FR2565127A1 - Procede et appareil pour la separation de particules solides et de matieres gazeuses - Google Patents

Procede et appareil pour la separation de particules solides et de matieres gazeuses Download PDF

Info

Publication number
FR2565127A1
FR2565127A1 FR8508032A FR8508032A FR2565127A1 FR 2565127 A1 FR2565127 A1 FR 2565127A1 FR 8508032 A FR8508032 A FR 8508032A FR 8508032 A FR8508032 A FR 8508032A FR 2565127 A1 FR2565127 A1 FR 2565127A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
zone
vortex
solid particles
dense bed
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR8508032A
Other languages
English (en)
Inventor
Jellard Jan Koers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of FR2565127A1 publication Critical patent/FR2565127A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/103—Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/18—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations with auxiliary fluid assisting discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR LA SEPARATION DE PARTICULES SOLIDES ET DE MATIERES GAZEUSES. ON SEPARE DES PARTICULES SOLIDES ET DES MATIERES GAZEUSES EN FAISANT PASSER UNE SUSPENSION DE PARTICULES SOLIDES ET DE MATIERES GAZEUSES DANS LA PARTIE SUPERIEURE D'UN RECIPIENT DE SEPARATION CYCLONIQUE 1 EQUIPE D'UNE ZONE DE TOURBILLONNEMENT CYCLONIQUE 5 QUI PEUT CONTENIR DES MOYENS DE STABILISATION DE VORTEX 6 ET D'UNE ZONE INFERIEURE DE LIT DENSE 9 QUI PEUT CONTENIR DES MOYENS DE STRIPPAGE, ET LES MATIERES GAZEUSES SEPAREES SONT EVACUEES DE LA PARTIE SUPERIEURE DE LA ZONE CYCLONIQUE ET LES PARTICULES SOLIDES SONT PASSEES A LA ZONE INFERIEURE DE LIT DENSE, D'OU LES PARTICULES SONT EVACUEES PAR AERATION PAR UN MOYEN DE DECHARGE 11 QUI COMMUNIQUE AVEC LA ZONE DE LIT DENSE. APPLICATION A LA SEPARATION DES PARTICULES SOLIDES ENTRAINEES DANS LES GAZ DE COMBUSTION CHAUDS OBTENUS DANS L'ETAPE DE COMBUSTION D'UN PROCEDE D'EXTRACTION D'HYDROCARBURES D'UN SUBSTRAT CONTENANT DES HYDROCARBURES COMME LE SCHISTE BITUMINEUX ET LE SABLE ASPHALTIQUE.

Description

-1- La présente invention concerne un procédé pour séparer des particules
solides et des matières gazeuses, en particulier des particules solides et matières gazeuses
chaudes présentes dans des procédés d'extraction d'hydro-
carbures d'un substrat contenant des hydrocarbures tel qu'un schiste bitumineux, un sable asphaltique ou un charbon bitumineux.La présente invention concerne aussi un appareil à utiliser dans le procédé de séparation. Il est bien connu que l'on peut extraire des hydrocarbures d'un substrat contenant des hydrocarbures en chauffant des particules du substrat à une température d'au moins 400 C en l'absence quasi-complète d'oxygène et en recueillant
les hydrocarbures libérés. Dans le cas de schiste bitu-
mineux, ce procédé est appelé habituellement distillation à la cornue et, dans le cas de charbon bitumineux, il est appelé pyrolyse. Généralement, un procédé pour l'extraction d'hydrocarbures de substrats contenant des hydrocarbures
tels qu'un schiste bitumineux comprend trois étapes succes-
sives: préchauffage, distillation à la cornue et
combustion.
Il est avantageux que les particules de substrat uti-
lisées dans l'extraction soient soumises à une étape séparée de préchauffage/séchage, c'est-à-dire à un chauffage de ces particules à une température inférieure à celle à laquelle l'extraction proprement dite a lieu. Le transfert de chaleur aux particules de substrat peut être effectué par une méthode appropriée quelconque. Une méthode préférée comprend le chauffage des particules de substrat avec un milieu solide porteur de chaleur approprié par écoulement indirect à contre-courant, en utilisant une série de boucles de transfert de chaleur contenant chacune un fluide de transfert de chaleur en circulation approprié (par exemple du méthanol, de l'eau ou de l'oxyde de phényleJdiphényle)
choisi de préférence de manière que la série entière per-
mette une élévation échelonnée de la température des -2- particules de substrat fraîches et un abaissement échelonné de la température du milieu solide porteur de chaleur. On peut utiliser n'importe quel milieu solide porteur de chaleur comme du sable, mais une préférence est accordée à l'utilisation de substrat usé chaud obtenu dans le trai- tement ultérieur. Les particules du substrat et celles du substrat usé chaud sont maintenues de préférence les unes et les autres dans un état sensiblement fluidisé. Cela peut être obtenu de manière appropriée en utilisant de l'air et/ou de la vapeur d'eau comme gaz fluidisant, de préférence arrivant par une canalisation commune. Le moyen préféré de circulation du fluide de transfert de chaleur dans les boucles est ce qu'on appelle l'effet de thermosiphon. Les particules du substrat sont normalement préchauffées à environ 250 C en utilisant du substrat usé chaud ayant une température initiale d'environ 800 C comme milieu porteur
de chaleur.
L'étage de distillation à la cornue comprend un certain nombre de compartiments pourvus chacun d'une entrée pour vapeur d'eau et d'une entrée supérieure séparée pour introduction de schiste usé chaud provenant de la zone de combustion dans le lit fluidisé de particules de substrat contenant des hydrocarbures qui sont introduites dans le premier compartiment après l'étage de préchauffage et sont passées successivement aux autres compartiments par un système de chicanes ou de déversoirs. Les hydrocarbures libérés provenant des particules de schiste en même temps que la vapeur d'eau provenant de chaque zone sont passés par
des cyclones à une canalisation d'enlèvement du produit.
La distillation à la cornue est effectuée normalement à des températures comprises dans l'intervalle de 400-550 C,
de préférence de 450-500 C.
Dans l'étage de combustion, la combustion du schiste usé contenant du coke est effectuée par traitement par un gaz oxydant comme de l'air qui normalement est préchauffé pour que l'on obtienne une inflammation appropriée. Des -3- particules de schiste usé chaudes à des températures de jusqu'à 850 C sont obtenues dans l'étage de combustion et peuvent être recyclées à l'étage de distillation à la cornue pour servir de milieu solide porteur de chaleur pour échange direct de chaleur et/ou à l'étage de pré- chauffage (pour servir de milieu solide porteur de chaleur pour échange indirect de chaleur). Le brevet britannique N 2 097 017 fournissant une information détaillée sur l'extraction d'hydrocarbures de substrats contenant des
hydrocarbures est incorporé ici par référence.
Un des problèmes à résoudre quand des mélanges de particules solides (chaudes) et de matières gazeuses doivent être séparés, comme les gaz de combustion chargés de particules solides obtenus dans des procédés de combustion ou de conversion catalytique, comprend une méthode efficace de séparation, combinée avec une récupération ultérieure des particules solides. Comme les particules solides chaudes obtenues à partir du gaz de combustion émis durant le stade de combustion d'un procédé pour l'extraction d'hydrocarbures de substrats contenant des hydrocarbures sont très utiles, il serait très intéressant que non seulement on puisse recueillir ces particules, mais que de plus on puisse régler la direction et le débit de sortie
des particules solides chaudes recueillies.
On a maintenant trouvé un procédé dans lequel on utilise un récipient de séparation cyclonique qui permet un débit de sortie réglé des particules solides par aération
grâce à un moyen de décharge.
La présente invention concerne donc un procédé pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses selon lequel une suspension de particules solides et de matières gazeuses est passée dans la partie supérieure d'un récipient de séparation cyclonique comportant une zone de tourbillonnement cyclonique qui peut contenir des moyens de stabilisation du vortex et une zone inférieure de lit -4- dense qui peut contenir des moyens de strippage, et o les
matières gazeuses séparées sont évacuées de la partie supé-
rieure de la zone cyclonique et les particules solides sont passées dans la zone inférieure de lit dense, d'o les particules sont évacuées par aération (comme défini ci- après) par un moyen de décharge qui communique avec la zone
de lit dense.
Le présent procédé concerne de préférence un procédé pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses dans lequel le moyen de décharge comprend un
tronc de cône renversé.
La présente invention concerne en particulier un procédé pour la séparation de particules solides chaudes et de matières gazeuses obtenues dans l'étape de combustion d'un procédé pour l'extraction d'hydrocarbures de substrats contenant des hydrocarbures, selon lequel les particules solides et les matières gazeuses sont séparées dans un récipient de séparation cyclonique o les particules solides recueillies dans la zone inférieure de lit dense sont évacuées par aération en utilisant un tronc de cône
renversé comme moyen de décharge.
Le procédé selon la présente invention peut être mis
en oeuvre commodément en utilisant un récipient de sépa-
ration cyclonique comprenant des moyens de stabilisation du
vortex, ce qui permet la combinaison du séparateur cyclo-
nique et d'un dispositif de strippage en aval, de sorte que le gaz de strippage peut passer à la zone de séparation cyclonique sans perte importante d'efficacité. L'intensité et la stabilité du vortex sont d'une importance primordiale dans la détermination tant de l'efficacité de séparation que de la résistance à l'érosion d'un cyclone. Par "stabilité", on veut dire que le vortex est maintenu dans le centre du cyclone et que la dissipation d'énergie turbulente est réduite. L'ensemble combiné de zone cyclonique/moyens de stabilisation du vortex/zone de strippage fournit l'avantage -.5- concomitant d'un strippage rapide pour évacuer la majeure partie de la vapeur ainsi que la vapeur interstitielle et donne un plus long temps de strippage pour la désorption des hydrocarbures résiduels et/ou de la matière contenant de l'oxygène des particules solides. Généralement, des stabilisateurs de vortex sous la forme d'une plaque pleine ou d'un disque circulaire peuvent être utilisés de manière satisfaisante. Avantageusement, on peut ajouter au stabilisateur une pointe à vortex, que l'on appelle aussi un chercheur de vortex, pour limiter et
centrer le mouvement latéral du vortex. On utilise de pré-
férence un chercheur de vortex quand le vortex est situé à une distance de 5-8 diamètres du tube de sortie du vortex de la sortie du vortex dans la partie supérieure de la zone cyclonique. Le chercheur de vortex est de manière appropriée une tige de recherche de vortex attachée au centre des moyens de stabilisation et s'étendant vers le haut en direction de la zone de tourbillonnement du cyclone. De préférence, un tel chercheur de vortex sera plus grand qu'environ un tiers de la longueur du vortex. Les moyens
de stabilisation du vortex sont formés de matières sensi-
blement inertes telles que l'acier inoxydable et des alliages comme Incoloy et Hastelloy. Une partie ou la
totalité des moyens peut être composée de matière céramique.
Il est possible aussi d'utiliser des moyens de stabi--
lisation de vortex comprenant un passage axial ouvert par lequel le gaz s'écoule de la zone de strippage au centre du vortex présent dans la zone cyclonique. La présence d'un trou axial dans la plaque (et la pointe) du chercheur de
vortex permet le retour du gaz entraîné séparé des parti-
cules solides dans la zone de strippage sous les moyens de stabilisation du vortex en raison de la différence de pression agissant par le trou axial sur la sortie du gaz à
travers le centre du cyclone.
-6- Si on le désire, les matières gazeuses évacuées de la partie supérieure de la zone cyclonique peuvent être soumises à une séparation supplémentaire en utilisant un ou plusieurs cyclones classiques dont la zone ou les zones inférieures communiquent avec la zone inférieure de lit dense du récipient de séparation cyclonique. La partie inférieure du récipient de séparation cyclonique comprend durant l'opération un lit dense qui peut être pourvu de moyens de strippage pour permettre le strippage des matières interstitielles du substrat usé chaud présent dans le lit dense. On peut utiliser de la vapeur d'eau ou un autre gaz approprié quelconque comme agent de strippage, qui est introduit dans le lit dense, par exemple au moyen
de buses situées dans ce lit et qui sont reliées, de pré-
férence par un conduit commun, à la source de l'agent de strippage. Le lit dense sert aussi de zone tampon calmante et/ou de désaération qui facilite l'enlèvement du substrat usé
chaud par le moyen de décharge comme on l'expliquera ci-
après. D'une manière appropriée, la hauteur du lit dense est comprise entre 1/20 et 1/4 de la longueur totale du récipient de séparation cyclonique, suivant la matière qui
est traitée.
L'évacuation de particules solides, comme de substrat usé chaud, du lit dense dans la partie inférieure du récipient de séparation cyclonique est favorisée par aération, c'est-à-dire en laissant un courant de gaz aérer la phase dense formée par les particules présentes dans le moyen de décharge communiquant avec le lit dense, les particules étant évacuées ensuite par une canalisation verticale qui communique avec la sortie du moyen de décharge. Le moyen de décharge est équipé d'au moins un moyen d'entrée pour gaz d'aération. Les gaz d'aération utilisables comprennent l'air, l'azote, la-vapeur d'eau, l'anhydride carbonique, du gaz de combustion, ainsi que -7-- leurs mélanges. Les gaz d'aération proviennent normalement de sources extérieures. Le débit de gaz dépendra des dimensions réelles et de la forme du moyen de décharge et peut varier entre 0,2 et 80 m3/h. De préférence, on effectue l'aération en utilisant un débit de gaz compris entre 1 et 60 m3/h. De préférence, le moyen de décharge est en forme de tronc de cône renversé et le gaz d'aération est introduit à travers une plaque frittée ou perforée montée l l'intérieur du cône. Il est possible aussi, bien que ce ne soit pas préféré, d'introduire le gaz d'aération par des buses présentes dans le moyen de décharge. On utilise de manière appropriée des troncs de cônes renversés ayant des demi-angles inclus compris entre 10 et 40 . Les cônes doivent être réalisés de manière qu'un écoulement en
entonnoir des particules solides soit sensiblement empêché.
Pour faciliter l'évacuation des particules solides aérées, le moyen de décharge débouche de préférence dans une canalisation verticale ayant une surface de section qui est de préférence au moins double de la plus petite surface de section du moyen de décharge, réduisant ainsi au minimum la formation de ponts de particules solides sur la surface libre de la gorge. Il est avantageux aussi de traiter des particules assez petites, par exemple des particules ayant un plus grand diamètre de moins de 5 mm, de préférence
moins de 3 mm.
Si on le désire, deux moyens de décharge ou plus, par exemple jusqu'à 12 troncs de cônes renversés peuvent être en communication avec le lit dense. Une telle construction a l'avantage supplémentaire que l'on obtient divers courants de particules qui peuvent être utilisés dans des buts différents, comme pour transport à des endroits différents. Le procédé selon la présente invention peut être utilisé commodément dans la séparation de particules de schiste chaudes et de matières gazeuses obtenues durant un -8-
procédé d'extraction d'hydrocarbures d'un substrat con-
tenant des hydrocarbures en chauffant des particules du substrat à une température d'au moins 400 C pour obtenir du substrat contenant du coke et des hydrocarbures libérés et en soumettant le substrat contenant du coke à une combustion. Les particules de schiste entraînées dans les
gaz de combustion chauds produits dans l'étape de com-
bustion du procédé d'extraction peuvent être séparées
efficacement en utilisant le récipient de séparation cyclo-
nique dont il a été question ci-dessus.
Les gaz de combustion entrant dans le récipient de séparation cyclonique auront normalement une température bien au-dessus de 5000C, par exemple comprise entre 700 C et 9000C. Les particules solides séparées étant encore à une température bien au-dessus de 500 C sont commodément au moins partiellement recyclées à l'étape de distillation à la cornue du procédé d'extraction dont il a été question ci-dessus pour servir de milieu porteur de chaleur pour échange direct de chaleur et/ou à lazone de refroidissement de l'étape de préchauffage/séchage pour servir de milieu porteur de chaleur pour l'échange indirect de chaleur avec des particules fraîches à chauffer avant distillation à la cornue. Il est possible aussi de recycler une partie ou la
totalité des particules séparées à l'étape de combustion.
Dans la pratique, une partie des particules solides chaudes obtenues sera recyclée à l'étape de distillation à la cornue et/ou de préchauffage et une partie à l'étape
de combustion.
Un autre aspect de la présente invention concerne un appareil utilisable pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, comprenant un séparateur cyclone ayant un moyen d'entrée pour recevoir des suspensions de particules solides (chaudes) et de matière gazeuse provenant d'un conduit; un logement creux vertical attaché à ce moyen d'entrée et coopérant avec lui pour former une zone -9-- de tourbillonnement dans laquelle les suspensions sont
mises en forme d'un vortex fluide, le logement creux com-
prenant des moyens de sortie du vortex montés dans la partie supérieure du logement pour évacuer les matières gazeuses et des moyens de sortie montés dans la partie inférieure du logement pour évacuer les particules solides; des moyens pour supporter un lit dense près du fond du logement des moyens de décharge communiquant avec le fond du lit dense et ayant des moyens d'entrée pour recevoir
l'agent d'aération et des moyens de sortie pour l'éva-
cuation des particules solides aérées.
Dans un mode de réalisation préféré de l'appareil, des moyens de stabilisation du vortex sont montés dans la partie intermédiaire du logement, définissant ainsi entre ces moyens de stabilisation et la sortie supérieure du vortex une zone de cyclone, dans laquelle les particules solides sont séparées de la matière gazeuse pour former un fluide épuré, pour stabilisation et centrage du vortex afin de réduire au minimum le ré-entraînement des particules dans le fluide épuré. Les moyens de stabilisation du vortex comprennent commodément un disque plein ou une plaque qui peut avoir, attachée à son centre et s'étendant vers le haut en direction de la zone de tourbillonnement cyclonique,
une tige de recherche de vortex.
Les moyens de stabilisation du vortex peuvent
comprendre un passage axial ouvert.
L'appareil selon la présente invention peut comprendre aussi des moyens de strippage dans le lit dense pour dépouiller les matières gazeuses des particules solides présentes dans le lit dense. L'appareil peut être pourvu aussi d'un ou plusieurs cyclones secondaires dont la zone
ou les zones inférieures communiquent avec le lit dense.
Le moyen de décharge en communication avec le lit dense peut être n'importe quel moyen de décharge pourvu
de moyens d'aération, par exemple une canalisation verti-
cale comprenant une ou plusieurs entrées pour introduction -1.0- du gaz d'aération dans les particules présentes dans le moyen de décharge. Si on le désire, le gaz d'aération peut être introduit par un système de buses situé dans le moyen de décharge et relié à une canalisation d'alimentation commune pour introduction du gaz d'aération à partir
d'une source extérieure.
De préférence, l'appareil à utiliser dans le procédé selon la présente invention comprend un tronc de cône renversé comme moyen de décharge. Des troncs de cônes renversés ayant des demi-angles inclus compris entre 10 et 40 peuvent être utilisés de manière appropriée, en
particulier quand ils règlent le débit massique des parti-
cules solides durant la décharge.
Le moyen de décharge débouche de préférence dans une canalisation verticale ayant une surface de section qui est au moins double de la plus petite surface de section du moyen de décharge, réduisant ainsi au minimum la formation de ponts de particules solides sur la surface libre de la gorge. Si on le désire, un certain nombre de moyens de décharge, par exemple jusqu'à 12 troncs de cône renversés,
peuvent être en communication avec le lit dense.
Le procédé d'extraction dans lequel l'appareil décrit ci-dessus est utilisé peut comprendre un certain nombre d'étages de combustion, alimentés en matières provenant de parties différentes de l'étage de distillation à la cornue, chaque dispositif de combustion étant pourvu d'un ou plusieurs récipient de séparation cyclonique comme décrit cidessus, qui peuvent être équipés chacun d'un ou plusieurs
cyclones secondaires.
L'invention est maintenant illustrée encore par réfé-
rence aux dessins annexés, o la figure 1 représente un récipient de séparation cyclonique selon la présente invention équipé aussi de moyens de stabilisation du vortex et la figure 2 représente un mode de réalisation plus détaillé o le moyen de décharge est sous la forme d'un
tronc de cône renversé.
-11 - Comme représenté sur la figure 1, le récipient de séparation cyclonique 1 a une entrée rectangulaire 2 pour recevoir des suspensions de particules solides chaudes et de matières gazeuses (comme des gaz combustibles chauds contenant des particules de schiste entraînées). Le gaz
sort du récipient de séparation cyclonique par le tuyau 3.
Les particules encore présentes dans le produit de tête du cyclone peuvent être recueillies par un ou plusieurs cyclones secondaires (non représentés) et introduites par une sortie 4 des particules des cyclones secondaires dans la partie inférieure du récipient de séparation cyclonique. Le
suspension introduite en 2 passe à une zone de tourbillon-
nement cyclonique 5 qui contient éventuellement un moyen 6 de stabilisation du vortex qui peut être pourvu d'un chercheur de vortex 7, situé à une distance appropriée du fond du tuyau de sortie 3 pour le gaz épuré. Au-dessous du stabilisateur de vortex 6, se trouve une zone de strippage 8 et un lit dense 9 est relié à elle. Normalement, le diamètre intérieur du lit dense est égal à celui de la zone de tourbillonnement. Un agent de strippage peut être introduit dans le lit dense 9 par un système de buses 10 équipé d'un conduit commun. Les particules solides recueillies dans le lit dense 9 sont évacuées du récipient de séparation cyclonique 1 par un moyen de décharge 11 qui est en communication avec le lit dense 9 et comporte des ouvertures 12 pour permettre l'accès de l'agent d'aération 13. La figure 2 représente un mode de réalisation plus détaillé d'un moyen de décharge préféré. Le moyen de décharge est sous la forme d'un tronc de cône renversé 21 en communication avec la sortie du lit dense 9. Le moyen de décharge a un demi-angle inclus de 30 . Le diamètre du cône renversé est environ trois fois plus grand à la sortie
du lit dense qu'à la jonction avec la canalisation verti-
cale 23. La surface de section de la canalisation verticale 23 est de préférence au moins double de la plus petite -12- surface de section du tronc de cône renversé, selon la matière qui est traitée. Le tronc de cône renversé est pourvu d'une plaque frittée 24 pour permettre l'accès du gaz d'aération, par exemple par le conduit 25, aux particules solides présentes dans le moyen de décharge. Il sera-évident que la présente invention n'est
nullement limitée aux modes de réalisation présentés ici.
Spécialement, les moyens de stabilisation du vortex, les moyens de strippage et les moyens de décharge pourvus de systèmes d'aération peuvent varier par rapport aux modes de réalisation décrits ici sans qu'on sorte pour autant du
cadre général de la présente invention.
-13-

Claims (18)

REVENDICATIONS
1. Un procédé pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses, selon lequel on fait passer une suspension de particules solides et de matières
gazeuses dans la partie supérieure d'un récipient de sépa.
ration cyclonique équipé d'une zone de tourbillonnement cyclonique qui peut contenir des moyens de stabilisation (6) du vortex et d'une zone inférieure de lit dense qui peut contenir des moyens de strippage, et les matières gazeuses séparées sont évacuées de la partie supérieure de la zone cyclonique et les particules solides sont passées dans la zone inférieure de lit dense (9) d'o les particules sont évacuées par aération (comme défini ci-dessus) par un moyen
de décharge qui communique avec la zone de lit dense.
2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de décharge (11) comprend un tronc de cône
renversé (21).
3. Un procédé selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce qu'on utilise un disque plein ou une plaque comme moyen de stabilisation (6) du vortex, ayant, attachée à son centre et s'étendant vers le haut en direction de la zone de tourbillonnement cyclonique, une
tige de recherche de vortex (7).
4. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de stabilisation (6) du vortex comprend un passage axial ouvert par lequel le gaz passe de la zone de
lit dense au centre du vortex dans la zone du cyclone.
5. Un procédé selon une ou plusieurs des revendi-
cations 1-4, caractérisé en ce que les matières évacuées de la partie supérieure de la zone cyclonique (5) sont introduites dans un autre cyclone dont la zone inférieure communique avec la zone de lit dense (9) du récipient de séparation cyclonique. -14-
6. Un procédé selon une ou plusieurs des revendi-
cations 1-5, caractérisé en ce que la zone de lit dense (9) est utilisée comme zone tampon calmante et/ou de désaération.
7. Un procédé selon une ou plusieurs des revendi- cations 2-6, caractérisé en ce que le tronc de cône renversé (21)
du moyen de décharge débouche dans une canalisation verti-
cale(23) ayantune surface de section qui est de préférence au moins double de la plus petite surface de section du moyen
de décharge.
8. Un procédé selon une ou plusieurs des revendi-
cations 2-7, caractérisé en ce que le demi-angle inclus du tronc de cône renversé du moyen de décharge est compris entre 10 et 40
9. Un procédé selon une ou plusieurs des revendi-
cations 1-8, caractérisé en ce que deux moyensde décharge (3,11)
ou plus sont en communication avec la zone de lit dense.
10. Un procédé selon une ou plusieurs des revendi-
cations 1-9, caractérisé en ce qu'on utilise de l'air, de l'azote, de la vapeur d'eau, de l'anhydride carbonique, du
gaz de combustion ou leurs mélanges comme agents d'aération.
11. Un appareil utilisable pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un séparateur
cyclone (1) ayant un moyen d'entrée (2) pour recevoir des sus-
pensions de particules solides et de matières gazeuses provenant d'un conduit; un logement creux vertical attaché à ce moyen d'entrée et coopérant avec lui pour former une zone de tourbillonnement(5) dans laquelle les suspensions sont
mises en forme d'un vortex fluide, le logement creux com-
prenant des moyens desortie (3) duvortex montés dans la partie supérieure du logement pour évacuer les matières gazeuses et des moyens de sortie montés dans la partie inférieure du logement pour évacuer les particules solides; des moyens pour supporter un litdense (9) près du fond du logement; des moyens de décharge communiquant avec le fond du lit dense et ayant des moyens d'entrée (12) pour recevoir -15-
l'agent d'aération et des moyens de sortie (11) pour l'éva-
cuation des particules solides aérées.
12. Un appareil selen la revendication 11, caracté-
risé en ce que des moyens le stabilisation(6) du vortex sont montés dans la partie intermédiaire du logement, défi-
nissant ainsi entre ces moyens de stabilisation et la sor-
tie supérieure (3) du vortex une zone de cyclone, dans laquelle les particules solides sont séparées des matières gazeuses pour former un fluide épuré, pour stabilisation et centrage du vortex de façon à réduire au minimum le
ré-entrainement des particules dans le fluide épuré.
13. Un appareil selon la revendication 12, carac-
térisé en ce que les moyens de stabilisation (6) du vortex com-
prennent un disque plein ou une plaque qui peut avoir, attachée à son centre et s'étendant vers le haut en direction de la zone de tourbillonnement, une tige de
recherche (7) de vortex.
14. Un appareil selon l'une des revendications 12 et
13, caractérisé en ce que les moyens de stabilisation (6)du
vortex comprennent un passage axial ouvert.
15. Un appareil selon l'une quelconque des revendi-
cations 11-14, caractérisé en ce que le lit dense (9) contient des moyens(lO) pour l'injection d'un gaz de strippage afin de
dépouiller les matières gazeuses des particules solides.
16. Un appareil selon l'une quelconque des revendi-
cations 11-15, caractérisé en ce que le moyen de décharge
comprend un tronc de cône renversé (21).
17. Un appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'intérieur du tronc de cône renversé (21) est pourvu d'une paroi perforée(24)our permettre le passage d'un gaz d'aération vers les particules solides présentes dans le
tronc de cône renversé.
18. Un appareil selon l'une quelconque des revendi-
cations 11-17, caractérisé en ce que le moyen de sortie du moyen de décharge débouche dans une canalisation verticale -1 6- ayant une surface de section qui est de préférence au moins double de la plus petite surface de section du moyen de décharge.
FR8508032A 1984-05-31 1985-05-29 Procede et appareil pour la separation de particules solides et de matieres gazeuses Pending FR2565127A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08413871A GB2159442B (en) 1984-05-31 1984-05-31 Process and apparatus for separating solid particles and gaseous materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2565127A1 true FR2565127A1 (fr) 1985-12-06

Family

ID=10561739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8508032A Pending FR2565127A1 (fr) 1984-05-31 1985-05-29 Procede et appareil pour la separation de particules solides et de matieres gazeuses

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4778488A (fr)
AU (1) AU577589B2 (fr)
BE (1) BE902523A (fr)
BR (1) BR8502554A (fr)
DE (1) DE3519235A1 (fr)
FR (1) FR2565127A1 (fr)
GB (1) GB2159442B (fr)
LU (1) LU85914A1 (fr)
MA (1) MA20444A1 (fr)
NZ (1) NZ212230A (fr)
SE (1) SE8502653L (fr)
TR (1) TR22989A (fr)
YU (1) YU89685A (fr)
ZA (1) ZA854081B (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008087284A2 (fr) * 2006-12-22 2008-07-24 Total Raffinage Marketing Separateur cyclonique avec stabilisateur mobile et son utilisation

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1259573A (fr) * 1984-02-23 1989-09-19 Thomas S. Dewitz Cyclone separateur reglable, et son mode d'emploi
US4853003A (en) * 1987-09-18 1989-08-01 Shell Oil Company Removal of particulates from synthesis gas
DE3922764A1 (de) * 1989-07-11 1991-01-17 Babcock Werke Ag Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von feststoff aus einem gas
FR2668720B1 (fr) * 1990-11-07 1993-06-11 Stein Industrie Cyclone de separation par centrifugation d'un melange de gaz et de particules solides avec recuperation de chaleur.
DE4336100C1 (de) * 1993-10-22 1994-11-24 Metallgesellschaft Ag Vorrichtung zur Abscheidung flüssiger Asche
US5869008A (en) * 1996-05-08 1999-02-09 Shell Oil Company Apparatus and method for the separation and stripping of fluid catalyst cracking particles from gaseous hydrocarbons
GB9611692D0 (en) * 1996-06-05 1996-08-07 Kvaerner Process Systems As Separating vessel
US6348087B1 (en) 2000-01-10 2002-02-19 Shaw Aero Devices, Inc. Three phase cyclonic separator
US7160518B2 (en) * 2002-04-11 2007-01-09 Shell Oil Company Cyclone separator
US8192614B2 (en) * 2004-09-09 2012-06-05 Kellogg Brown & Root Llc Self-stripping FCC riser cyclone
US7484773B2 (en) * 2006-09-22 2009-02-03 Kellogg Brown & Root Llc Self purging expansion joint
US7713491B2 (en) * 2006-12-06 2010-05-11 Kellogg Brown & Root Llc Dual riser venting method and system
US8083838B2 (en) * 2008-07-17 2011-12-27 Kellogg Brown & Root Llc Direct stripping cyclone
US8398751B2 (en) 2008-07-17 2013-03-19 Kellogg Brown & Root Llc Direct stripping cyclone
US8157895B2 (en) 2010-05-04 2012-04-17 Kellogg Brown & Root Llc System for reducing head space in a pressure cyclone
US9296962B2 (en) 2010-09-01 2016-03-29 Starlight Energy Holdings LLC System and process for gasifying biomass products
DE102010045000A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Herding Gmbh Filtertechnik Filtervorrichtung und Filterverfahren
US20180043292A1 (en) * 2015-03-03 2018-02-15 Shell Oil Company Swirl tube separators

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2024405A (en) * 1935-05-11 1935-12-17 Pharis Tire And Rubber Company Apparatus for applying adhesives
US2353505A (en) * 1940-12-31 1944-07-11 Standard Oil Co Catalytic conversion system
US2697881A (en) * 1950-12-22 1954-12-28 Phillips Petroleum Co Means for displacing hydrocarbon vapors from a fluidized spent catalyst
CH385605A (de) * 1960-08-03 1964-12-15 Leuna Werke Veb Vorrichtung an Zyklonen zum kontinuierlichen Austragen von abgeschiedenen Feststoffen
US3264800A (en) * 1958-08-07 1966-08-09 Basf Ag Process of discharging pulverulent materials, especially very fine dust, from cyclones
DE1442501A1 (de) * 1963-02-14 1968-12-19 Voith Gmbh J M Verfahren zum Ausscheiden von Fremdkoerpern aus einem fliessfaehigen Medium mittels eines Zyklons und Zyklon zur Ausuebung des Verfahrens
FR2000597A1 (fr) * 1968-01-23 1969-09-12 Rueskamp Lufttechnik
FR2167974A1 (fr) * 1972-01-12 1973-08-24 Barringer Research Ltd
US4199546A (en) * 1978-03-16 1980-04-22 Chemplex Company Manufacture and recovery of olefin polymer particles
US4313910A (en) * 1979-07-02 1982-02-02 Shell Oil Company Separation of gases from particle streams

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1818905A (en) * 1930-05-26 1931-08-11 Frank R Mcgee Gas cleaner
GB700511A (en) * 1950-12-22 1953-12-02 Ici Ltd Improvements in and relating to the separation of particles entrained in a gas or vapour
SU148023A1 (ru) * 1961-07-29 1961-11-30 В.В. Кучерук Циклон дл очистки запыленного воздуха или газа
CA1186260A (fr) * 1981-04-22 1985-04-30 Heinz Voetter Methode et dispositif d'extraction d'un hydrocarbure des mineraux qui le renferment
NL8105903A (nl) * 1981-12-30 1983-07-18 Shell Int Research Werkwijze voor het verwijderen van vaste stofdeeltjes uit een gas.
US4477339A (en) * 1982-08-27 1984-10-16 Whaley John P Cyclone classifier
US4455220A (en) * 1982-12-23 1984-06-19 Shell Oil Company Separation of fluid cracking catalyst particles from gaseous hydrocarbons
GB8312103D0 (en) * 1983-05-04 1983-06-08 Shell Int Research Cooling and purifying hot gas

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2024405A (en) * 1935-05-11 1935-12-17 Pharis Tire And Rubber Company Apparatus for applying adhesives
US2353505A (en) * 1940-12-31 1944-07-11 Standard Oil Co Catalytic conversion system
US2697881A (en) * 1950-12-22 1954-12-28 Phillips Petroleum Co Means for displacing hydrocarbon vapors from a fluidized spent catalyst
US3264800A (en) * 1958-08-07 1966-08-09 Basf Ag Process of discharging pulverulent materials, especially very fine dust, from cyclones
CH385605A (de) * 1960-08-03 1964-12-15 Leuna Werke Veb Vorrichtung an Zyklonen zum kontinuierlichen Austragen von abgeschiedenen Feststoffen
DE1442501A1 (de) * 1963-02-14 1968-12-19 Voith Gmbh J M Verfahren zum Ausscheiden von Fremdkoerpern aus einem fliessfaehigen Medium mittels eines Zyklons und Zyklon zur Ausuebung des Verfahrens
FR2000597A1 (fr) * 1968-01-23 1969-09-12 Rueskamp Lufttechnik
FR2167974A1 (fr) * 1972-01-12 1973-08-24 Barringer Research Ltd
US4199546A (en) * 1978-03-16 1980-04-22 Chemplex Company Manufacture and recovery of olefin polymer particles
US4313910A (en) * 1979-07-02 1982-02-02 Shell Oil Company Separation of gases from particle streams

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008087284A2 (fr) * 2006-12-22 2008-07-24 Total Raffinage Marketing Separateur cyclonique avec stabilisateur mobile et son utilisation
WO2008087284A3 (fr) * 2006-12-22 2008-09-12 Total France Separateur cyclonique avec stabilisateur mobile et son utilisation

Also Published As

Publication number Publication date
GB2159442A (en) 1985-12-04
DE3519235A1 (de) 1985-12-05
GB2159442B (en) 1987-11-25
AU577589B2 (en) 1988-09-29
BE902523A (fr) 1985-11-29
YU89685A (en) 1988-02-29
MA20444A1 (fr) 1985-12-31
BR8502554A (pt) 1986-02-04
AU4309185A (en) 1985-12-05
NZ212230A (en) 1987-03-31
US4778488A (en) 1988-10-18
GB8413871D0 (en) 1984-07-04
SE8502653L (sv) 1985-12-01
SE8502653D0 (sv) 1985-05-29
TR22989A (tr) 1989-01-05
ZA854081B (en) 1986-11-26
LU85914A1 (fr) 1986-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2565127A1 (fr) Procede et appareil pour la separation de particules solides et de matieres gazeuses
EP0378482B1 (fr) Procédé de régénération d'un catalyseur de production d'hydrocarbures aromatiques ou de réformage
EP0161970B1 (fr) Procédé et installation de traitement de matière en lit fluidisé circulant
EP0322274B1 (fr) Procédé et dispositif de régénération de catalyseur en lit fluidisé
CA2082876C (fr) Procede et dispositif d'echange thermique de particules solides pour double regeneration en craquage catalytique
EP0332536A1 (fr) Procédé et dispositif de régénération en lit fluidisé d'un catalyseur
EP0162748B1 (fr) Procédé et appareil de mise en circulation de particules solides à l'intérieur d'une chambre de fluidisation
EP0226483B1 (fr) Procédé et appareil de craquage catalytique d'une charge hydrocarbonée soumise à un prétraitement par des particules de solides peu actives
FR2478287A1 (fr) Procede et appareillage de chauffage de matiere particulaire
CA2162701C (fr) Procede de regulation du niveau thermique d'un solide dans un echangeur de chaleur presentant des nappes cylindriques de tubes
FR2516398A1 (fr) Procede et appareil pour refroidir et purifier un gaz chaud
FR2590804A1 (fr) Procede d'epuration de gaz contenant des matieres particulaires
LU84097A1 (fr) Procede pour extraire les hydrocarbures d'un substrat contenant des hydrocarbures et appareil utilisable pour la mise en oeuvre de ce procede
EP0291408A1 (fr) Procédé de vapocraquage dans une zone réactionnelle en lit fluide
EP0044259B1 (fr) Procédé d'épuration des gaz et installation pour sa mise en oeuvre
FR2635274A1 (fr) Appareil a lit fluidise en circulation
BE712787A (fr)
FR2535017A1 (fr) Procede pour la combustion du coke present sur des particules solides et pour la production de chaleur recuperable a partir de particules contenant des hydrocarbures et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede
FR2476672A1 (fr) Procede et appareil pour la regeneration d'un catalyseur de conversion d'hydrocarbure
FR2536330A1 (fr) Procede et dispositif pour la pyrolyse de polypropylene atactique
FR2520341A1 (fr) Procede et installation pour la calcination des minerais de phosphate
FR2507203A1 (fr) Appareil et procede pour une gazeification de matieres carbonees en lits fluidises
FR2633848A1 (fr) Procede et dispositif de regeneration d'un catalyseur use avec echange thermique en lit fluidise
BE715089A (fr)
BE554714A (fr)