FR2546177A1 - Procede et installation perfectionnee de traitement d'une matiere combustible en lit fluidise - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION DE TRAITEMENT D'UNE MATIERE COMBUSTIBLE EN LIT FLUIDISE, L'INSTALLATION COMPRENANT UNE CHAMBRE DE REACTION 1 ALIMENTEE EN MATIERE COMBUSTIBLE, MUNIE A SA BASE DE MOYENS 11 DE FLUIDISATION ET RELIEE A UN CIRCUIT 23 DE RECUPERATION ET DE RECYCLAGE DES PARTICULES SOLIDES ENTRAINEES AVEC LES FUMEES. SELON L'INVENTION, EN TENANT COMPTE DE LA NATURE DE LA MATIERE COMBUSTIBLE ET DES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT, ON DETERMINE UNE TEMPERATURE DE REFERENCE A PARTIR DE LAQUELLE LES PARTICULES DE MATIERES IMMOBILES SONT SUSCEPTIBLES DE SE COLLER LES UNES AUX AUTRES A L'INTERIEUR DU DISPOSITIF DE RECUPERATION 2, ON REGLE LES CONDITIONS DE FLUIDISATION POUR REALISER UN FONCTIONNEMENT DE L'INSTALLATION EN LIT CIRCULANT, ON REGLE LA TEMPERATURE DE LA REACTION DANS LA PARTIE DENSE 15 DU LIT FLUIDISE A UN NIVEAU SUPERIEUR A LA TEMPERATURE DE REFERENCE ET L'ON PRODUIT UN REFROIDISSEMENT CONTROLE DES PARTICULES DE MATIERE EN AMONT DU DISPOSITIF DE RECUPERATION 2, SUSCEPTIBLE DE MAINTENIR LA TEMPERATURE A L'INTERIEUR DE CELUI-CI A UN NIVEAU INFERIEUR A LA TEMPERATURE DE REFERENCE.

Description

Procédé et installation perfectionnée de traitement d'une matière

combustible en lit fluidisé

L'invention a pour objet un procédé et une installation perfec-

tionnée de traitement d'une matière combustible en lit fluidisé, applicable

notamment à la gazéification du charbon.

Une installation de traitement de matières granulaires en lit fluidisé se compose normalement d'une chambre de réaction verticale alimen-

tée en matières combustibles granulaires et munie à sa base de moyens d'in-

jection d'un gaz de fluidisation dont on peut régler la vitesse de circula-

tion en agissant sur le débit d'injection.

A sa partie supérieure, la chambre de réaction débouche dans un circuit d'évacuation des fumées qui comprend une conduite de sortie des gaz

débouchant dans un dispositif de récupération des particules solides entrai-

nées avec les gaz Ce dispositif de récupération peut être par exemple un

cyclone qui comprend un orifice supérieur de sortie des gaz et des particu-

les très fines et un orifice inférieur de sortie des particules solides

ayant une dimension supérieure à une certaine limite qui dépend des perfor-

mances du dispositif de récupération Les particules solides ainsi récupé-

rées sont renvoyées dans le lit fluidisé, à la base de la chambre de réac-

tion, par un circuit de recyclage De la sorte, les particules incomplète-

ment brûlées sont recyclées à la base de la chambre de réaction, dans la

zone de combustion, les fumées n'entratnant que les cendres les plus fines.

On sait que le mode de fonctionnement des lits fluidisés est lié au débit d'injection et à la vitesse de circulation des gaz Si le débit d'injection est réglé de telle sorte que la vitesse des gaz soit seulement un peu supérieure à la vitesse critique à partir de laquelle commence la fluidisation, la plus grande partie des particules solides reste à la base de la chambre de réaction sous forme d'un lit fluidisé dense, seules les

particules très fines étant entratnées avec les gaz En revanche, si la vi-

tesse de fluidisation dépasse une limite qui dépend de la dimension moyenne des particules et qui est de l'ordre de 4 m/s, la plus grande partie des

particules est entrainée avec les fumées et l'on distingue alors à l'inté-

rieur de la chambre de réaction une zone inférieure dense surmontée d'une zone diluée parcourue par un courant ascendant de gaz et de particules qui s'échappe par la conduite de sortie, les particules solides étant séparées des gaz dans le dispositif de récupération et renvoyées dans la zone dense

du lit fluidisé, à la base de la chambre de réaction, par le circuit de re-

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cyclage On a alors un fonctionnement dit en lit circulant.

Les lits fluidisés circulants présentent un certain nombre d'avan-

tages connus En particulier, ils permettent une plus grande puissance que les lits ordinaires denses, le volume de la chambre de combustion étant mieux utilisé puisque la réaction peut se produire non seulement dans le lit dense, à la partie inférieure de la chambre de réaction, mais également dans la zone diluée Les lits circulants sont également plus souples car ils permettent de faire varier la vitesse des gaz, et d'ajuster le taux de circulation donc le temps de séjour du combustible Or, le rendement d'une installation de traitement de matières combustibles et en particulier d'une

installation de gazéification dépend du temps de séjour moyen des particu-

les qui doit être supérieur au temps de gazéification, ce dernier dépendant de la nature du combustible et de la dimension moyenne des particules Il

est évident en particulier, que si le temps de combustion ou de gazéifica-

tion est trop important, la masse fluidisée augmente et le niveau limite de la zone dense va monter, ce qui oblige à réduire le débit d'alimentation en matière combustible ou bien à utiliser une chambre de réaction de grande

hauteur pour absorber les variations du niveau limite.

Pour diminuer le temps de gazéification, on peut jouer sur la di-

mension des particules et sur la température de réaction Toutefois, on sait qu'en augmentant la température de réaction, on risque d'atteindre une

température à partir de laquelle les particules et en particulier les cen-

dres collent entre elles et sur les parois de l'installation ce qui risque d'amener un blocage de celle-ci Cette température de collage dépend de la

nature de la matière, de sa granulométrie et des conditions de fonctionne-

ment En effet, on a observé que le risque de collage est moins important dans les zones o les particules sont soumises à une agitation importante et relativement écartées les unes des autres En revanche, le collage se

fait plus facilement dans les zones denses, en particulier lorsque les par-

ticules sont immobiles, et c'est le cas du dispositif de récupération des

particules solides qui peut ainsi se bloquer facilement.

Dans le fonctionnement des installations de traitement et en par-

ticulier de gazéification, on est donc partagé entre -la volonté d'augmenter

autant que possible la température de réaction pour diminuer le temps de ga-

zéification et le risque de collage des particules.

Lorsque l'on utilise un lit fluidisé à faible vitesse, la zone à haute température est limitée au lit fluidisé dense o l'on peut atteindre

une température à partir de laquelle les cendres s'agglomèrent progressive-

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ment Ceci présente l'avantage de permettre l'évacuation des cendres ayani formé des blocs d'une certaine dimension et qui peuvent être retirés pai une purge placée à la base de la chambre de réaction Cependant, dans ur lit fluidisé à faible vitesse, l'homogénéisation des températures peut n E pas être assez efficace pour éviter des surchauffes localisées et on arriv E

donc dans certaines régions à une fusion des cendres qui peut aller jus-

qu'au blocage du réacteur.

Pour diminuer le risque de fusion des cendres à haute températu-

re, on a donc intérêt à augmenter la vitesse de circulation des gaz et l'or

arrive à un fonctionnement en lit circulant qui, comme on l'a indiqué, per-

met d'augmenter la puissance de l'installation pour une taille donnée Ce-

pendant, lorsque l'on fonctionne en lit circulant, du fait, précisément, de la circulation continue de la plus grande partie des particules solides, la

température est pratiquement la même dans toutes les parties de l'installa-

tion Or le risque de collage est plus important dans certaines zones, en particulier dans les conduites de liaison et surtout dans le dispositif de récupération o les particules sont pratiquement immobiles et forment un lit dense Par conséquent, même en fonctionnant en lit circulant, on est

amené à limiter la température de réaction.

L'invention a pour objet un nouveau procédé permettant de fonc-

tionner en lit circulant à la température la plus élevée possible de telle sorte que les particules restent le plus longtemps possible à cette haute

température sans risque de collage.

Conformément à l'invention, en tenant compte de la nature de la matière combustible et des conditions de fonctionnement telles que la forme et les dimensions de l'installation, la granulométrie des particules et les vitesses de circulation des gaz, on détermine une température de référence à partir de laquelle les particules de matière immobiles sont susceptibles

de se coller les unes aux autres à l'intérieur du dispositif de récupéra-

tion, on règle les conditions de fluidisation pour réaliser un fonctionne-

ment de l'installation en lit circulant, on règle la température de la réac-

tion dans la partie dense du lit fluidisé à un niveau supérieur à la tempé-

rature de référence et l'on produit un refroidissement contrôlé des particu-

les de matière en amont du dispositif de récupération, susceptible de main-

tenir la température à l'intérieur de celui-ci à un niveau inférieur à la

température de référence.

Ainsi, alors que, dans un lit circulant, la température est rela-

tivement homogène sur tout le circuit des matières, dans le procédé selon

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l'invention, on peut avoir une haute température jusqu'à l'entrée du dispo-

sitif de récupération et produire à ce moment le refroidissement nécessaire à l'abaissement de la température des particules au-dessous du niveau pour lequel pourrait se produire leur collage au moment o les particules sont tassées et relativement immobiles les unes par rapport aux autres Ce re- froidissement ne diminue pas sensiblement le rendement de la réaction étant

donné que la haute température est maintenue non seulement dans la zone den-

se du lit fluidisé mais également dans la zone diluée La réaction peut ainsi se produire le plus longtemps possible à haute température, le risque de collage étant moindre dans les zones o les particules sont en agitation

et écartées les unes des autres.

On peut donc de la sorte régler la température de réaction au ni-

veau le plus élevé possible et en particulier à un niveau permettant l'ag-

glomération des cendres en blocs susceptibles d'Utre évacués par des moyens connus, sans atteindre cependant la température de fusion qui risquerait

d'entraîner un blocage du réacteur.

Comme on l'a indiqué, la température de collage dépend des condi-

tions de fonctionnement et par conséquent, ayant observé celles-ci, on pour-

ra déterminer dans chaque zone de l'installation, en fonction des circons-

tances propres à cette zone, la température limite à ne pas dépasser.

C'est pourquoi, dans un mode de réalisation plus perfectionné, on

divise l'installation en une pluralité de zones (A, B, C, D,,) de contrô-

le des températures échelonnées dans le sens de circulation des gaz et des matières, on mesure les températures moyennes dans chacune des zones, on

compare chaque température mesurée à une température de référence détermi-

née en fonction des conditions de fonctionnement propres à la zone considé-

rée et l'on produit localement dans l'une ou l'autre zone un abaissement de la température moyenne chaque fois que la température mesurée y atteint la température de référence, de façon à maintenir en permanence la température

moyenne dans chaque zone au-dessous de la température de référence corres-

pondante. Selon les caractéristiques constructives de chaque installation, on pourra contrôler l'ensemble de celle-ci ou bien certaines zones bien

choisies D'une f Lagon générale les températures seront contrôlées de préfé-

rence dans au moins une zone A à la base de la chambre de réaction, c'està-

dire dans la zone dense du lit fluidisé, une zone B légèrement au-dessus du niveau limite de la zone dense, une zone C dans la zone diluée, à la partie supérieure de la chambre de réaction et une zone D juste en amont du

dispositif de récupération.

Pour réaliser un abaissement local de température dans la zoni choisie, on injectera dans celle-ci un produit froid sous forme divisée qu peut être constitué par exemple par de l'eau pulvérisée ou de la vapeu: d'eau, par des particules récupérées et refroidies avant d'être recyclées dans le lit fluidisé ou bien par une partie du gaz produit, prélevée h 1 sortie du dispositif de récupération et recyclée dans la zone voulue aprè refroidissement Mais le produit froid injecté peut aussi être constitu,

par au moins une partie de la matière combustible introduite a la partie su-

périeure de la zone diluée dans la chambre de réaction avec un débit régla-

ble de telle sorte que les particules les plus grosses tombent-dans la zone dense du lit fluidisé en traversant la zone diluée, les particules les plue fines étant entraînées avec les fumées vers le dispositif de récupération

puis recyclées dans le lit fluidisé.

L'invention couvre également une installation perfectionnée de traitement de matière combustible constituée, de façon classique, par une chambre de réaction en lit fluidisé reliée h un circuit de récupération et

de recyclage des particules solides entraînées avec les fumées et compre-

nant un moyen de refroidissement localisé des matières entrainées avec les

fumées, placé en amont du dispositif de récupération et un moyen de contrô-

le de l'intensité du refroidissement en fonction de la température des ma-

tières accumulées dans le dispositif de récupération, pour le maintien de

celles-ci au-dessous d'une température de référence choisie.

On peut distinguer à l'intérieur de l'installation une pluralité de zones (A, B, C, D,) de contrôle de température, échelonnées dans le sens de circulation des gaz et des matières et couvrant chacune toute le section transversale de passage des gaz au niveau considéré; chaque zone de contrôle est munie d'un moyen de mesure de la température moyenne et

d'un moyen de refroidissement susceptible de provoquer un abaissement loca-

lisé de cette température dans la zone considérée, les moyens de mesure de température et de refroidissement des zones de contrôle étant associés à un

dispositif de régulation qui comprend un ensemble de comparateurs des tempé-

ratures mesurées avec des températures de référence déterminées en fonction des conditions de fonctionnement souhaitées dans chaque zone de contrôle, un ensemble d'organes de réglage des moyens de refroidissement et un moyen de pilotage des organes de réglage en fonction des différences constatées

entre les températures mesurées et les températures de référence.

Mais l'invention sera mieux comprise en se référant à un mode de

réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur le des-

sin annexé.

La figure unique représente schématiquement une installation de gazéification de charbon en lit fluidisé munie des perfectionnements selon l'invention.

L'installation de gazéification comprend essentiellement une cham-

bre de réaction 1 en forme de colonne, constituée d'une enceinte cylindri-

que allongée à axe vertical munie à sa base d'une grille de distribution ho-

mogène d'un gaz de fluidisation introduit au-dessous de la grille avec un débit réglable par des moyens d'injection ( 11) La chambre de réaction ( 1)

est reliée à sa partie supérieure, par une conduite 12 de sortie des fu-

mées, à un dispositif 2 de récupération des particules solides entraînées, par exemple un dépoussiéreur à cyclone comprenant une sortie supérieure 21 des gaz et une sortie inférieure 22 des particules récupérées qui débouche dans une conduite 23 de recyclage reliée à la base de la chambre 1 par un dispositif de réinjection des particules solides constituée par exemple

d'un siphon 24 dans lequel peut être injecté en 25 un gaz permettant le ré-

glage du débit de réinjection.

La matière combustible, stockée dans une trémie 13, est introdui-

te à la base de la chambre de combustion, dans le lit fluidisé, par exemple

au moyen d'un dispositif 14 d'alimentation à vis permettant de régler le dé-

bit d'alimentation en agissant sur la vitesse de rotation de la vis De

plus, une conduite de purge 15 placée à l'extrémité inférieure de la cham-

bre de combustion 1 permet d'évacuer les cendres agglomérées.

Bien entendu, l'ensemble de l'installation mais tout particulière-

ment les parois de la chambre de combustion sont revêtues d'un revêtement

réfractaire et isolant.

Le débit de l'organe 11 d'injection de gaz de fluidisation est ré-

glé de telle sorte que l'installation fonctionne en lit circulant, la vites-

se de circulation des gaz étant supérieure à 4 m/s de telle sorte que les gaz entraînent la plus grande partie des particules solides qui occupent

alors toute la hauteur de la colonne 1 à l'intérieur de laquelle on distin-

gue une zone inférieure 15 en phase dense et une zone supérieure 16 en pha-

se diluée En pratique, la matière combustible introduite dans la chambre

( 1) se divise en deux parties: les particules les plus fines sont immédia-

tement entraînées avec les gaz alors que les particules les plus grosses

tombent dans la zone dense 15 et y restent jusqu'au moment o, après combus-

tion partielle, elles atteignent une dimension qui leur permet d'être en-

trainées à leur tour La zone dense peut également contenir une matière gra-

nulaire inerte servant de support à la fluidisation ou bien ayant un rôle

dans la réaction.

Les particules solides entraînées dans la conduite de sortie 12 sont arrêtées dans le récupérateur 2 puis recyclées dans le lit fluidisé

par la conduite 24.

On peut distinguer dans l'installation un certain nombre de zones échelonnées dans le sens de circulation des gaz et des particules, et pour chacune desquelles il est possible de définir une température optimale qui

dépend des conditions de fonctionnement régnant dans la zone considérée.

La zone dense du lit fluidisé contient les particules de combusti-

ble et de matière inerte les plus grosses et est traversée par les particu-

les fines recyclées constituées de matière incomplètement brûlée et de cen-

dres Il est souhaitable de maintenir dans cette zone une température pour

laquelle les cendres sont suffisamment ramolies pour permettre leur agglomé-

ration en évitant cependant leur fusion ou prise en masse En effet, en s'agglomérant, les cendres forment des blocs plus faciles à éliminer mais une trop forte élévation de température pourrait entraîner la fusion des

cendres et leur collage entre elles et sur les parois du réacteur avec ris-

que de blocage de celui-ci.

Dans la zone diluée 16, les particules solides emportées par le fluide gazeux se trouvent sensiblement à la même température que dans la zone dense 15 et sont donc agglomérantes; leur concentration étant plus

faible et leur agitation importante, la tendance à l'agglomération est moin-

dre mais il faut encore éviter le collage des particules sur les parois du

réacteur en particulier dans les zones critiques qu'il est possible de loca-

liser. Ce risque de collage sur les parois est encore plus important dans le séparateur 2 en raison de l'effet de la force centrifuge qui plaque les cendres contre les-parois et du fait que les particules solides y sont tassées et pratiquement immobiles les unes par rapport aux autres avant

d'être renvoyées vers la chambre de réaction par le circuit 24.

On peut, par le calcul et, dans une certaine mesure, empirique-

ment, définir pour chaque zone la température optimale de fonctionnement

dont il faut se rapprocher le plus possible pour obtenir une bonne agglomé-

ration mais sans la dépasser pour éviter la fusion des cendres D'autre part, on peut placer un certain nombre de capteurs de température 31, 32, 33, 34 dans les parties les plus sensibles de l'installation Ainsi, dans

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l'exemple de réalisation représenté sur la figure, on a placé un capteur 31 dans le centre de la zone dense 15, un capteur 32 à la partie inférieure de la zone diluée 16, légèrement au-dessus du niveau limite de la zone dense, un capteur 33 à l'extrémité supérieure de la chambre de réaction 1, près du carneau de sortie et un capteur 34 à l'entrée du récupérateur 2 près de la paroi. L'ensemble des capteurs est relié à un dispositif de mesure 3 fournissant à sa sortie des signaux correspondant aux températures mesurées par chacun des capteurs, qui sont appliqués à un ensemble d'organes 41, 42,

43, 44 de comparaison de chaque signal de température avec un signal affi-

ché correspondant à la température de référence déterminée pour la zone con-

sidérée.

D'autre part, dans chaque zone, on dispose d'un moyen d'interven-

tion localisé permettant de diminuer rapidement la température de la zone considérée dès qu'une élévation excessive de température est détectée Ce moyen d'intervention est constitué, dans l'exemple représenté, d'un circuit

de refroidissement 5 comprenant un ventilateur 51 dont la conduite d'alimen-

tation 52 est branché sur la gaine 26 de sortie des gaz du séparateur 2 pour prélever une partie des gaz évacués, ceux-ci ayant été de préférence refroidis grace à un échangeur 27 placé sur la gaine de sortie 26 en amont

de la conduite d'alimentation 52 La conduite de refoulement 5 du ventila-

teur 51 se divise en un certain nombre de branches 6 munies à leurs extrémi-

tés d'injecteurs 61, 62, 63, 64, débouchant dans les différentes zones de

l'installation, sensiblement à la hauteur du capteur de température corres-

pondant On peut d'ailleurs, en cas de besoin, munir chaque branche d'injec-

tion 6 d'une pluralité d'injecteurs répartis régulièrement dans un plan

transversal à l'axe de façon que le fluide de refroidissement injecté se ré-

pande de façon homogène dans toute la section transversale de l'installa-

tion à la hauteur de la zone considérée Etant donné l'effet d'homogénéisa-

tion des températures obtenues en outre par l'utilisation d'une vitesse de fluidisation élevée, on pourra ainsi contrôler la température de façon

assez précise à l'intérieur de chaque zone de l'installation, sur l'ensem-

ble de la section transversale de passage des gaz.

A cet effet, chaque branche 6 du circuit de refroidissement sera muni d'une vanne ( 71, 72, 73, 74) pilotée par un calculateur 7 en fonction des différences de températures mesurées par les comparateurs 41, 42, 43, 44 Bien entendu, le calculateur 7 est programmé de façon à tenir compte des interactions entre les zones, tout refroidissement dans une zone ayant des répercussions dans les zones suivantes On dispose ainsi d'un moyex souple et précis de contrôle de la température dans les différentes zone de l'installation permettant d'éviter une surchauffe localisée avec fusiol

des cendres et risque de collage sur les parois, en tenant compte des condi-

tions de fonctionnement propres à chaque zone et notamment de la section de

passage des gaz, de la granulométrie et de la densité des particules soli-

des En cas de besoin, on pourrait évidemment augmenter le nombre de zone:

de contrôle et notamment placer plusieurs détecteurs de température et plu-

sieurs injecteurs de fluide froid échelonnés sur toute la hauteur de le

zone diluée 16 de la colonne 1.

Dans l'exemple représenté, le contrôle de température des diffé-

rentes zones est obtenu par injection d'une partie des fumées prélevées ' la sortie du séparateur, après refroidissement à une température inférieurs à la température ambiante dans les différentes zones de l'installation Or pourrait cependant injecter un autre agent refroidissant fluide tel que d E

la vapeur d'eau ou de l'eau pulvérisée en tenant compte évidemment-de l'in-

fluence d'une telle injection sur le bilan thermique Mais on peut aussi in-

jecter des particules solides finement pulvérisées de façon à se répandre

rapidement dans la zone de contrôle C'est le cas, en particulier, des par-

ticules solides retenues par le séparateur 2 et recyclées dans le lit flui-

disé par le circuit 23 Celui-ci pourrait être muni par exemple d'un échan-

geur 28 permettant de ramener la température des particules recyclées au ni-

veau souhaité Dans ce cas, on agit directement sur la température existant

dans le lit fluidisé, les particules recyclées étant immédiatement répar-

ties dans la zone 15 par l'effet de turbulence produit par la fluidisatior mais, on peut aussi prélever un certain débit de particules sur la conduite de recyclage 23, en aval de l'échangeur 28, pour les réintroduire par des

moyens appropriés dans d'autres zones de l'installation.

Le système qui vient d'être décrit permet donc de contrôler les

températures dans l'ensemble de l'installation et la nature du produit re-

froidissant injecté pourra être déterminée en fonction de la zone sur la-

quelle on souhaite agir et de l'effet souhaité.

Ainsi, dans le bas ou dans le centre de la zone 15 du lit fluidi-

sé, on injectera de préférence des particules solides ou de l'eau en phas E

gazeuse ou liquide pour contrôler l'agglomération.

A la hauteur de la surface de séparation de la zone dense et de

la zone diluée, pour éviter le collage des cendres sur les parois, on injec-

tera, en 62 des particules recyclées, de l'eau ou une partie des fumées pré-

levées après refroidissement et recyclées par le circuit 5.

A la sortie de la zone dense 16, dans la conduite de liaison 12 ou à l'entrée du séparateur 2, on injectera de l'eau ou du gaz recyclé, par les injecteurs 63 ou 64, pour éviter les collages et les accumulations dans le séparateur Pour modifier la température dans le sens souhaité, on pour-

ra évidemment utiliser les injections isolément ou en combinaison entreel-

les, en agissant soit sur le débit injecté si l'agent refroidissant est un

gaz ou de l'eau pulvérisée, soit, de préférence, sur la température si l'a-

gent refroidissant est constitué de particules solides recyclées.

Dans un mode de réalisation particulier, on peut aussi utiliser comme produit de refroidissement une partie du combustible prélevé sur le

circuit d'alimentation de celui-ci et injecté en 17, de préférence à la par-

tie supérieure de la zone diluée 16.

Les grosses particules tombent directement dans la zone dense 15

et les fines sont emportées directement vers le séparateur 2 par la condui-

te de sortie 12 Cette introduction de combustible froid dans la zone di-

luée 16 qui se trouve au-dessous de la stoechiométrie provoque donc un abaissement de température dans la zone d'injection non seulement du fait

de l'introduction d'un produit froid mais également par l'effet de la réac-

tion endothermique d'élimination des matières volatiles contenues dans le charbon au contact des gaz chauds De la sorte, en plus du refroidissement

on obtient un effet secondaire de dégazage du charbon qui permet de dimi-

nuer le risque d'agglomération Ce pré-traitement peut être utile pour cer-

tains charbons agglomérants difficiles à traiter dans un lit fluidisé En

* outre, on augmente ainsi la teneur en méthane du gaz produit et par consé-

quent son pouvoir calorifique ce qui est intéressant lorsque le gaz produit

est utilisé comme combustible.

Bien entendu, l'installation selon l'invention n'a été décrite

que schématiquement, les dispositifs utilisés tels que le système de régula-

tion et les moyens de refroidissement et d'injection du produit recyclé pou-

vant être réalisés avec des moyens connus D'une façon générale, l'inven-

tion pourrait faire l'objet de variantes et de perfectionnements, et, parexemple, on pourrait diviser la chambre de réaction en un plus grand nombre

de zones de contrôle de température échelonnées de bas en haut à l'inté-

rieur de la zone dense et surtout dans la zone diluée du lit fluidisé.

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Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement d'une matière combustible en lit fluidi-

sé dans une installation comprenant une chambre de réaction ( 1) alimentée en matière combustible, munie à sa base de moyens ( 11) d'injection d'un gaz de fluidisation et débouchant à sa partie supérieure dans un circuit ( 12) d'évacuation des fumées comprenant un dispositif ( 2) de récupération des particules solides entraînées avec les gaz, relié à la chambre de réaction ( 1) par un circuit ( 23) de recyclage des particules récupérées, caractérisé par le fait que, en tenant compte de la nature de la matière

combustible et des conditions de fonctionnement, on détermine une températu-

re de référence à partir de laquelle les particules de matières immobiles

sont susceptibles de se coller les unes aux autres à l'intérieur du disposi-

tif de récupération ( 2), on règle les conditions de fluidisation pour réali-

ser un fonctionnement de l'installation en lit circulant, on règle la tempé-

rature de de la réaction dans la partie dense ( 15) du lit fluidisé à un ni-

veau supérieur à la température de référence et l'on produit un refroidisse-

ment contrôlé des particules de matières en amont du dispositif de récupéra-

tion ( 2), susceptible de maintenir la température à l'intérieur de celuici

à un niveau inférieur à la température de référence.

2 Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on règle la température de réaction dans la partie dense ( 15) du lit-fluidisé à un niveau permettant l'agglomération

des cendres en blocs susceptibles d'être évacués.

3. Procédé de traitement en lit fluidisé d'une matière combusti-

ble dans une installation, comprenant une -chambre de réaction verticale ( 1), munie à sa base de moyens ( 14) d'alimentation en matière combustible

et de moyens ( 11) de fluidisation par injection d'un gaz et dont l'extrémi-

té supérieure est reliée par une conduite ( 12) de sortie des gaz à un dispo-

sitif ( 2) de récupération des particules solides entraînées comprenant un orifice ( 21) de sortie des gaz et un orifice ( 22) de sortie des particules solides relié par un circuit de recyclage ( 23) à la base de la chambre de réaction ( 1), caractérisé par le fait que -l'on divise l'installation en une pluralité de zones (A, B, C, D) de contrôle de température échelonnées dans le sens de circulation des gaz et des matières, que l'on mesure les températures

moyennes dans chacune des zones, que l'on compare chaque température mesu-

rée à une température de référence déterminée en fonction des conditions de fonctionnement propres à la zone considérée et que l'on produit localement 2546177 i dans l'une ou l'autre zone, un abaissement de la température moyenne chaque fois que la température mesurée y atteint la température de référence, pour le maintien permanent de la température moyenne dans chaque zone au-dessous

de la température de référence correspondante.

4 Procédé de traitement selon la revendication 3,

caractérisé par le fait que la division de l'installation en zones échelon-

nées (A, B, C, D,) est faite de façon à contrôler les températures dans

au moins une zone A à la base de la chambre de réaction 1 dans la zone den-

se du lit fluidisé, une zone B légèrement au-dessus du niveau limite de cette zone dense, une zone C à la partie -supérieure de la chambre 1 et une

zone D juste en amont du dispositif de récupération ( 2).

Procédé de traitement selon l'une des revendications précéden-

tes, caractérisé par le fait que l'abaissement local de température est réalisé

par injection dans la zone considérée d'un produit froid sous forme divi-

sée. 6 Procédé de traitement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le produit froid injecté est constitué par de

l'eau pulvérisée ou de la vapeur d'eau.

7 Procédé de traitement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le produit froid injecté-est constitué par des

particules récupérées d la sortie du dispositif de récupération 2 et recy-

clées dans le lit fluidisé après refroidissement.

8 Procédé de traitement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le produit froid injecté est constitué par une partie du gaz produit, prélevée à la sortie du dispositif de récupération 2

et recyclée dans la zone voulue après refroidissement.

9 Procédé de traitement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le produit froid injecté est constitué par au

moins une partie de la matière combustible introduite à la partie supérieu-

re de la zone diluée 16 de la chambre de réaction 1, avec un débit règla-

ble, les particules les plus grosses tombant dans la zone dense 15 du lit fluidisé en traversant la zone diluée 16 et les particules les plus fines étant entrainées avec les fumées vers le dispositif de récupération 2 puis

recyclées dans le lit fluidisé 15.

Installation de traitement de matière combustible comprenant

une chambre de réaction verticale 1 munie de moyens 14 d'alimentation en ma-

tière combustible solide et, à sa base, de moyens 11 de fluidisation par in-

2 5 4 6 1 7 7

jection d'un gaz avec un débit réglable et reliée à sa partie supérieure, par un conduit 12 de sortie des fumées, à un dispositif 2 de récupération des matières solides entrainées, comprenant une sortie supérieure 21 et une

sortie inférieure 22 des particules solides reliée par un circuit de recy-

clage 23 à la base de la chambre de réaction 1,

caractérisée par le fait qu'elle comprend un moyen de refroidissement loca-

lisé des matières entraînées avec les fumées, placé en amont du dispositif de récupération et un moyen de contrôle de l'intensité du refroidissement en fonction de la température des matières accumulées dans le dispositif de récupération, pour le maintien de celle-ci au- dessous d'une température de

référence donnée.

11 Installation de traitement selon la revendication 10, caractérisée par le fait qu'elle comprend une pluralité de zones (A, B, C, D,) de contrôle de température, échelonnées dans le sens de circulation des gaz et des matières et couvrant chacune toute la section transversale de passage des gaz au niveau considéré, chaque zone de contrôle (A, B, C, D,) étant munie d'un moyen 31, 32, 33, 34 de mesure de la température

ambiante moyenne et d'un moyen 61, 62, 63, 64 de refroidissement provo-

quant un abaissement localisé de cette température ambiante dans la zone

considéreé et que les moyens de mesure de température 31, 34 et de refroi-

dissement 61 64 des zones de contrôle sont associés à un dispositif de ré-

gulation comprenant un ensemble de comparateurs 41 des températures mesu-

rées avec des températures de référence déterminées en fonction des condi-

tions de fonctionnement souhaitées dans chaque zone de contrôle A, B, C, D un ensemble d'organes de réglage 65 des moyens de refroidissement ( 61,

62, 63, 64) et un moyen 7 de pilotage des organes de réglages 65 en fonc-

tion des différences constatées entre les températures mesurées et les tem-

pératures de référence.

12 Installation selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les zones de contrôle (A, B, C, D,) sont placées respectivement, d'une part à au moins trois niveaux de la chambre de combustion, respectivement en A dans la partie dense du lit fluidisé, en

B à la surface limite de celui-ci et en C à la sortie de la chambre de com-

bustion, et d'autre part, en D dans le dispositif de séparation 2.

13 Installation de traitement selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les moyens de refroidissement localisés sont constitués, pour chaque zone de contrôle (A, B, C, D,) d'un organe ( 61, 62,

63, 64) d'injection dans l'ensemble de la zone d'un produit sous forme divi-

sée se trouvant à une température inférieure à la température mesurée dans

la zone de contrôle.

14 Installation de traitement selon les revendications 10 et 11,

caractérisée par le fait que les moyens de refroidissement comprennent un organe 27 de refroidissement des fumées sortant du séparateur 2 et un cir-

cuit 5 de prélèvement d'une partie des fumées après refroidissement compor-

tant plusieurs branches 6 débouchant respectivement dans la zone considérée

de l'installation par l'intermédiaire d'un injecteur ( 61, 62, 63, 64) et mu-

nies chacune d'un organe ( 71, 72, 73, 74) de règlage du débit réinjecté, pi-

loté par un dispositif de régulation 7 en fonction des températures mesu-

rées dans la zone considérée.

Installation de traitement, selon l'une des revendications Il

à 14, caractérisée par le fait que chaque zone de contrôle (A, B, C, D) couvre l'ensemble de la section transversale de passage des gaz à l'emplacement

considéré de l'installation.