant ce dernier à une température d'environ 37 à 660 C, puis on sépare l'eau de condensation pour obtenir un gaz refroidi à bas pouvoir calorifique

exempt d'humidité.

Procédé selon la revendication 9, carac-

térisé par le fait que le gaz refroidi à bas pouvoir calorifique, exempt d'humidité est chauffé avant d'être introduit dans l'incinérateur à une température d'environ

204 I C.

11 Procédé selon la revendication 10, earac-

térisé par le fait que le gaz refroidi à bas pouvoir calorifique, exempt d'humidité est chauffé par la chaleur de combustion de l'incinérateur avant d'y être introduit,