LU84251A1 - FLUIDIZED GASOGENIC WITH MULTIPLE COMPARTMENTS - Google Patents

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LU84251A1
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Georges Alfred Allard
Henri Masson
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Cockerill Sambre Sa
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Description

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GAZOGENE FLUIDISE A COMPARTIMENTS MULTIPLESMULTI-COMPARTMENT FLUIDIZED GAS

La présente invention concerne un gazogène fluidisé ; f à compartiments multiples. - ' ίThe present invention relates to a fluidized gasifier; f with multiple compartments. - 'ί

Les prix sans cesse croissants des combustibles li- ;· -.-¾ · - quides ou gazeux dérivés du pétrole d'une part et le problème i, ; 5 d'élimination des déchets d'autre part ont provoqué un inté- λ ' rêt pour la gazéification de différents solides en vue de produire un gaz ayant un pouvoir calorifique suffisant.The ever increasing prices of liquid fuels; - - ¾ · - liquid or gaseous derived from petroleum on the one hand and the problem i,; 5 waste disposal on the other hand caused an interest in the gasification of different solids in order to produce a gas with sufficient calorific value.

Ces solides peuvent être des schistes de laverie, des charbons très cendreux ou sulfureux, des déchets urbains, des 10 déchets d'exploitation forestière ou agricole. Les gaz obtenus peuvent, par exemple, alimenter des moteurs à gaz, des moteurs diesel, des turbines à gaz ou être employés comme subsitut de gaz naturel ou comme gaz de synthèse.These solids can be laundry shales, very ashy or sulfurous coals, urban waste, forestry or agricultural waste. The gases obtained can, for example, feed gas engines, diesel engines, gas turbines or be used as a substitute for natural gas or as synthesis gas.

On connaît plusieurs procédés de gazéification se distinguant principalement par le mode de contact du gaz et 15 du solide. Des procédés déjà anciens utilisent le principe du lit mobile où le solide s'écoule par gravité. Cet appareil manque de flexibilité vis-à-vis de l'alimentation et nécessite souvent un calibrage du solide à une dimension supérieure à 5 cm pour qu'il puisse s'écouler avantageusement 20 et assurer une distribution uniforme des gaz.Several gasification processes are known, distinguished mainly by the method of contact of the gas and the solid. Already old processes use the principle of the moving bed where the solid flows by gravity. This device lacks flexibility vis-à-vis the feed and often requires a calibration of the solid to a dimension greater than 5 cm so that it can flow advantageously and ensure a uniform distribution of gases.

'Le procédé par lits entraînés où le solide finement divisé est mis en transport pneumatique est également connu.The entrained bed process in which the finely divided solid is placed in pneumatic transport is also known.

Ces installations sont généralement de très grande taille et nécessitent des systèmes de dépoussiérage complexes. .These installations are generally very large and require complex dedusting systems. .

25 Un troisième procédé, plus avantageux consiste à utiliser des lits fluidisés assurant un bon mélange de la . charge solide. A encombrement relativement faible, ils permettent de réaliser des temps de contact gaz-solide importants.A third and more advantageous method consists in using fluidized beds ensuring good mixing of the. solid charge. With relatively small dimensions, they make it possible to achieve significant gas-solid contact times.

Ils permettent un chargement et une vidange faciles; en effet, 30 le solide s'écoule pratiquement comme un liquide par un trou ^ réalisé dans la paroi ou dans le fond de l'appareil.They allow easy loading and emptying; in fact, the solid flows practically like a liquid through a hole made in the wall or in the bottom of the apparatus.

Les appareils les plus simples utilisent de l'air pour produire un gaz contenant une part importante d'azote.The simplest devices use air to produce a gas containing a significant part of nitrogen.

Pour éliminer ce ballast d'azote, on emploie également de 35 , l'air enrichi en oxygène, voire même de l'oxygène pur, mais J/ alors on monte à des températures élevées exigeant des ma- tériaux coûteux. On obtient des gaz composés essentielle-ment de CO, C02, H2 et CH^. A l'air ou à l'oxygène, on peut ajouter ou substituer de la vapeur d'eau qui favorise la gazéification et permet d'augmenter la teneur en hydrogê-5 ne du gaz. Enfin de l'hydrogène peut être utilisé comme agent gazéifiant, seul ou en combinaison avec de la vapeur d'eau pour fabriquer un gaz riche en méthane.To remove this nitrogen ballast, 35, oxygen-enriched air, or even pure oxygen, is also used, but J / then it rises to high temperatures requiring expensive materials. Obtained gases composed essentially of CO, C02, H2 and CH ^. To air or to oxygen, it is possible to add or substitute water vapor which promotes gasification and makes it possible to increase the hydrogen content of the gas. Finally, hydrogen can be used as a gasifying agent, alone or in combination with steam to produce a gas rich in methane.

Il existe également différents modes d'apport de chaleur aux réactions endothermiques de gazéification.There are also different modes of supplying heat to endothermic gasification reactions.

10 Dans les appareils les plus anciens, on réalise simultanément la gazéification et une combustion partielle de la charge, à l'air ou à l'oxygène, pour fournir les calories nécessaires, avec les inconvénients liés à l'emploi de ce type d'agents gazéifiants.In the oldest devices, gasification is carried out simultaneously with a partial combustion of the charge, with air or with oxygen, to supply the necessary calories, with the drawbacks linked to the use of this type of gasifying agents.

15 Une alternative consiste à utiliser des résis tances électriques immergées dans le lit. La chaleur peut aussi être cédée par des échangeurs de chaleur immergés dans le lit; souvent, cependant, les surfaces disponibles dans le gazogène sont insuffisantes pour équilibrer le bilan 20 thermique de l'opération.15 An alternative is to use electrical resistances immersed in the bed. Heat can also be transferred by heat exchangers immersed in the bed; often, however, the areas available in the gasifier are insufficient to balance the heat balance of the operation.

Une autre alternative intéressante comporte un système double comprenant un dispositif de combustion et un dispositif de gazéification. Dans le premier, on brûle à l'air des produits solides, liquides voire gazeux résultant 25 de la pyrolyse et de la gazéification de la matière de départ. Le dispositif fonctionne vers 900°C. Les calories dégagées par la combustion sont emmagasinées sous forme de chaleur sensible par le solide. Celui-ci est ensuite renvoyé vers le dispositif de gazéification, opérant vers 3Q 700°C où une partie de la chaleur sensible du solide est cédée. Le fluide de gazéification est de la vapeur d'eau ou des gaz recyclés. Dans le solide, on peut introduire des particules inertes jouant le rôle de volant thermique ou des particules catalytiquement actives favorisant sëlecti-35 vement la conversion en l'un ou l'autre produit. Elles peuvent aussi réagir de façon exothermique dans l'atmosphère du gazogène.Another interesting alternative comprises a double system comprising a combustion device and a gasification device. In the first, solid, liquid or even gaseous products are burnt in the air resulting from the pyrolysis and gasification of the starting material. The device operates at around 900 ° C. The calories released by combustion are stored as sensible heat by the solid. This is then returned to the gasification device, operating at around 300 ° C. where part of the sensible heat of the solid is transferred. The gasification fluid is steam or recycled gases. In the solid, it is possible to introduce inert particles acting as a thermal flywheel or catalytically active particles which selectively promote conversion to one or the other product. They can also react exothermically in the atmosphere of the gasifier.

I Lors du calcul de rentabilité d'une opération de jjg* gazéification, le problème des pertes thermiques, lors du 3 . r transport d'un dispositif à l'autre etc.., devient critique pour les unités de petites tailles. Or, les frais de collecte et de transport de déchets augmentant fortement avec le rayon de collecte, la préférence doit être donnée dans ce s* " · 5 cas à des petites unités décentralisées. En outre, dans ces conditions, l'hydrogène ou l'oxygène doivent être proscrits à titre de gazéifiant vu leur prix élevé et l'emploi de ma-tërieux coûteux.I When calculating the profitability of a jjg * gasification operation, the problem of thermal losses, during 3. r transport from one device to another etc., becomes critical for small units. However, the costs of collecting and transporting waste increasing sharply with the collection radius, preference should be given in this case to small decentralized units. In addition, under these conditions, hydrogen or l oxygen should be prohibited as a gasifier because of their high price and the use of expensive materials.

La présente invention vise à fournir un nouveau 10 gazogène simple, utilisant le principe du lit fluidisé ainsi que le système double décrit ci-dessus et éliminant par sa grande compacité une majeure partie des pertes thermiques tout en assurant un transfert de chaleur intense entre la combustion et la gazéification.The present invention aims to provide a new simple gasifier, using the principle of the fluidized bed as well as the double system described above and eliminating by its great compactness a major part of the heat losses while ensuring an intense heat transfer between combustion. and gasification.

15 On sait, en effet, que l'expansion d'une couche fluidisée augmente avec la vitesse de fluidisation et que ( d'autre part la perte de charges dans une couche fluidisée équilibre le poids de solide par unité de section. Par conséquent, si on réalise un vase communicant fluidisé, avec 20 des vitesses de gaz différentes dans les deux branches, les hauteurs d’équilibre seront différentes. Dès lors, en prévoyant un débordement à la partie supérieure du système, les deux'niveaux s'équilibrent ën provoquant une circulation du solide.It is known, in fact, that the expansion of a fluidized layer increases with the speed of fluidization and that (on the other hand, the pressure drop in a fluidized layer balances the weight of solid per unit of section. Consequently, if a fluidized communicating vessel is produced, with different gas speeds in the two branches, the equilibrium heights will be different. Therefore, by providing for an overflow at the upper part of the system, the two levels are balanced causing a circulation of the solid.

25 Cela étant, le but visé par l'invention est atteint au moyen d'un gazogène utilisant le principe du lit fluidisé et le système double comportant un dispositif de combustion et un dispositif de gazéification , prévoyant la séparation des fumées de combustion et des produits de 30 gazéification, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie de gazéification et une partie de combustion, chacune d'elles consistant en au moins un compartiment, ces parties adjacentes communiquant par le fond, de manière à assurer un effet de circulation par débordement 35, dû à une différence d'expansion de la couche fluidisée.25 However, the object of the invention is achieved by means of a gasifier using the principle of the fluidized bed and the double system comprising a combustion device and a gasification device, providing for the separation of the combustion fumes and the products of gasification, characterized in that it comprises at least one part of gasification and one part of combustion, each consisting of at least one compartment, these adjacent parts communicating through the bottom, so as to ensure a circulation effect by overflow 35, due to a difference in expansion of the fluidized layer.

Suivant un mode d'exécution de l'invention, '[ le dispositif peut comporter deux parties où l'une d'entre .^gn· * > "** ·« eBçwve • ’*:- 4 -.;T^3 '-1 ,>^ Λ! - * ,--V ;*. : i • i-! '1 ♦-'<- 'g elles consiste en deux compartiments et l'autre en un "Λ\&} compartiment, les trois compartiments étant adjacents, chaque compartiment de la partie comportant les deux 0Γ v compartiments communiquant par le fond avec l'autre ·· -· 5 partie, un effet de circulation par débordement dû à une différence de débordement de la couche fluidisée étant assuré entre les deux compartiments de la même partie.According to an embodiment of the invention, '[the device can comprise two parts where one of them. ^ Gn · *> "** ·“ eBçwve •' *: - 4 - .; T ^ 3 '-1,> ^ Λ! - *, - V; *.: I • i-!' 1 ♦ - '<-' g it consists of two compartments and the other in a "Λ \ &} compartment, the three compartments being adjacent, each compartment of the part comprising the two 0Γ v compartments communicating by the bottom with the other ·· - · 5 part, an effect of circulation by overflow due to a difference of overflow of the fluidized layer being ensured between the two compartments of the same part.

Suivant un mode d'exécution particulièrement 10 préféré de l'invention, le gazogène comporte quatre compartiments, dont deux sont affectés à la partie combustion et les deux autres à la partie gazéification, les parties étant adjacentes et communiquant par le fond et l'effet de circulation par débordement dû à une diffé-15 rence d1 expansion de la couche fluidisée étant mis en oeuvre dans chacune des deux parties du dispositif.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the gasifier comprises four compartments, two of which are assigned to the combustion part and the other two to the gasification part, the parts being adjacent and communicating through the bottom and the effect of circulation by overflow due to a difference in expansion of the fluidized layer being used in each of the two parts of the device.

On peut fluidiser le fond de la partie combustion à l'air, celui-ci servant en même temps à apporter l'oxygène nécessaire à la combustion.The bottom of the combustion part can be fluidized with air, the latter serving at the same time to supply the oxygen necessary for combustion.

20 Suivant une variante, on peut avantageusement ~~ fluidiser le fond de la partie gazéification à la vapeur d'eau. L'utilisation de la vapeur d'eau présente l'avantage de favoriser la gazéification et permet d'augmenter > la teneur en hydrogène du gaz par la réaction : 25 CO + h2o ^=± co2 + h2.20 According to a variant, it can advantageously ~~ fluidize the bottom of the gasification part with steam. The use of steam has the advantage of promoting gasification and makes it possible to> increase the hydrogen content of the gas by the reaction: 25 CO + h2o ^ = ± co2 + h2.

On peut également fluidiser la partie gazéification par des gaz recyclés. Ce dispositif présente l'avantage d'être très économique.The gasification part can also be fluidized by recycled gases. This device has the advantage of being very economical.

Afin d'éviter totalement le mélange des gaz 30 à produire et des fumées de combustion, on peut suivant un mode particulièrement préféré de l'invention, fluidiser le fond de la partie combustion à la vapeur d'eau et injecter l'air nécessaire à la combustion à un niveau situé au-dessus des orifices de communication. Dans ce 3^ cas, la section de l'appareil doit augmenter avec la st hauteur du dispositif.In order to completely avoid the mixture of the gases to be produced and the combustion fumes, it is possible, according to a particularly preferred embodiment of the invention, to fluidize the bottom of the combustion part with steam and inject the air necessary for combustion at a level above the communication ports. In this 3 ^ case, the section of the device must increase with the height of the device.

5 * I '5 * I '

Il est également possible d'injecter de la vapeur et/ou des gaz recyclés dans la partie gazéification par un deuxième conduit situé au même niveau que le conduit d'amenée d'air dans la partie combustion, 5 c'est-à-dire au-dessus des orifices de communication»It is also possible to inject steam and / or recycled gases into the gasification part by a second duct situated at the same level as the air supply duct in the combustion part, i.e. above the communication ports "

Cette façon de procéder permet d'obtenir de manière économiques, des gaz de bonne qualité.This way of proceeding makes it possible to economically obtain good quality gases.

Le dispositif de l'invention comporte avantageusement une alimentation des déchets dans le comparti-10 ment gazéification par une trémie et une vis sans fin. L'injection se fait directement dans la couche, pour limiter la distillation des goudrons. 11 est bien entendu que l'alimentation peut se faire par tout autre moyen connu par les hommes du métier, par exemple, par une vanne 15 papillon, par un lit fluidisé annexe ou par une ligne pneumatique, sans sortir du cadre de la présente invention. L'alimentation peut cependant également se faire dans l'autre partie du dispositif.The device of the invention advantageously comprises a waste feed into the gasification compartment through a hopper and a worm. The injection is made directly into the layer, to limit the distillation of tars. It is understood that the supply can be made by any other means known to those skilled in the art, for example, by a butterfly valve, by an annexed fluidized bed or by a pneumatic line, without departing from the scope of the present invention . The supply can however also be done in the other part of the device.

Un soutirage des cendres et du sable est prévu 20 dans le fond du compartiment de combustion.A racking of ash and sand is provided in the bottom of the combustion compartment.

Le dispositif de la présente invention peut également comporter un système de cyclones pour purifier le gaz et recycler les fines susceptibles de contenir encore du carbone.The device of the present invention may also include a cyclone system for purifying the gas and recycling the fines which may still contain carbon.

25 Suivant une variante de l'invention’, deux des compartiments sont munis d'éléments de garnissage, trop lourds pour être fluidisés, en réglant ainsi l'expansion de la couche fluidisée. Dans ce cas, une circulation entre les quatre compartiments devient possible, sans 30 devoir régler finement les débits.According to a variant of the invention, two of the compartments are provided with packing elements which are too heavy to be fluidized, thereby regulating the expansion of the fluidized layer. In this case, circulation between the four compartments becomes possible, without having to finely adjust the flow rates.

Suivant une autre variante, deux des compartiments peuvent être garnis d'un réseau dense de tubes échangeurs, en réglant ainsi l'expansion de la couche fluidisée. L'effet sur l'expansion de la couche fluidisée 35 est semblable à celui obtenu par le garnissage : y/ l'expansion augmente dans les interstices.According to another variant, two of the compartments can be lined with a dense network of exchanger tubes, thereby regulating the expansion of the fluidized layer. The effect on the expansion of the fluidized layer 35 is similar to that obtained by the lining: the expansion increases in the interstices.

On peut également charger des particules solides 1 catalytiquement actives dans la gazéification, comme par < exemple du MgCO^.It is also possible to charge solid particles 1 catalytically active in the gasification, such as for example MgCO 4.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des 5 dessins sans toutefois présenter un caractère limitatif de l'invention. Des repères identiques sont utilisés pour représenter des éléments identiques.The invention will be better understood with the aid of the drawings without, however, presenting a limiting character of the invention. Identical marks are used to represent identical elements.

- La figure 1 montre le principe des vases communicants auxquels on a appliqué des vitesses de 10 fluidisation différentes, - la figure 2 montre le vase de la figure 1 pour lequel on a permis un débordement, - la figure 3 montre un mode d'exécution à trois compar timents, 15 - la figure 4 montre un mode d'exécution préférés de l'invention en coupe verticale et - la figure 5 montre le même gazogène que celui de la figure 4 dans une vue en plan.- Figure 1 shows the principle of communicating vessels to which different fluidization rates have been applied, - Figure 2 shows the vessel of Figure 1 for which an overflow has been allowed, - Figure 3 shows an embodiment three comparisons, 15 - Figure 4 shows a preferred embodiment of the invention in vertical section and - Figure 5 shows the same gasifier as that of Figure 4 in a plan view.

Le principe de base de l'invention est illustré 20 aux figures 1 et 2. Si la vitesse de fluidisation de la branche 2 du vase 1 est plus élevée que celle appliquée à la branche 3, le niveau d'équilibre du lit sera plus élevé que celui de la branche 2. Lorsqu'on abaisse la paroi 4 séparant les deux branches de façon à permettre 25 un débordement (figure 2), les deux niveaux s'équilibrent et provoquent une circulation du solide suivant les flèches.The basic principle of the invention is illustrated in FIGS. 1 and 2. If the fluidization speed of branch 2 of the vessel 1 is higher than that applied to branch 3, the equilibrium level of the bed will be higher than that of branch 2. When the wall 4 separating the two branches is lowered so as to allow an overflow (FIG. 2), the two levels are balanced and cause a circulation of the solid according to the arrows.

La figure 3 montre une disposition où les trois compartiments 51, 52 et 53 sont adjacents entre eux.Figure 3 shows an arrangement where the three compartments 51, 52 and 53 are adjacent to each other.

30 Une bonne circulation et un bon mélange dans le compartiment 51 peut être assuré par la position adéquate de l'injection de gaz ou de l'alimentation. On peut également prévoir des compartiments de forme différente, par exemple hexagonale, ayant tous les mêmes dimensions 35/ etrremplissant les conditions déjà citées ci-dessus.Good circulation and good mixing in the compartment 51 can be ensured by the appropriate position of the gas injection or of the supply. One can also provide compartments of different shape, for example hexagonal, all having the same dimensions 35 / and fulfilling the conditions already mentioned above.

i 7i 7

Un mode particulièrement préféré de l'invention est représenté aux figures 4 et 5. Le gazogène comporte quatre compartiments, dont deux sont affectés à la combustion et les deux autres à la gazéification. Au sein de chaque 5 partie, les deux compartiments sont .portés à des vitesses de fluidisation différentes ce qui provoque la circulation suivante ï les particules solides passent du compartiment 1 (combustion) vers le compartiment 2 (combustion) par débordement parce que la vitesse de fluidisation de 1 est supérieu-10 re à celle de 2? les particules solides passent du compartiment 2 vers 3 par le fond 5, de 3 vers 4 par débordement puisque la vitesse de fluidisation de 3 est supérieure à celle de 4, et de 4 vers 1 par le fond 6.A particularly preferred embodiment of the invention is shown in Figures 4 and 5. The gasifier has four compartments, two of which are used for combustion and the other two for gasification. Within each part, the two compartments are transported at different fluidization rates which causes the following circulation ï the solid particles pass from compartment 1 (combustion) to compartment 2 (combustion) by overflow because the speed of fluidization of 1 is greater than 10 that of 2? the solid particles pass from compartment 2 to 3 through the bottom 5, from 3 to 4 by overflow since the fluidization speed of 3 is greater than that of 4, and from 4 to 1 through the bottom 6.

Les gaz de combustion sont évacués par le conduit 15 7 et les gaz de fluidisation par le conduit 8 ce qui permet de les séparer.The combustion gases are evacuated via line 7 and the fluidizing gases via line 8, which makes it possible to separate them.

Pour éviter totalement le mélange des gaz à produire et des fumées de combustion, on peut suivant ce mode particulièrement préféré de l'invention, fluidiser le fond 9 20 de la partie combustion 1, 2 à la vapeur d'eau et injecter l'air nécessaire à la combustion à un niveau 11 situé au-dessus des orifices de communication 5,6. Dans ce cas, la section de l'appareil doit augmenter avec la hauteur du dispositif. Sur les figures 4 et 5 on voit également que l'on 25 peut injecter de la vapeur et/ou des gaz recyclés dans la partie gazéification par le fond et par un deuxième conduit 12 situé au même niveau que le conduit d'amenée d'air 11 dans la partie combustion, c'est-à-dire au-dessus des orifices de communication 5,6. Cette façon de procéder permet d'obte-30nir, de manière économique, des gaz de bonne qualité.To completely avoid the mixture of the gases to be produced and the combustion fumes, it is possible, according to this particularly preferred mode of the invention, to fluidize the bottom 9 of the combustion part 1, 2 with steam and inject the air necessary for combustion at a level 11 located above the communication orifices 5,6. In this case, the section of the device must increase with the height of the device. In FIGS. 4 and 5 it can also be seen that steam and / or recycled gases can be injected into the gasification part from the bottom and through a second duct 12 situated at the same level as the supply duct of air 11 in the combustion part, that is to say above the communication orifices 5,6. This procedure makes it possible to obtain, in an economical manner, good quality gases.

Comme il est" de pratique courante, le dispositif de l'invention comporte avantageusement une alimentation 13 des ! déchets dans le compartiment gazéification par une trémie et une vis sans fin. L'injection se fait directement dans la 35 couche pour limiter la distillation des goudrons. Il est bien / entendu que 1.' alimentation peut se faire par tout autre moyen » - '^ίΗΙAs is "common practice, the device of the invention advantageously comprises a supply 13 of the waste into the gasification compartment by a hopper and a worm. The injection is made directly into the layer to limit the distillation of the It is well understood that 1. ' feeding can be done by any other means ”- '^ ίΗΙ

8 I8 I

connu en soi, par exemple par une vanne papillon ou un 1 lit fluidisé annexe. 1known per se, for example by a butterfly valve or an annex 1 fluidized bed. 1

On doit également prévoir un soutirage des cendres ! et du sable par le fond du compartiment de combustion. Les 5 cendres peuvent être tamisées et le sable peut être réinjecté dans le compartiment combustion afin de jouer le rôle de volant thermique comme déjà noté précédemment.We must also plan a racking of the ashes! and sand from the bottom of the combustion compartment. The 5 ashes can be sieved and the sand can be reinjected into the combustion compartment in order to play the role of thermal flywheel as already noted above.

Le dispositif de la présente invention peut également comporter un système de cyclones (non représenté sur les 10 figures) pour purifier le gaz et recycler les fines susceptibles de contenir encore du carbone.The device of the present invention may also include a cyclone system (not shown in the figures) for purifying the gas and recycling the fines which may still contain carbon.

Les distributeurs de gaz sont ceux utilisés couramment dans les lits fluidisés simples comme par exemple des plaques perforées, des plaques à cloche, des tubes perforés..etc.Gas distributors are those commonly used in simple fluidized beds such as, for example, perforated plates, bell plates, perforated tubes, etc.

15 Les tubes perforés permettent toutefois une évacuation plus facile des cendres, surtout lorsque des mâchefers se forment.The perforated tubes, however, allow easier disposal of the ash, especially when bottom ash is formed.

Ceux-ci peuvent encore passer entre les tubes de distribution.These can still pass between the distribution tubes.

Afin d'encore améliorer le transfert thermique de la combustion vers la gazéification, on peut charger des 20 particules solides catalytiquement actives dans la gazéification, comme par exemple du MgCO^. Vers 900°C, dans la partie combustion, la dolomie se décompose en MgO et (X^·In order to further improve the thermal transfer from combustion to gasification, solid particles catalytically active in the gasification can be charged, such as for example MgCO 2. Around 900 ° C, in the combustion part, the dolomite decomposes into MgO and (X ^ ·

Vers 700°C, lors de la gazéification, ces deux composés réagissent pour former du carbonate en libérant de l'énergie.Around 700 ° C, during gasification, these two compounds react to form carbonate, releasing energy.

25 L'emploi du MgCO^ permet donc d'une part d'augmenter la quantité de chaleur transférée à la partie gazéification et d'autre part d'éliminer une partie du COj des gaz produits par la gazéification, en augmentant ainsi le pouvoir calorifique de ce gaz.25 The use of MgCO 3 therefore makes it possible on the one hand to increase the amount of heat transferred to the gasification part and on the other hand to eliminate part of the COj from the gases produced by the gasification, thereby increasing the calorific value of this gas.

30 On remarque donc que ce nouveau dispositif bénéficie des avantages obtenus par les procédés travaillant en lit fluidisé tout en maintenant une plus grande compacité et un meilleur transfert calorifique; le transfert de chaleur s'effectue par la circulation des particules solides, par la ' 35 paroi de séparation entre les parties combustion et gazéifi cation. En outre,des autres moyens connus en soi pour augmen-I ter le transfert calorifique, comme l'utilisation de MgCO^It is therefore noted that this new device benefits from the advantages obtained by the processes working in a fluidized bed while maintaining greater compactness and better heat transfer; heat transfer takes place through the circulation of solid particles, through the partition wall between the combustion and gasification parts. In addition, other means known per se to increase heat transfer, such as the use of MgCO ^

Yy ou de tubes échangeurs peuvent également être utilisés.Yy or exchanger tubes can also be used.

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111 est bien entendu que tous circuits et dispositifs annexes, couramment utilisés dans ce domaine d'application, peuvent être connectés à ce nouveau dispositif. Par exemple, un circuit annexe permettant l'injection d'un combustible gazeux, 5 liquide ou solide pour démarrer l'installation ou des dispositifs permettant de récupérer la chaleur sensible des fumées de combustion pour fabriquer de la vapeur, pour préchauffer r'air de combustion et/ou pour prétraiter l'alimentation.It is understood that all circuits and ancillary devices, commonly used in this field of application, can be connected to this new device. For example, an auxiliary circuit allowing the injection of a gaseous, liquid or solid fuel to start the installation or devices making it possible to recover the sensible heat of the combustion fumes to make steam, to preheat the air of combustion and / or to pre-treat the feed.

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Claims (14)

1. Dispositif gazogène utilisant le principe S»' du lit fluidisé et le système double comportant un 5 dispositif de combustion et un dispositif de gazéification, prévoyant la séparation des fumées de combustion et des produits de gazéification, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie gazéification et une partie de combustion, chacune d'elles consistant en au 10 moins un compartiment, ces parties étant adjacentes et communiquant par le fond de manière à assurer un effet de circulation par débordement dû à une différence d'expansion de la couche fluidisée.1. Gasifier device using the principle S "'of the fluidized bed and the double system comprising a combustion device and a gasification device, providing for the separation of combustion fumes and gasification products, characterized in that it comprises at at least one gasification part and one combustion part, each consisting of at least one compartment, these parts being adjacent and communicating through the bottom so as to provide a circulation effect by overflow due to a difference in expansion of the fluidized layer. 2. Dispositif suivant la revendication 1 15 caractérisé en ce qu'il comporte deux parties où l'une d'entre elles consiste en deux compartiments et l'autre en un compartiment, les trois compartiments étant adjacents entre eux, chaque compartiment de la partie comportant les deux compartiments communiquant par le fond 20 avec l'autre partie, un effet de circulation par débordement dû a une différence d'expansion de la couche fluidisée étant assuré entre les deux compartiments de la même partie.2. Device according to claim 1 15 characterized in that it comprises two parts where one of them consists of two compartments and the other in a compartment, the three compartments being adjacent to each other, each compartment of the part comprising the two compartments communicating through the bottom 20 with the other part, an overflow circulation effect due to a difference in expansion of the fluidized layer being ensured between the two compartments of the same part. 3. Dispositif suivant la revendication 1 25 caractérisé en ce qu'il comporte quatre compartiments, dont deux sont affectés à la partie combustion et les deux autres à la partie gazéification, les parties étant adjacentes et communiquant par le fond et l'effet de circulation par débordement dû à une différence d'expan-30 sion de la couche fluidisée étant mis en oeuvre dans chacune des deux parties du dispositif.3. Device according to claim 1 25 characterized in that it comprises four compartments, two of which are assigned to the combustion part and the other two to the gasification part, the parts being adjacent and communicating through the bottom and the circulation effect by overflow due to a difference in expansion of the fluidized layer being used in each of the two parts of the device. 4. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fluidisé le fond (9) de la partie combustion (1, 2) à l'air servant ien même temps à apporter l'oxygène nécessaire à la combustion. 114. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom (9) of the combustion part (1, 2) is fluidized with air serving at the same time to supply the oxygen necessary for combustion . 11 5. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on fluidisé le fond c (10) de la partie gazéification (3f 4) à la vapeur d'eau.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom c (10) of the gasification part (3f 4) is fluidized with steam. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on fluidisé la partie gazéification par des gaz recyclés.6. Device according to one of claims 1 to 4 characterized in that the gasification part is fluidized by recycled gases. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on fluidisé le fond (9) 10 de la partie combustion (1,2) à la vapeur d'eau et en ce qu'on injecte l'air nécessaire à la combustion à un niveau (11) situé au-dessus des orifices de communication (5,6).7. Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the bottom (9) of the combustion part (1,2) is fluidized with steam and in that the air required for combustion at a level (11) located above the communication orifices (5,6). 8. Dispositif suivant l'une des revendications 15 précédentes caractérisé en ce qu'on injecte de la vapeur et/ou des gaz recyclés dans la partie gazéification par . un deuxième conduit (12) situé au-dessus des orifices de communication (5, 6).8. Device according to one of the preceding claims 15, characterized in that steam and / or recycled gases are injected into the gasification part. a second conduit (12) located above the communication orifices (5, 6). 9. Dispositif suivant l'une des revendications 20 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation (13) des déchets dans la partie gazéification par une trémie et une vis sans fin.9. Device according to one of the preceding claims 20, characterized in that it comprises a feed (13) of the waste into the gasification part by a hopper and a worm. 10. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un soutirage des cendres ' 25 et du sable est prévu dans le fond de la partie de combustion.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a withdrawal of the ashes' 25 and of the sand is provided in the bottom of the combustion part. 10. Revendications 110. Claims 1 11. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un système de cyclones pour purifier le gaz et recycler les fines 30 susceptibles de contenir encore du carbone.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a cyclone system for purifying the gas and recycling the fines 30 which may still contain carbon. 12 J12 J 12. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les compartiments sont munis d'éléments de garnissage trop lourds pour être fluidisés, réglant ainsi l'expansion de la couche 35. fluidisée. r • *12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compartments are provided with packing elements which are too heavy to be fluidized, thereby regulating the expansion of the layer 35. fluidized. r • * 13. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que les compartiments sont garnis d'un réseau dense de tubes échangeurs, réglant ainsi l'expansion de la couche fluidisée.13. Device according to one of claims 1 to 11 characterized in that the compartments are lined with a dense network of exchanger tubes, thereby regulating the expansion of the fluidized layer. 14. Dispositif suivant l'une des revendicationsq précédentes caractérisé en ce que l'on charge des particules solides et catalytiquement actives dans la gazéification. ---' t.14. Device according to one of the preceding claimsq, characterized in that solid and catalytically active particles are charged in the gasification. --- 't.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0144172A2 (en) * 1983-12-06 1985-06-12 Coal Industry (Patents) Limited Improvements in or relating to hot gas generation
WO1987005687A1 (en) * 1986-03-12 1987-09-24 L'ETAT BELGE - DE BELGISCHE STAAT, représenté par Gas-gas heat exchanger

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0144172A2 (en) * 1983-12-06 1985-06-12 Coal Industry (Patents) Limited Improvements in or relating to hot gas generation
EP0144172A3 (en) * 1983-12-06 1985-11-27 Coal Industry (Patents) Limited Improvements in or relating to hot gas generation
WO1987005687A1 (en) * 1986-03-12 1987-09-24 L'ETAT BELGE - DE BELGISCHE STAAT, représenté par Gas-gas heat exchanger

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