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" Méthode perfectionnée pour traiter les oom- bustibles ".
La présente invention concerne un procédé perfectionné pour l'utilisation efficace de combustibles carbonacés solides, tels que le charbon, le coke, la tourbe, les sables goudronneux, les schistes huileux et les substances analogues, et plus spé- cialement concerne un procédé de production efficace de chaleur à partir des matières oarbonaoées solides mentionnées,
Au cours de la production de la chaleur par la combustion dans l'air de combustibles solides, les produits principaux de combustion sont l'oxyde de carbone,
'anhydride carbonique et l'eau. Il est bien connu qu'une utilisation plus efficace a la fois du carbone des combustibles et de l'oxygène de l'air est
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obtenue dans un dispositif de chauffage brûlant des combustibles solides, par le fait qu'on conduit la combustion d'une manière telle qu'elle produira de l'anhydride carbonique de préférence à l'oxyde de carbone.
La formation d'oxyde de carbone à la place d'anhydride carbonique dans la réaction de combustion consomme plus de carbone et demande plus d'oxygène par unité de ohaleur produite, coma le montrent les équations suivantes :
EMI2.1
C + 0a = C02 = 94,400 oal C + 1/2 02 = 00 + 26,700 oal
Dans les différents procédés concernant la production de chaleur par la combustion de matières carbonacées solides comme la fabrication de gaz combustibles, par exemple du gaz à l'eau, dans les périodes alternantes de fabrication et de soufflage, les opérations de cokéfaction dans un courant d'air et les opé- rations analogues, la formation d'oxyde de carbone au cours des stades de combustion ne peut être évitée paroe que du carbone incandescent, qui par la nature de ces procédés doit être en excès,
a une forte tendance à réduire l'anhydride carbonique en oxyde de carbone par une réactionqui consomme une partie de la chaleur produite par la formation antérieure d'anhydride carbo- nique. Ces conditions existent indépendamment de la question de savoir si les procédés de combustion mentionnés sont effec- tués par soufflage d'air ou d'un autre gaz oxydant à travers un lit fixe de fragments grossiers de combustibles solides ou si la technique des solides fluidifiés est appliquée, c'est-à- dire si le combustible solide est brûlé sous forme de fines par- ticules maintenues par un gaz d'aération sous forme d'une sus- pension dense, turbulente, ayant des caractéristiques d'écoule- ment et de transfert de chaleur, semblables à celles d'un liquide.
La perte en efficacité calorifique produite par la forma- tion de proportions importantes d'oxyde de carbone au cours de la production de ohaleur par la combustion de combustibles soli-
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des est de première importance dans les procédés/qui compren- nent une utilisation de résidu de combustion de solides ohauds pour fournir la chaleur requise par différentes réactions chi- miques endothermiques, comme la fabrication de gaz contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, par exemple du gaz à l'eau, ou du gaz de synthèse pour la préparation synthétique d'hydro- carbures, la cokéfaction et le cracking de matières solides et liquides oarbonaoées et de matières analogues.
Ces procédés en- visagent par exemple, une circulation continue de résidus soli- des carbonates de cokéfaction ou de gazéification, dans un état fluidifié, depuis les zones de conversion jusqu'à un dispositif ' de chauffage dans lequel de la chaleur est produite par combus- tion des constituants carbonacés du résidu, et une nouvelle oir- culation du résidu de oombustion solide fluidifié fortement chauffé vers les zones de conversion pour fournir la ohaleur re- quise dans celle-ci. Cette technique comprend ordinairement la circulation, du dispositif de chauffage vers les zones de con- version, de quantités de matières de non-conversion considéra- blement en excès sur la quantité de carbone utilisée dans les conversions, pour fournir les grandes quantités de ohaleur re- quises pour les conversions.
Tandis que dans ce but, la matière de non-conversion peut être constituée de matières de conversion n'ayant pas réagi, comme du coke ou du charbon, une circulation du grand excès requis de coke ou de charbon vers le dispositif de chauffage produit dans ce dernier des conditions très favora- bles pour la formation d'oxyde de carbone et conduit à une perte d'efficacité calorifique.
Dans ce cas, le rapport de matières solides fluidifiées au taux de circulation d'air de combustion est fixé par des consi- dérations de transport de chaleur; le degré de contact de car- bone avec l'air ne peut être contrôlé qu'en maintenant la con- centration en carbone, dans le courant solide en circulation,
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à son niveau convenable. Dans la carbonisation de charbon et la fabrication de gaz à l'eau, les pertes de solides des lits flui- difiés sont cependant souvent plus grandes que la quantité de cendres introduites dans le système dans le charbon frais. Cela tend à augmenter la concentration en carbone des lits fluidifiés.
Par exemple si une perte en matière en suspension dans le gaz de sortie ou un gaz analogue vaut deux fois autant que la quan- tité de cendres introduite dans le système, une concentration moyenne de particules solides dans les cendres dans le courant de solides en oircula.tion doit s'élever jusqu'à environ 50 % du total, une telle concentration conduit à la formation de Co dans la zone de combustion 1 comme on l'a indiqué plus haut. Un procé- dé pour éviter cette augmentation de concentration de carbone consiste à réduire les pertes à une quantité égale aux cendres à rejeter. Cela est souvent difficile et coûteux et le contrôle de la quantité de perte n'est pas aussi exact et correspondant, qu'on le désirerait.
On a également proposé de combattre la formation d'oxyde de carbone en utilisant des lits minces de combustibles, en di- minuant ainsi la possibilité de la réaction secondaire de l'an- hydride carbonique avec la matière carbonacée supplémentaire.
Cependant cette technique, quoique précieuse, n'est pas entière- ment satisfaisante puisqu'elle comprend soit une conversion in- complète de l'oxygène fourni, soit une diminution incomplète de la réaction secondaire, suivant les conditions employées; l'em- ploi d'un lit mince introduit de plus un certain nombre de dif- fioultés de fonctionnement telles qu'une mauvaise répartition de l'écoulement de l'air, un chargement inégal des séries de lits fixes, etc...
De plus dans la conversion de charbon ou de coke en gaz ou dans l'emploi de charbon ou de coke comme matière de chauffage dans une opération au moyen de solides fluidifiés, les quantités de gaz ou de vapeur de fabrication et de carneaux
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sont si grandes qu'une matière considérable utile du procédé est perdue à moins qu'une installation de récupération relative- ment coûteuse soit installée. Un charbon à 5 % de cendres peut donc produire suffisamment de gaz de fabrication et de oarneaux pour développer jusqu'à 50 % de solides introduits au lieu des 5 %, qui seraient désirables pour l'élimination de la teneur en cendres.
La présente invention surmonte les difficultés mentionnées plus haut et apporte des avantages variés supplémentaires. Ces avantages, la nature de l'invention et la manière suivant la- quelle elle est réalisé,,/ seront mieux compris d'après la lecture' de la description suivante avec référence au dessin qui montre une vue semi-schématique d'un appareillage particulièrement a- dapté à la réalisation de l'invention.
Le but principal de la présente invention est de fournir un procédé pour la produotion efficaoe de chaleur à partir de matières carbonaoées solides.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé pour conduire la combustion de matières carbonacées so- lides d'une manière telle qu'elle produise CO2 plutôt que CO comme produit gazeux de combustion.
Un autre but de la présente invention est de favoriser la combustion des matières oarbonaoées solides en CO2 plutôt qu'en CO dans une zone de combustion fonctionnant suivant la technique des solides fluidifiés.
Un autre but de la présente invention est de favoriser la combustion de matières solides carbonacées en C02 plutôt qu'en CO, dans une zone de combustion qui fonctionne suivant la tech- nique des solides fluidifiés et hors de laquelle des résidus solides fortement chauffés sont utilisés pour maintenir la ré- action dans au moins une zone de conversion de solides en com- bustibles fluidifié, et qui reçoit une fourniture de solides
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d'au moins une de ces zones de conversion.
Un autre but encore de la présente invention est de réduire la sortie par soufflage de matières solides carbonacées des zô- nes de combustion fonctionnant suivant la technique des solides fluidifiés.
D'autres buts et avantages de la présente invention appa- raitront plus loin.
On a trouvé que ces buts peuvent être entièrement réalisés d'une manière générale lorsque la concentration en carbone dans la zone de combustion est maintenue à un niveau suffisamment bas pour diminuer la formation d'oxyde de carbone. Ces buts peuvent être réalisés plus spécialement par addition, à la matière car- bonacée solide soumise à la combustion, d'une quantité de matiè- re solide non combustible.
Suivant une forme de réalisation de la présente invention, la matière non combustible étrangère est inerte et comprend des matières peu coûteuses comme du sable, de l'argile, des cendres ordinaires de foyer et des substances analogues. Dans cette opé- ration la diminution de la concentration en carbone dans la zô- ne de combustion et donc la formation diminuée d'oxyde de car- bone sont effectuées par augmentation de la proportion de ma- tières inertes chargées. Inversement si la concentration en car- bone dans la zone de combustion doit être augmentée, la propor- tion de matière inerte chargée décroît. Un contrôle très sen- sible de la concentration en carbone et de la formation de CO est ainsi effectué.
Lorsqu'elle est appliquée aux zônes de conversion tra- vaillant suivant la technique des solides fluidifiés, la matiè- re étrangère non combustible peut être fournie aux zônes de conversion en même temps que la matière carbonacée solide ou, lorsqu'un cycle de matières solides entre plusieurs zones de conversion est envisagé, la matière non combustible peut être
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ajoutée à un endroit quelconque favorable au courant de solides en circulation.
Dans chaque cas la matière étrangère introduite ne sert pas seulement à régler la concentration en carbone dans les z8nes de combustion à un niveau convenable, mais de plus réduit à un minimum la teneur de substance oarbonaoée précieuse perdue ou transmise de façon non désirée aux autres zones par soufflage. Puisque la quantité de la matière entraînée par les gaz se dégageant des récipients de contact de fluides est forte- ment influencée par l'état de division du solide, un effet de récupération supplémentaire est réalisé par un oalibrage soigneux de la matière étrangère ajoutée. Ceci est particulièrement avan- tageux lorsque la matière oarbonaoée elle-même ne permet pas un calibrage convenable.
En général des résultats satisfaisants sont obtenus par addition de 0,001 à 0,25 livres, de préférence 0,10 livres de matière inerte étrangère de préférence grossière, par livre de matière carbonacée solide dans une opération en lit fixelors- qu'on applique la combustion à tirage vers le bas et à environ 0,001 à 0,50 livres, de préférence 0,10 livres, de matière inerte étrangère qui a une dimension de particules variant de 25 à 300 mailles, par livre de matière carbonaoée solide, dans le cas de fonotionnement en fluide. Les concentrations en carbone dans la zone de combustion varient entre les limites approximatives de 0,1 % à 25 %, suivant la proportion de matières étrangères ajou- tées et suivant les caractéristiques des matières carbonaoées utilisées.
Des résultats optima.pour ce qui concerne la combus- tion en CO2 pont obtenus pour une concentration en carbone d'en- viron 0,5 % à 5 %.
Suivant une autre forme de réalisation de la présente in- vention, la matière solide non combustible ajoutée comprend to- talement ou partiellement des matières catalytiques capables d' augmenter les taux des réactions d'oxydation. Ces matières oata-
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lytiques comprennent de l'oxyde de fer, du minerai de fer, de la mitraille de fer rouillée, de l'argile à forte teneur en fer, de la boue rouge, des catalyseurs de cracking épuisés et de nom- breuses autres substances connues comme favorisant les réactions d'oxydation.
L'emploi de ces matières catalytiques est particu- lièrement avantageux pour le fonctionnement des zones de com- bustion à basse température, d'environ 1000 à 1500 F, dans lesquelles le taux de réaction, plutôt que les conditions d'é- quilibre, règle le procédé de combustion. On a trouvé que par addition de ces matières catalytiques, le taux de la réaction de formation de CO2 peut être augmenté jusqu'à un tel point que la combustion se fait pratiquement et complètement en CO2.
Les matières catalytiques peuvent être ajoutées soit seu- les soit avec les matières inertes mentionnées plus haut en pro- portions variées suivant le degré de conversion de CO2 désiré, l'activité de la matière catalytique et d'intensité du contrôle de soufflage désirés. De bons résultats sont obtenus en mainte- nant, par exemple, une concentration de 10 % en oxyde de fer dans la masse de solides fluidifiés. Celui-ci peut être ajouté sous forme d'une matière assez grossière, o'est-à-dire de 25 à 100 mailles, pour diminuer le taux de perte, mais il ne sera certainement pas grossier au point de contrarier une fluidifi- cation satisfaisante.
Lorsque la matière solide carbonacée brute contient en elle-même des constituants catalyseurs du type mentionné, l'ad- dition de matières catalytiques étrangères peut être limitée de façon correspondante, c'est-à-dire que l'effet désiré peut, en partie ou complètement, être effectué par un choix convenable des matières premières pour le procédé.
Une modification plus spéciale de la façon de procéder préférée employant la technique des solides fluidifiés et la circulation de solides entre les zones de carbonisation du fluide,
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de gazéification et de combustion est représentée schématique- ment au dessin annexé. Comme on peut le voir au dessin, un oom- bustible solide carbonacé et une matière solide non combustible sont concassés ou pulvérisés dans des broyeurs 1 et 2 respec- tivement, jusqu'à une forme finement divisée, par exemple 50 % ayant une dimension de moins que 100 mailles, quoique de petits fragments ayant jusqu'à 1/4 ou 1/2 pouce de dimension peuvent être utilisés.
En vue de la description/qui suit, la matière carbonacée sera appelée du charbon de carbonisation et la matiè- re non combustible de l'argile à haute teneur en fer, mais d'au- tres matières peuvent être utilisées. Les matières de dimensions ' convenables sont soulevées ou transportées d'une manière quel- conque, connue en elle-même, par les conduites 3 et 4 pour ali- menter respeotivement les trémies 5 et 6. De là elles sont four- nies par les vannes de commande 1. et 8 et les conduites 10 et 12 pourvues d'alimenteurs à vis 14 et 16 dans des tuyaux de mé- lange 18 pourvus de vannes de commande 19, et ensuite dans une chambre de dispersion 20.
Les vannes 7 et 8 et les alimenteurs à vis 14 et 16 sont réglés de telle manière qu'un mélange d'en- viron 100 parties en poids de charbon de carbonisation et de 10 parties en poids d'argile est fourni à la chambre de disper- sion 20. On comprendra cependant que cette proportion peut va- rier largement suivant le type de matières solides utilisées.
Les matières solides peuvent également être mélangées dans un seul broyeur du type représenté en 1 et fournies dans la propor- tion convenable à une trémie d'alimentation unique 5, à partir de laquelle le mélange peut atteindre la chambre de dispersion 20 de la manière indiquée plus haut. Le mélange de solides dans la chambre de dispersion est dispersé dans un courant de gaz " fluidifiant " tel que de la vapeur surchauffée, de l'azote, des gaz de combustion ou des gaz analogues fournis au moyen de la conduite 22 par le compresseur 24. Les solides en dispersion
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sont à présent à l'état dénommé fluidifié, dans lequel ils sont capables de s'écouler à travers des tuyaux, des vannes, etc... à la manière d'un liquide et présentant des charges statiques et dynamiques.
La pression du système peut être essentiellement atmosphérique mais elle est de préférence maintenue entre les limites approximatives de 25 à 75 livres par pouce carré pour économiser de la compression sur le gaz fabriqué. Des pressions plus élevées peuvent âtre utilisées si la possibilité d'exécu- tion et l'économie des techniques de construction le permettent.
Les solides fluidifiés mélangés entrent dans la partie conique inférieure de la chambre de carbonisation cylindrique agrandie 26 et passent à travers une grille de distribution 27 dans la zône de carbonisation 28, où le charbon de carbonisation est soumis, sous forme d'une masse fluidifiée dense, bouillonnante, formant un niveau supérieur bien défini 29, aux températures de cokéfaction comprises entre environ 1000 et 2000 F, de préfé- rence aux environs de 1200 F. Une pression d'environ 40 livres par pouce carré sera ordinairement requise pour fournir du gaz à l'eau à 25 livres.
La chaleur requise pour la réaction de car- bonisation est fournie par des solides fortement chauffés remis en circulation à partir de la chambre de combustion 60 par la conduite 65, comme cela apparaîtra plus clairement plus loin.
Les vapeurs du produit, contenant de petites quantités de matiè- res fines solides, passent à travers un séparateur de solides et de gaz 30,qui peut être un précipitateur du type centrifuge ou électrique, et par une oonduite 32 vers un système quelconque usuel 34 pour la récupération de ces produits volatils de car- bonisationtels que du gaz de houille, de l'huile, du goudron, des produits chimiques, etc... Les solides séparés en 30 sont replacés dans le cycle par le tuyau 31 vers la phase dense en 28.
Un mélange fluidifié de coke et d'argile est extrait de la
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,chambre de carbonisation 26 à un endroit situé au-dessus de la grille 27 par le tuyau 36. Ce mélange qui peut être constitué à présent d'environ 75 parties en poids de ooke et 300 parties en poids d'argile, plus les cendres produites par la perte de produits volatils et l'addition du résidu inerte de combustion de la zone 60, passe alors par la vanne de commande 37 vers la chambre de dispersion 38 où il est repris par la vapeur forte- ment chauffée fournie par le dispositif de réchauffage de vapeur 50 au moyen de la conduite 40.
De la chambre de dispersion 38, le mélange fluidifié passe à travers la conduite 39 dans la par- tie oonique inférieure d'un générateur cylindrique de gaz 42 pourvu d'une grille de distribution 43 disposée de manière ana- logue à celle de la chambre de carbonisation 26, Le générateur de gaz est maintenu à une température comprise entre environ 1400 et 2400 F, de préférence environ 1600 à 1800 F à une pression d'environ 30 livres par pouce carré, pour permettre à la réaction du gaz à l'eau d'avoir lieu entre la vapeur et le carbone du mélange de solides fluidifiés maintenu en une masse dense bouillonnante 44 formant un niveau 45 dans le générateur 42.
La chaleur requise pour la réaction du gaz à l'eau est four- nie par les résidus solides fortement chauffés remis en oirou- lation à partir de la zone de combustion 60 par la conduite 69 à la température désirée, comme cela apparaitra plus clairement dans la suite,
Un gaz consistant principalement en CO et H2 est pris à la partie supérieure du générateur 42 et débarrassé, dans le sé- parateur 46 de solides et de gaz, des particules fines entrai- nées, qui peuvent être renvoyées par le tuyau 48 à la phase den- se 44. On notera cependant que la teneur en carbone des parti- cules fines atteignant le séparateur 36 est négligeable, ce qui résulte de la forte concentration des solides non combustibles, qui sont maintenus dans le générateur 42,
et ces particules
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fines peuvent être ou éliminées du système ou ajoutées en un autre endroit queloonque aux solides en circulation, sans pro- duire de pertes sensibles de matière en traitement. Le gaz quit- te le séparateur 46 par la conduite 49 et passe par le disposi- tif de réchauffage de vapeur 50, en éohange de chaleur avec la vapeur admise par la conduite 51, vers un système de refroidis- sement 52 à partir duquel il peut être extrait pour un usage quelconque désiré, sous forme de gaz combustible, pour la syn- thèse d'hydrocarbures et d'autres emplois. La tour 52 peut éga- lement être un laveur pour l'élimination de traces quelconques de solides en suspension non séparés en 46. La vapeur réchauffée en 50 passe par la conduite 40 à la chambre de dispersion 38, comme on l'a indiqué plus haut.
Le résidu solide de gazéification est extrait par un tuyau vertical 53, d'un endroit au-dessus de la grille 43, et passe par la vanne de commande 55 dans la chambre de dispersion 56 où il est saisi par de l'air chaud, de l'oxygène ou un autre gaz oxydant fourni par la conduite 57 comme cela apparaitra plus clairement plus loin. Le mélange de résidu solide de gazéifica- tion et de gaz oxydant passe à environ la température de la zône de gazéification, par la conduite 59, dans la partie conique in- férieure de la chambre de combustion cylindrique 60,qui a une construction semblable à celle des chambres 26 et 42 et sert de dispositif de chauffage pour les zones 26 et 42.
Le mélange de solides et de gaz entre dans la partie cylindrique du dispositif de chauffage 60 par une grille de distribution 61 et forme au- dessus de celle-ci une phase fluidifiée, dense, bouillonnante 621 ayant un niveau supérieur bien défini 63.
La concentration en carbone des solides fournis au dispo- sitif de chauffage 60 est tombée en dessous de 5 % et peut des- cendre jusqu'à 0,1 à 1 %, comme résultat de la réaction de gazé- ifioation en 42 et de remise en circulation des solides non
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combustibles du dispositif de chauffage 60 par la conduite 69.
A ces basses concentrations en carbone, le danger que CO2 soit réduit en CO par un excès de carbone est pratiquement non exis- tant et la combustion en CO2 a lieu au taux le plus efficace.
Cet effet est de plus accru par l'activité catalytique des con- stituants d'oxyde de fer de l'argile, avec ce résultat que pra- tiquement une combustion complète en CO2 est obtenue dans le dispositif de chauffage 60 avec O2 théorique ou avec un léger exoès d'oxygène; qui peut s'élever à environ 5 à 10 % de la quan- tité théorique.
La température de la zone 62 est maintenue entre 1600 et @ 2500 F, de préférence environ 1800 à 1900 F, à une pression d'environ 30 livres par pouce carré. Les résidus solides de com- bustion, qui consistent à présent essentiellement en argile et cendres de charbon.sont renvoyés d'un endroit situé au-dessus de la grille 61 à environ la température de la zone de combus- tion 62, par un tuyau vertical 65 pourvu d'une vanne de commande 67, à la partie oonique inférieure de la chambre de carbonisa- tion 26, en quantités suffisantes pour fournir la chaleur requi- se pour la carbonisation.
Cette quantité peut varier entre 70 % et 1500 % des solides chargés par la conduite 20, et suivant la différence de température entre la zone de combustion 62 et la zone de oarbonisation 28, de bons résultats étant en général obtenus pour un rapport de remise en circulation de solides d' environ 150 % à 300 %. Un gaz fluidifiant peut être fourni par le compresseur 24 au moyen de la conduite 68 pour faciliter le transport des solides par le tuyau 65. une autre quantité considérablement plus grande de résidus de combustion de solides est retirée d'au-dessus de la grille 61 par le tuyau vertical 69 pourvu de la vanne de commande 71 pour être renvoyée par la conduite 39 au générateur de gaz 42 pour fournir la chaleur requise dans la zone de gazéification 44.
En concordance avec la température considérablement plus élevée
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et les dimensions normalement plus grandes du générateur de gaz 42, la quantité de solides remise en circulation vers 42 est un multiple élevé de celle remise en circulation vers la chambre de carbonisation 26 et peut varier entre les limites approxima- tives de 30 à 300 fois la teneur en carbone des solides chargés par la conduite 36 ou peut être d'environ 20 à 100 fois la quan- tité de solides renvoyé par la conduite 65.
Les gaz de oarneaux sont extraits à la partie supérieure du dispositif de chauffage 60 par le séparateur de solides et de gaz 72, où ils sont débarrassés des particules fines de solides.
Les particules fines peuvent être renvoyées par le tuyau verti- cal 73 à la phase dense 62, ou retirées hors du système. Le gaz chaud de carneau, essentiellement exempt de solides, passe par la conduite 75 dans le réchauffeur d'air 76 où il chauffe l'air fourni par le compresseur 78 au moyen de la conduite 79. L'air réchauffé passe par la conduite 57 dans la chambre de dispersion 56 comme on l'a montré précédemment. Le gaz de oarneau, après enlèvement, si on le désire, de la poussière en 80, peut alors être envoyé à un endroit quelconque désiré, tel que le fonc- tionnement d'une turbine à gaz de carneau 82 ou évacué.
L'addition de solides non combustibles suivant la présen- te invention aux systèmes du type décrit dans l'exemple précé- dent qui comprend l'emploi de lits de solides fluidifiés est particulièrement avantageux pendant la période de départ, lors- qu'il est nécessaire d'établir un lit fluide à partir des matiè- res chargées. Si du charbon ou du coke seul était chargé dans l'exemple mentionné plus haut, la quantité de cendres restant après la combustion du combustible dans un excès d'air ( qui sera ordinairement utilisé pour éviter une élévation de tempé- rature trop grande avant que le fonctionnement du dispositif ait commencé ) sera dans de nombreux cas inférieure à la quan- tité de matière en suspension dans le gaz de oarneau et donc
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perdue dans le système.
Dans ce cas il est particulièrement avantageux pour l'établissement du lit de fluide, qu'une matiè- re étrangère non combustible soit introduite dans le système comme on l'a décrit plus haut.
On comprendra que la présente invention est applicable à une opération quelconque avec des solides fluidifiés, que la substance précieuse chargée soit une matière première du traite- ment, un catalyseur ou une autre matière. Il est simplement né- cessaire,que la matière ajoutée ne contrarie pas jusqu'à un de- gré non désiré les opérations du traitement. son addition dans de nombreux cas aura des avantages supplémentaires. Par exem- ple la matière inerte, si elle est choisie pour son point de fusion élevé, peut contribuer à empêcher la formation d'agglo- mérations de cendres dans le coke.
Dans le système décrit plus haut, une ou deux chambres de conversion peuvent également être supprimées, le dispositif de chauffage 60 peut donc être suppri- mé et les chambres 26 et 42 fonctionner sur la base du principe de fabrication et de soufflage comprenant alternativement des cycles de combustion et de production dont tous les deux peu- vent être avantagés par la faible concentration en carbone ou le faible entraînement par soufflage, ou par les deux, ce qui résulte de l'addition de matière non combustible étrangère.
De la même manière, l'invention peut être appliquée avantageuse- ment dans le fonctionnement de réactions de carbonisation pure ou de gazéification pure aveo dispositif de chauffage séparé ou sur une base de fabrication et de soufflage. On comprendra également,que lorsque la gazéification de matières oarbonaoées solides est mentionnée ici, cela signifie qu'elle comprend la production d'un gaz quelconque de puissance calorifique prati- que y compris le gaz à l'eau, le gaz de gazogène, etc.. La pré- sente invention s'applique de la même manière à un type quel- conque d'opération à lit fixe,demandant une combustion efficace
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de matière solide oarbonaoée, en particulier en combinaison avec la combustion par tirage vers le bas.
La présente invention sera illustrée en outre par les exemples spécifiques suivants comparant les matières et les be- soins d'équipement pour fournir 1.000.000 unités B T U par heure de chauffage à des solides fluidifiés en circulation, par com- bustion de carbone dans l'air, le gaz fluide quittant le dispo- sitif de chauffage à 2000 F, l'air étant introduit à 1000 F et le combustible à 100 F.
EMI16.1
<tb>
Exemple <SEP> 1 <SEP> : <SEP> Exemple <SEP> II <SEP> :
<tb>
<tb> Fonctionnement <SEP> Fonctionnement
<tb> usuel <SEP> perfectionné
<tb>
<tb> Proportion <SEP> de <SEP> carbone <SEP> converti
<tb> en <SEP> CO2 <SEP> 50 <SEP> % <SEP> 100 <SEP> %
<tb>
<tb> Proportion <SEP> de <SEP> carbone <SEP> converti
<tb> en <SEP> 00 <SEP> 50 <SEP> % <SEP> 0
<tb>
<tb> Livres <SEP> de <SEP> carbone <SEP> requises <SEP> par
<tb> heure <SEP> 145 <SEP> 90
<tb>
<tb> CFM <SEP> air <SEP> comprimé <SEP> 265 <SEP> 225
<tb>
<tb> CFS <SEP> gaz <SEP> de <SEP> carneau <SEP> traité
<tb> (30 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce <SEP> carré) <SEP> 7,7 <SEP> 5,9
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> récipient <SEP> réchauffeur
<tb> (pieds) <SEP> 2,6 <SEP> 2,2
<tb>
<tb> Producteur <SEP> du <SEP> réchauffeur <SEP> d'air
<tb> (BTU <SEP> par <SEP> heure) <SEP> 280,000 <SEP> 230,
000
<tb>
En général le rapport d'augmentation de besoins montrés plus haut pour la conversion incomplète en CO2 sera suivi pour tout l'équipement dans le circuit de chauffage et est d'une grandeur significative. Pour la combustion en proportions encore plus petites de CO2 les besoins de matière et d'équipement s' élèvent encore plus rapidement.
On comprendra que dans le but de faire démarrer le procédé représenté au dessin, les gaz d'alimentation fournis par les compresseurs 24 et 78, la vapeur fournie par la conduite 51 et/ ou l'alimentation en solides peuvent être chauffés au préalable
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à la température désirée par des moyens de ohauffage usuels quelconques ( non représentas ).
Tandis que la description précédente et les opérations données à titre d'exemple ont servi à illustrer les applications spéciales et les résultats de la présente invention, d'autres modifications évidentes pour les personnes du métier rentrent dans le cadre de la présente invention. Seules les limitations seront imposées à la présente invention qui sont indiquées aux revendications annexées.
REVENDICATIONS .
1. ) Dans la combustion de matières carbonaoées solides avec des gaz oxydants, le perfectionnement qui comprend la di- minution de la concentration en carbone dans la z8ne de combus- tion à un niveau conduisant à la formation de CO2 de préférence à CO.
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"Improved Method for Treating Fuels".
The present invention relates to an improved process for the efficient use of solid carbonaceous fuels, such as coal, coke, peat, tar sands, oil shale and the like, and more particularly relates to a production process. heat efficiency from the solid carbonated materials mentioned,
During the production of heat by combustion in air of solid fuels, the main combustion products are carbon monoxide,
carbon dioxide and water. It is well known that a more efficient use of both the carbon in fuels and the oxygen in the air is
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obtained in a heating device burning solid fuels, by the fact that the combustion is carried out in such a way that it will produce carbon dioxide preferably carbon monoxide.
The formation of carbon monoxide instead of carbon dioxide in the combustion reaction consumes more carbon and requires more oxygen per unit of heat produced, as shown by the following equations:
EMI2.1
C + 0a = C02 = 94,400 oal C + 1/2 02 = 00 + 26,700 oal
In the various processes relating to the production of heat by the combustion of solid carbonaceous materials such as the manufacture of combustible gases, for example water gas, in the alternating periods of manufacture and blowing, the coking operations in a current of 'air and similar operations, the formation of carbon monoxide during the combustion stages can only be avoided by glowing carbon, which by the nature of these processes must be in excess,
has a strong tendency to reduce carbon dioxide to carbon monoxide by a reaction which consumes some of the heat produced by the previous formation of carbon dioxide. These conditions exist regardless of whether the combustion processes mentioned are carried out by blowing air or other oxidizing gas through a fixed bed of coarse fragments of solid fuels or whether the technique of fluidized solids is. applied, that is, if the solid fuel is burned in the form of fine particles held by an aeration gas in the form of a dense, turbulent suspension, having flow characteristics and transfer of heat, similar to that of a liquid.
The loss in heat efficiency produced by the formation of large proportions of carbon monoxide during the production of heat by the combustion of solid fuels.
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is of primary importance in processes which include the use of combustion residue from hot solids to provide the heat required by various endothermic chemical reactions, such as the manufacture of gases containing carbon monoxide and carbon. hydrogen, for example water gas, or synthesis gas for the synthetic preparation of hydrocarbons, coking and cracking of carbonaceous solids and liquids and the like.
These processes envision, for example, a continuous circulation of solid carbonate residues from coking or gasification, in a fluidized state, from the conversion zones to a heater in which heat is produced by fuel. removal of the carbonaceous constituents of the residue, and recirculation of the highly heated, fluidized solid combustion residue to the conversion zones to provide the required heat therein. This technique ordinarily involves circulating, from the heater to the conversion zones, amounts of non-conversion material considerably in excess of the amount of carbon used in the conversions, to provide the large amounts of reheat. - quises for conversions.
While for this purpose the non-conversion material may consist of unreacted conversion materials, such as coke or coal, circulation of the required large excess of coke or coal to the produced heater in the latter provides very favorable conditions for the formation of carbon monoxide and leads to a loss of heat efficiency.
In this case, the ratio of fluidized solids to combustion air circulation rate is fixed by heat transport considerations; the degree of carbon contact with air can only be controlled by maintaining the carbon concentration in the circulating solid stream,
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at its proper level. In charcoal carbonization and the manufacture of water gas, however, the losses of solids from the fluidized beds are often greater than the amount of ash introduced into the system in the fresh coal. This tends to increase the carbon concentration of the fluidized beds.
For example if a loss of suspended matter in the outlet gas or the like is twice as much as the amount of ash introduced into the system, an average concentration of solid particles in the ash in the solid stream in oircula .tion must rise to about 50% of the total, such a concentration leads to the formation of Co in the combustion zone 1 as indicated above. One method of avoiding this increase in carbon concentration is to reduce the losses to an amount equal to the ash to be discarded. This is often difficult and expensive, and the control of the amount of waste is not as accurate and corresponding as one would like.
It has also been proposed to control the formation of carbon monoxide by using thin beds of fuels, thereby decreasing the possibility of the side reaction of carbon dioxide with the additional carbonaceous material.
However, this technique, although valuable, is not entirely satisfactory since it comprises either an incomplete conversion of the oxygen supplied or an incomplete reduction in the side reaction, depending on the conditions employed; the use of a thin bed also introduces a certain number of operating difficulties such as poor distribution of the air flow, uneven loading of the series of fixed beds, etc.
Additionally in the conversion of coal or coke to gas or in the use of coal or coke as a heating material in a fluidized solids operation, the amounts of gas or process vapor and flue gas
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are so large that considerable useful process material is wasted unless a relatively expensive recovery plant is installed. A 5% ash coal can therefore produce enough process and flue gas to develop up to 50% feed-in solids instead of the 5%, which would be desirable for ash content removal.
The present invention overcomes the difficulties mentioned above and provides various additional advantages. These advantages, the nature of the invention and the manner in which it is carried out, will be better understood from a reading of the following description with reference to the drawing which shows a semi-schematic view of an apparatus. particularly suitable for carrying out the invention.
The main object of the present invention is to provide a process for the efficient production of heat from solid carbonaceous materials.
Another object of the present invention is to provide a process for conducting the combustion of solid carbonaceous materials in such a manner as to produce CO2 rather than CO as a gaseous product of combustion.
Another object of the present invention is to promote the combustion of solid carbonated materials into CO 2 rather than CO in a combustion zone operating according to the fluidized solids technique.
Another object of the present invention is to promote the combustion of carbonaceous solids in CO 2 rather than in CO, in a combustion zone which operates according to the technique of fluidized solids and out of which strongly heated solid residues are used. for maintaining the reaction in at least one zone for converting solids to fluidized fuel, and which receives a supply of solids
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at least one of these conversion zones.
Yet another object of the present invention is to reduce the blowing out of carbonaceous solids from combustion zones operating in the fluidized solids technique.
Other objects and advantages of the present invention will become apparent below.
It has been found that these objects can be fully achieved in general when the carbon concentration in the combustion zone is maintained at a level low enough to decrease the formation of carbon monoxide. These objects can be achieved more especially by adding to the solid carbonaceous material subjected to combustion a quantity of non-combustible solid material.
In accordance with one embodiment of the present invention, the extraneous non-combustible material is inert and includes inexpensive materials such as sand, clay, ordinary hearth ash and the like. In this operation, the decrease in the carbon concentration in the combustion zone and therefore the decreased formation of carbon monoxide is effected by increasing the proportion of inert materials charged. Conversely, if the carbon concentration in the combustion zone is to be increased, the proportion of inert material charged decreases. A very sensitive control of the carbon concentration and the formation of CO is thus carried out.
When applied to conversion zones operating in the fluidized solids technique, the non-combustible foreign material may be supplied to the conversion zones along with the carbonaceous solid material or, when a solid cycle between several conversion zones is considered, the non-combustible material can be
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added at any location favorable to the flow of circulating solids.
In each case the introduced foreign matter not only serves to regulate the carbon concentration in the combustion zones to a suitable level, but also minimizes the content of precious carbonaceous substance lost or transmitted in an unwanted manner to the other zones. by blowing. Since the amount of the material entrained by the gases evolved from the fluid contact vessels is strongly influenced by the split state of the solid, a further collecting effect is achieved by careful calibration of the added foreign material. This is particularly advantageous when the carbonated material itself does not allow proper sizing.
In general satisfactory results are obtained by adding 0.001 to 0.25 pounds, preferably 0.10 pounds of inert, preferably coarse foreign material, per pound of solid carbonaceous material in a fixed bed operation when applying combustion. pull down and about 0.001 to 0.50 pounds, preferably 0.10 pounds, of inert foreign material which has a particle size ranging from 25 to 300 mesh, per pound of solid carbonaceous material, in the case of fluid function. Carbon concentrations in the combustion zone vary between approximate limits of 0.1% to 25%, depending on the proportion of foreign matter added and the characteristics of the carbonaceous materials used.
Optimum results with regard to the CO2 combustion bridge obtained for a carbon concentration of about 0.5% to 5%.
According to another embodiment of the present invention, the added non-combustible solid material comprises wholly or partially catalytic materials capable of increasing the rates of the oxidation reactions. These oata-
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lytics include iron oxide, iron ore, rusty iron scrap, high iron clay, red mud, spent cracking catalysts and many other substances known as promoting oxidation reactions.
The use of these catalytic materials is particularly advantageous for the operation of low temperature combustion zones, from about 1000 to 1500 F, where the reaction rate, rather than the equilibrium conditions, regulates the combustion process. It has been found that by adding these catalytic materials, the reaction rate of CO 2 formation can be increased to such an extent that combustion takes place almost and completely to CO 2.
The catalyst materials can be added either alone or with the inert materials mentioned above in varying proportions depending on the degree of CO2 conversion desired, the activity of the catalyst material and the intensity of the blowing control desired. Good results are obtained by maintaining, for example, a concentration of 10% iron oxide in the mass of fluidized solids. This can be added as a fairly coarse material, i.e. 25 to 100 meshes, to decrease the rate of loss, but it will certainly not be so coarse as to interfere with thinning. satisfactory.
When the crude carbonaceous solid material contains in itself catalyst components of the type mentioned, the addition of foreign catalyst material can be correspondingly limited, i.e. the desired effect can, in part. or completely, be effected by a suitable choice of raw materials for the process.
A more special modification of the preferred procedure employing the fluidized solids technique and the circulation of solids between the carbonization zones of the fluid,
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gasification and combustion is shown schematically in the accompanying drawing. As can be seen from the drawing, a carbonaceous solid fuel and a non-combustible solid are crushed or pulverized in mills 1 and 2 respectively, to a finely divided shape, for example 50% having a dimension of. less than 100 stitches, although small fragments up to 1/4 or 1/2 inch in size can be used.
For the purpose of the following description, the carbonaceous material will be referred to as charcoal and the non-combustible material high iron clay, but other materials may be used. The material of suitable dimensions is lifted or transported in some manner, known per se, by the lines 3 and 4 to feed respectively the hoppers 5 and 6. From there they are supplied by the hoppers. control valves 1 and 8 and lines 10 and 12 provided with screw feeders 14 and 16 in mixing pipes 18 provided with control valves 19 and then in a dispersion chamber 20.
The valves 7 and 8 and the screw feeders 14 and 16 are adjusted so that a mixture of about 100 parts by weight of charcoal and 10 parts by weight of clay is supplied to the chamber. Dispersion 20. It will be understood, however, that this proportion can vary widely depending on the type of solids used.
The solids can also be mixed in a single mill of the type shown at 1 and supplied in the proper proportion to a single feed hopper 5, from which the mixture can reach the dispersion chamber 20 as shown. upper. The mixture of solids in the dispersion chamber is dispersed in a stream of "thinning" gas such as superheated steam, nitrogen, flue gases, or the like supplied through line 22 by compressor 24. . Dispersed solids
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are now in the so-called fluidized state, in which they are able to flow through pipes, valves, etc. like a liquid and having static and dynamic charges.
The system pressure can be substantially atmospheric but is preferably maintained within the approximate limits of 25 to 75 pounds per square inch to save compression on the gas produced. Higher pressures may be used if practicality and economy of construction technique permit.
The mixed fluidized solids enter the lower conical portion of the enlarged cylindrical carbonization chamber 26 and pass through a distribution grid 27 into the carbonization zone 28, where the carbonization coal is subjected, as a dense fluidized mass. , bubbling, forming a well-defined upper level 29, at coking temperatures between about 1000 and 2000 F, preferably around 1200 F. A pressure of about 40 pounds per square inch will ordinarily be required to supply gas. to water at 25 lbs.
The heat required for the carbonization reaction is provided by strongly heated solids recirculated from combustion chamber 60 through line 65, as will become more apparent below.
Product vapors, containing small amounts of fine solids, pass through a solid and gas separator 30, which may be a centrifugal or electric type precipitator, and through a line 32 to any conventional system 34. for the recovery of these volatile carbonization products such as coal gas, oil, tar, chemicals, etc. The solids separated in 30 are returned to the cycle through pipe 31 to phase dense in 28.
A fluidized mixture of coke and clay is extracted from the
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, carbonization chamber 26 at a location above the grate 27 through the pipe 36. This mixture which can now consist of about 75 parts by weight of ooke and 300 parts by weight of clay, plus ash produced by the loss of volatile products and the addition of the inert combustion residue from zone 60, then passes through the control valve 37 to the dispersion chamber 38 where it is taken up by the strongly heated steam supplied by the device steam reheating 50 by means of line 40.
From the dispersion chamber 38, the fluidized mixture passes through the line 39 into the lower part of a cylindrical gas generator 42 provided with a distribution grid 43 arranged analogously to that of the chamber. Carbonization 26, The gas generator is maintained at a temperature of between about 1400 and 2400 F, preferably about 1600 to 1800 F at a pressure of about 30 pounds per square inch, to allow the reaction of the gas to the gas. water to take place between the steam and the carbon of the fluidized solids mixture maintained in a dense bubbling mass 44 forming a level 45 in the generator 42.
The heat required for the reaction of the gas with water is supplied by the strongly heated solid residues re-circulated from combustion zone 60 through line 69 at the desired temperature, as will be more clearly apparent in the following,
A gas consisting mainly of CO and H2 is taken from the upper part of the generator 42 and freed, in the separator 46 of solids and gases, of the entrained fine particles, which can be returned through the pipe 48 to the phase. density 44. Note, however, that the carbon content of the fine particles reaching the separator 36 is negligible, which results from the high concentration of non-combustible solids, which are maintained in the generator 42,
and these particles
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fines can be either removed from the system or added elsewhere than to the circulating solids, without producing significant losses of material in process. The gas leaves separator 46 through line 49 and passes through steam heater 50, exchanging heat with the steam admitted through line 51, to a cooling system 52 from which it flows. can be extracted for any desired use, as a fuel gas, for hydrocarbon synthesis and other uses. Tower 52 may also be a scrubber for removing any traces of suspended solids not separated at 46. The reheated vapor at 50 passes through line 40 to dispersion chamber 38, as discussed above. high.
The solid gasification residue is extracted through a vertical pipe 53, from a location above the grid 43, and passes through the control valve 55 into the dispersion chamber 56 where it is captured by hot air, oxygen or another oxidizing gas supplied by line 57 as will appear more clearly below. The mixture of solid gasification residue and oxidizing gas passes at about the temperature of the gasification zone, through line 59, into the lower conical portion of cylindrical combustion chamber 60, which has a similar construction to that of rooms 26 and 42 and serves as a heating device for zones 26 and 42.
The mixture of solids and gas enters the cylindrical part of the heater 60 through a distribution grid 61 and above this forms a fluidized, dense, bubbling phase 621 having a well-defined upper level 63.
The carbon concentration of the solids supplied to the heater 60 has fallen below 5% and can drop to 0.1-1%, as a result of the gasification reaction at 42 and reset. circulating solids no
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fuels from the heater 60 through line 69.
At these low carbon concentrations, the danger of CO2 being reduced to CO by excess carbon is practically non-existent and CO2 combustion occurs at the most efficient rate.
This effect is further enhanced by the catalytic activity of the iron oxide constituents of the clay, with the result that virtually complete CO2 combustion is obtained in the heater 60 with theoretical O2 or with a slight excess of oxygen; which can amount to about 5 to 10% of the theoretical amount.
The temperature of zone 62 is maintained between 1600 and @ 2500 F, preferably about 1800 to 1900 F, at a pressure of about 30 pounds per square inch. Solid combustion residues, which now consist mainly of clay and coal ash, are returned from a location above grate 61 at about the temperature of combustion zone 62, through a pipe. vertical 65 provided with a control valve 67, at the lower oonic portion of the carbonization chamber 26, in amounts sufficient to provide the heat required for the carbonization.
This amount can vary between 70% and 1500% of the solids charged through line 20, and depending on the temperature difference between combustion zone 62 and carbonization zone 28, good results being generally obtained for a regeneration ratio. solids circulation of about 150% to 300%. Fluidizing gas can be supplied from compressor 24 through line 68 to facilitate transport of solids through line 65. Another considerably larger amount of combustion residue from solids is removed from above grate 61. by the vertical pipe 69 provided with the control valve 71 to be returned through the pipe 39 to the gas generator 42 to supply the required heat in the gasification zone 44.
In accordance with the considerably higher temperature
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and the normally larger dimensions of gas generator 42, the amount of solids recirculated to 42 is a high multiple of that recirculated to carbonization chamber 26 and can vary within the approximate limits of 30 to 300 times. the carbon content of the solids fed through line 36 or may be about 20 to 100 times the amount of solids returned through line 65.
The core gases are extracted at the top of the heater 60 by the solids and gas separator 72, where they are freed of fine particles of solids.
Fine particles can be returned through vertical pipe 73 to dense phase 62, or removed out of the system. The hot flue gas, essentially free of solids, passes through line 75 into air heater 76 where it heats the air supplied by compressor 78 through line 79. The heated air passes through line 57 in the dispersion chamber 56 as shown above. The flue gas, after removal, if desired, of the dust at 80, can then be sent to any desired location, such as the operation of a flue gas turbine 82, or exhausted.
The addition of non-combustible solids according to the present invention to systems of the type described in the previous example which includes the use of fluidized solids beds is particularly advantageous during the start-up period, when this is required. necessary to establish a fluid bed from the loaded materials. If coal or coke alone were charged in the example mentioned above, the amount of ash remaining after combustion of the fuel in excess air (which will ordinarily be used to avoid too great a rise in temperature before operation of the device has started) will in many cases be less than the amount of material in suspension in the flue gas and therefore
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lost in the system.
In this case it is particularly advantageous for the establishment of the fluid bed, that a non-combustible foreign material is introduced into the system as described above.
It will be understood that the present invention is applicable to any operation with fluidized solids, whether the valuable substance loaded is a process raw material, a catalyst, or other material. It is simply necessary that the material added does not interfere with the processing operations to an undesirable degree. its addition in many cases will have additional benefits. For example, the inert material, if chosen for its high melting point, can help to prevent the formation of ash clumps in the coke.
In the system described above, one or two conversion chambers can also be omitted, the heater 60 can therefore be omitted and the chambers 26 and 42 operate on the basis of the manufacturing and blowing principle comprising alternately cycles. combustion and production both of which can benefit from low carbon concentration or low blast entrainment, or both, resulting from the addition of extraneous non-combustible material.
Likewise, the invention can be applied to advantage in the operation of pure carbonization or pure gasification reactions with a separate heater or on a manufacturing and blowing basis. It will also be understood that when the gasification of solid carbonaceous materials is referred to herein, it means that it includes the production of any gas of practical calorific value including water gas, gas generator gas, etc. The present invention is similarly applicable to any type of fixed bed operation requiring efficient combustion.
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of carbonated solid material, in particular in combination with downdraft combustion.
The present invention will be further illustrated by the following specific examples comparing the materials and equipment requirements to provide 1,000,000 BTU units per hour of heating to circulating fluidized solids by combustion of carbon in the fluid. air, the fluid gas leaving the heating device at 2000 F, the air being introduced at 1000 F and the fuel at 100 F.
EMI16.1
<tb>
Example <SEP> 1 <SEP>: <SEP> Example <SEP> II <SEP>:
<tb>
<tb> Operation <SEP> Operation
<tb> usual <SEP> advanced
<tb>
<tb> Proportion <SEP> of <SEP> carbon <SEP> converted
<tb> in <SEP> CO2 <SEP> 50 <SEP>% <SEP> 100 <SEP>%
<tb>
<tb> Proportion <SEP> of <SEP> carbon <SEP> converted
<tb> in <SEP> 00 <SEP> 50 <SEP>% <SEP> 0
<tb>
<tb> Books <SEP> of <SEP> carbon <SEP> required <SEP> by
<tb> hour <SEP> 145 <SEP> 90
<tb>
<tb> CFM <SEP> compressed air <SEP> <SEP> 265 <SEP> 225
<tb>
<tb> CFS <SEP> gas <SEP> from <SEP> flue <SEP> processed
<tb> (30 <SEP> pounds <SEP> per <SEP> inch <SEP> square) <SEP> 7.7 <SEP> 5.9
<tb>
<tb> Diameter <SEP> of the <SEP> container <SEP> heater
<tb> (feet) <SEP> 2.6 <SEP> 2.2
<tb>
<tb> Producer <SEP> of the air <SEP> heater <SEP>
<tb> (BTU <SEP> per <SEP> hour) <SEP> 280,000 <SEP> 230,
000
<tb>
In general the demand increase ratio shown above for incomplete conversion to CO2 will be followed for all equipment in the heating circuit and is of a significant magnitude. For combustion in even smaller proportions of CO2 the material and equipment requirements rise even more rapidly.
It will be understood that in order to start the process shown in the drawing, the feed gases supplied by the compressors 24 and 78, the steam supplied by the line 51 and / or the solids feed can be heated beforehand.
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at the desired temperature by any usual oheating means (not shown).
While the foregoing description and example operations have served to illustrate the special applications and results of the present invention, other modifications obvious to those skilled in the art are within the scope of the present invention. Only the limitations will be imposed on the present invention which are indicated in the appended claims.
CLAIMS.
1.) In the combustion of solid carbonaceous materials with oxidizing gases, the improvement which comprises decreasing the carbon concentration in the combustion zone to a level resulting in the formation of CO2 in preference to CO.