EP3333244A1 - System for supplying powder from granules, method and facility for the gasification of a feedstock of carbon material in a fluidized bed reactor (fbr) using such a system - Google Patents

System for supplying powder from granules, method and facility for the gasification of a feedstock of carbon material in a fluidized bed reactor (fbr) using such a system Download PDF

Info

Publication number
EP3333244A1
EP3333244A1 EP17205367.0A EP17205367A EP3333244A1 EP 3333244 A1 EP3333244 A1 EP 3333244A1 EP 17205367 A EP17205367 A EP 17205367A EP 3333244 A1 EP3333244 A1 EP 3333244A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder
granules
gasification
mill
conveying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17205367.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Perret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP3333244A1 publication Critical patent/EP3333244A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C10J2300/0936—Coal fines for producing producer gas

Definitions

  • the present invention generally relates to a powder supply system for a part of a downstream installation, such as a reactor in a thermochemical conversion plant.
  • the invention relates more particularly to an application of food, pressurized containers or not, in powders of carbonaceous material charge, such as biomass, coal or any other type of powders such as a crushed waste ...
  • the Containers to be fed can advantageously be gasification reactors, or other thermochemical conversion systems.
  • the mass flow rates of solid can be very variable, from a few kilograms up to several tons per hour in industrial conditions.
  • the invention aims to improve such powder supply systems.
  • the invention finds its application in a process for gasification of biomass and, more generally, carbonaceous material feedstock, in a flow-type gasification reactor driven, to produce fuels or fuels.
  • the invention can be used for the conversion of other charges of carbonaceous material (coal, pet coke, organic waste ...) or solid recovered fuels (CSR).
  • carbonaceous filler means any combustible material consisting of carbon-containing compounds.
  • biomass ie any inhomogeneous material of plant origin containing carbon, such as lignocellulosic biomass, forest or agricultural residues (straw), or household waste. All these loads can be dry or wet.
  • CSR solid recovery fuels
  • thermochemically converting biomass or other charges into liquid or gaseous fuel by chemical synthesis necessarily include a step of gasification of the carbonaceous feedstock for obtain a synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2).
  • CO carbon monoxide
  • H2 hydrogen
  • the actual gasification step is carried out continuously from the carbonaceous filler of different types and sizes, usually stored at atmospheric pressure.
  • the gasification of biomass and coal has been known for a long time. In general, it can be defined as a thermochemical transformation of biomass or coal by the action of heat in the presence of gassing agents. It is sought to generate, after the gasification, a gas mixture said synthesis gas which comprises carbon monoxide and hydrogen (CO + H2) among others.
  • the gasification processes of the lignocellulosic biomass make it possible to generate a synthesis gas which makes it possible to produce downstream either liquid fuels or other organic products.
  • This gasification takes place in the presence typically of water vapor at 1300-1600 ° C for driven flow reactors (RFE).
  • RFE driven flow reactors
  • these processes convert carbon from biomass with a gas at the outlet of the gasifier with an average composition of 20-25% CO, 8-12% CH 4 , 18-22% CO 2 and about 38-42% in H 2 and organic compounds C 2 to C 16 plus inorganic compounds.
  • the primary reason for pulverizing the biomass material is the need for sufficiently rapid gasification of the particles that make it up. Indeed, for the powder has time to be completely gasified during its fall in the reactor it must be sufficiently fine.
  • the atomized jet is then brought into contact with the oxidizing agent, a mixture of oxygen and water vapor.
  • the mixture with the oxidant must be done quickly and in the most homogeneous manner possible.
  • the combustion of a part of the material is one option among others to bring the necessary heat to the gasification process.
  • the biomass powder feed of a driven flow gasification reactor and, more generally, a powder feed of various and varied containers, must be made with a conveying device with powder dosing, that is to say which makes it possible to convey and control the quantity of powder, and downstream with a device for the injection of powders into a container, continuously or discontinuously.
  • patent application WO2012 / 152742A1 discloses a rotary lock for metering a powder which feeds directly from the lock a kneader.
  • the patent US9227790B2 relates to a gasification plant for biomass or coal in which the powder is conveyed by a helical worm conveyor.
  • the main disadvantage of using a hopper for storing a cohesive powder is that its flow is done by forming a kind of chimney, or even arches that will limit the flow of powder out of the hopper, even prevent it.
  • Another solution usually consists in arranging a large number of metering devices, either in fluidic series with a volume, therefore a decreasing flow rate, for example rotating locks with an increasing number of buckets of decreasing size going towards the point. injection, or in parallel, with an alternating dosage of several devices.
  • this solution has the disadvantage of generating a significant footprint.
  • problems of plugging by compaction of the powder in the cups occur frequently.
  • a conveying with gas also referred to as "aerated injection”
  • a conveying with gas also referred to as "aerated injection”
  • it generates highly diluted phase flow, which may not be compatible with many downstream processes.
  • thermochemical conversion plant in which the gas does not participate in the reaction and thereby decreases the efficiency.
  • This can be particularly penalizing at high pressure, because of the density increased gas, which increases the ratios between gas mass flow and solid mass flow.
  • using a conveying gas by diluting the powder particles in a biomass gasification plant would require using a portion of the energy of the gasification reaction to heat the initially cold gas, which would have the effect of undesirable to decrease the overall yield of the reaction.
  • the major disadvantage of the injection cones is that the powder can cause clogging within them, due to the irregular arrival of powder in the form of packets and not constant flow, these packages can also have a certain cohesion due to compaction in the upstream conveying device, such as a worm.
  • One solution is to add a vibratory system to the injection cone, which as for the injection hopper is expensive and does not guarantee the absence of clogging.
  • the object of the invention is to at least partially meet this (these) need (s).
  • the metering conveying device comprises a hopper for storing the granules and an endless screw whose inlet is connected to the outlet of the hopper.
  • the mill is preferably a roller mill.
  • roller mill The choice of a roller mill is particularly judicious.
  • the carbonaceous feedstock is solid recovery fuels which contain a high content of plastics
  • the size of the powder particles resulting from step b / grinding is preferably between 100 ⁇ m and 1 mm.
  • the granules can be biofuel granules or solid recovery fuel granules (SRF).
  • SRF solid recovery fuel granules
  • the invention essentially consists in carrying out the conveying and the dosing of the carbonaceous feedstock in the form of granules and then in carrying out their grinding so as to obtain a powder having the desired particle size properties before it enters the injection cone.
  • the granules may advantageously be in the form of small cylinders of the type of biocombustible wood pellets marketed for home heating or of any other shape and / or size allowing their satisfactory flow both in a hopper and in a conventional conveying device, such as a worm.
  • the granules can be manufactured as usually by compaction of a powder whose particle size is that desired for proper operation of the driven flow reactor.
  • the mill according to the invention makes it possible to grind or in other words to crumble the granules to give again the initial particle size, typically between 100 microns and 1 mm, of the powder which constitutes them.
  • the crumbling of the granules represents a low energetic cost compared to the initial grinding of the material before granulation to obtain the powder at the desired particle size for the gasification reactor or the like.
  • the powder obtained is not compacted and its flow can be done in a regular and aerated manner, and thus allow a good flow within the injection cone and hence in any downstream reactor or equipment putting into operation. an industrial process.
  • a continuous installation implements the process of a gasification of a carbonaceous charge by supplying the charge under a powder by a system 1 adapted, in a reactor 4 of type to driven flow.
  • the gasification reactor 4 entrained flow (EFR or RFE, English acronym for "entrained flow reactor”) preferably operating at temperatures typically between 1300 to 1600 ° C and a pressure between 30 and 50 bars is fed with continuous by the load by a conveying device with dosage 2.
  • the carbonaceous material feed is prepared by grinding to be put into the form of a powder P which is stored in a suitable storage hopper 20.
  • the continuous feed with metering is carried out by means of at least one worm 21, for example as described in the patent application. WO 2005/092749 .
  • an injection cone 3 which makes it possible to inject the carbonaceous feed powder directly into the reactor 4 situated below said cone 3.
  • the powder can flow by forming a chimney in the storage hopper 20, possibly with the formation of arches which will limit the flow of powder out of the hopper 20 or even prevent it.
  • the powder may tend to compact in the worm 21, which can lead to the blocking of the latter.
  • the irregular arrival of the powder in the form of packets and not constant flow in the injection cone 3 can lead to clogging, the packets may also have some cohesion due to compaction in the worm 21 .
  • a grinding reactor 5 is added between the free end of the worm 21 and the injection cone 3 in powder form.
  • the carbonaceous material charge is stored in the form of granules G, which are conveyed as such by the worm before being discharged by gravity into the mill 5.
  • the powder P which results from the grinding within the mill 5 then also feeds by gravity the injection cone 3 which itself feeds the reactor (RFE) 4 with the powder P.
  • the mill 5 is preferably a roller mill, that is to say which uses at least two rollers with rotating axes which rotate in opposite directions relative to each other and between which the granules G fall to be crushed or crumbled and thus produce the powder P to the desired particle size.
  • the granules G are produced and the mill 5 is dimensioned so that the particles of the powder P obtained by grinding the granules have a dimension between 100 microns and 1mm.
  • the conversion plant into a fuel or a fuel, in particular a liquid fuel, or another synthetic product may be used for the conversion of other feeds of carbonaceous material.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)

Abstract

L'invention concerne un système (1) d'alimentation en poudre, comprenant: - un dispositif de convoyage (2) avec dosage, adapté pour convoyer un ou des matériaux sous la forme de granulés, selon un débit moyen donné; - un broyeur (5) adapté pour broyer les granulés dosés, en une poudre; - un dispositif d'injection (3) par gravité de la poudre, sous la forme d'un tronc de cône, agencé en dessous du broyeur. Elle concerne également un procédé de gazéification et installation en continu associés.The invention relates to a system (1) for feeding powder, comprising: - A conveyor device (2) with metering, suitable for conveying one or more materials in the form of granules, at a given average flow rate; - a grinder (5) adapted to grind the dosed granules, into a powder; - A gravity injection device (3) of the powder, in the form of a truncated cone, arranged below the mill. It also relates to an associated continuous gasification and continuous installation process.

Description

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne de manière générale un système d'alimentation en poudre d'une partie d'une installation en aval, telle qu'un réacteur dans une installation de conversion thermochimique.The present invention generally relates to a powder supply system for a part of a downstream installation, such as a reactor in a thermochemical conversion plant.

Elle concerne en particulier les alimentations en poudres cohésives, telles que les poudres de bois, c'est-à-dire qu'elles ont une tendance naturelle à former spontanément des arches et des voûtes.In particular, it relates to supplies of cohesive powders, such as wood powders, that is to say that they have a natural tendency to spontaneously form arches and vaults.

L'invention a trait plus particulièrement à une application d'alimentation, de contenants pressurisés ou non, en poudres de charge de matière carbonée, telle que la biomasse, le charbon ou tout autre type de poudres comme un broyat de déchets... Les contenants à alimenter peuvent être avantageusement, des réacteurs de gazéification, ou d'autres systèmes de conversion thermochimique. Dans cette application, les débits massiques de solide peuvent être très variables, depuis quelques kilogrammes jusqu'à plusieurs tonnes par heure en conditions industrielles.The invention relates more particularly to an application of food, pressurized containers or not, in powders of carbonaceous material charge, such as biomass, coal or any other type of powders such as a crushed waste ... The Containers to be fed can advantageously be gasification reactors, or other thermochemical conversion systems. In this application, the mass flow rates of solid can be very variable, from a few kilograms up to several tons per hour in industrial conditions.

L'invention vise à améliorer de tels systèmes d'alimentation en poudre.The invention aims to improve such powder supply systems.

Plus particulièrement, l'invention trouve son application dans un procédé de gazéification de la biomasse et, plus généralement de charge de matière carbonée, dans un réacteur de gazéification de type à flux entraîné, en vue de produire des combustibles ou des carburants.More particularly, the invention finds its application in a process for gasification of biomass and, more generally, carbonaceous material feedstock, in a flow-type gasification reactor driven, to produce fuels or fuels.

Bien que décrite en référence à la biomasse, pour une conversion en un combustible ou un carburant, notamment un carburant liquide, ou un autre produit de synthèse, l'invention peut être utilisée pour la conversion d'autres charges de matière carbonée (charbon, pet coke, déchets organiques...) ou de combustibles solides de récupération (CSR).Although described with reference to biomass, for conversion into a fuel or a fuel, in particular a liquid fuel, or another synthetic product, the invention can be used for the conversion of other charges of carbonaceous material (coal, pet coke, organic waste ...) or solid recovered fuels (CSR).

Etat de la techniqueState of the art

On désigne sous l'appellation charge carbonée, tout matériau combustible constitué de composés contenant du carbone.The term carbonaceous filler means any combustible material consisting of carbon-containing compounds.

Il peut donc s'agir de biomasse, c'est-à-dire tout matériau inhomogène d'origine végétale contenant du carbone, tel que de la biomasse ligno-cellulosique, des résidus forestiers ou agricoles (paille), ou des déchets ménagers. Toutes ces charges peuvent être sèches ou humides.It can therefore be biomass, ie any inhomogeneous material of plant origin containing carbon, such as lignocellulosic biomass, forest or agricultural residues (straw), or household waste. All these loads can be dry or wet.

Il peut aussi s'agir d'un combustible d'origine fossile, tel que le charbon.It can also be a fossil fuel, such as coal.

Il peut aussi s'agir de déchets combustibles d'origine industrielle contenant du carbone, tel que des matières plastiques. Il peut ainsi s'agir de combustibles solides de récupération (CSR), tels que définis dans la norme EN 15359, i.e. des combustibles solides préparés à partir de déchets non dangereux destinés à être valorisés énergétiquement dans des installations d'incinération ou de co-incinération.It can also be combustible waste of industrial origin containing carbon, such as plastics. It can thus be solid recovery fuels (CSR), as defined in the EN 15359 standard, ie solid fuels prepared from non-hazardous waste for energy recovery in incineration or co-generation plants. incineration.

Il peut aussi s'agir d'une combinaison entre ces différentes charges.It can also be a combination of these different loads.

Les procédés actuels en cours d'étude ou à l'échelle de pilote industriel, permettant de convertir par voie thermochimique la biomasse ou les autres charges en carburant liquide ou gazeux par une synthèse chimique, comprennent nécessairement une étape de gazéification de la charge carbonée pour obtenir un gaz de synthèse contenant du monoxyde de carbone (CO) et de l'hydrogène (H2).Current processes under study or at the industrial pilot scale, for thermochemically converting biomass or other charges into liquid or gaseous fuel by chemical synthesis, necessarily include a step of gasification of the carbonaceous feedstock for obtain a synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2).

L'étape de gazéification proprement dite est réalisée en continu à partir de la charge carbonée de nature et de granulométrie différentes stockée habituellement à la pression atmosphérique.The actual gasification step is carried out continuously from the carbonaceous filler of different types and sizes, usually stored at atmospheric pressure.

La gazéification de la biomasse et du charbon est connue depuis longtemps. De manière générale, on peut la définir comme une transformation thermochimique de la biomasse ou du charbon par l'action de la chaleur en présence d'agents gazéifiants. On cherche à générer, à l'issue de la gazéification, un mélange de gaz dit gaz de synthèse qui comprend du monoxyde de carbone et de l'hydrogène (CO+H2) entre autres.The gasification of biomass and coal has been known for a long time. In general, it can be defined as a thermochemical transformation of biomass or coal by the action of heat in the presence of gassing agents. It is sought to generate, after the gasification, a gas mixture said synthesis gas which comprises carbon monoxide and hydrogen (CO + H2) among others.

Ainsi, les procédés de gazéification de la biomasse ligno-cellulosique permettent de générer un gaz de synthèse qui permet de produire en aval soit des carburants liquides soit d'autres produits organiques. Cette gazéification se déroule en présence typiquement de vapeur d'eau vers 1300-1600°C pour des réacteurs à flux entrainé (RFE). Classiquement, ces procédés convertissent le carbone de la biomasse avec un gaz en sortie du gazéifieur avec une composition moyenne de 20-25 % en CO, 8-12 % en CH4, 18-22 % en CO2 et environ 38-42 % en H2 et, des composés organiques C2 à C16 plus des composés inorganiques.Thus, the gasification processes of the lignocellulosic biomass make it possible to generate a synthesis gas which makes it possible to produce downstream either liquid fuels or other organic products. This gasification takes place in the presence typically of water vapor at 1300-1600 ° C for driven flow reactors (RFE). Conventionally, these processes convert carbon from biomass with a gas at the outlet of the gasifier with an average composition of 20-25% CO, 8-12% CH 4 , 18-22% CO 2 and about 38-42% in H 2 and organic compounds C 2 to C 16 plus inorganic compounds.

Il existe différents procédés de gazéification opérationnels ou au stade de recherche que l'on peut regrouper comme suit: la gazéification en lit fixe à contre-courant, à lit fixe à co-courant, en lit fluidifié et enfin, la gazéification à flux entraîné.There are various operational or research stage gasification processes that can be grouped as follows: fixed-bed, counter-current, fixed-bed co-current, fluidized-bed gasification and finally, flow-through gasification. .

Dans un réacteur à flux entraîné (RFE), la réaction de combustion prend la forme d'une flamme, ce qui implique un mode d'injection de la biomasse bien spécifique.In a driven flow reactor (RFE), the combustion reaction takes the form of a flame, which implies a very specific mode of injection of biomass.

Ainsi, celle-ci doit être introduite dans le réacteur sous forme de poudre atomisée, en suspension dans un gaz de transport ou gaz porteur.Thus, it must be introduced into the reactor in the form of atomized powder, suspended in a carrier gas or carrier gas.

La raison première de la réduction en poudre du matériau de biomasse est la nécessité d'avoir une gazéification suffisamment rapide des particules qui la constituent. En effet, pour que la poudre ait le temps d'être gazéifiée complètement lors de sa chute dans le réacteur celle-ci doit être suffisamment fine.The primary reason for pulverizing the biomass material is the need for sufficiently rapid gasification of the particles that make it up. Indeed, for the powder has time to be completely gasified during its fall in the reactor it must be sufficiently fine.

Le jet atomisé est alors mis en contact avec l'agent oxydant, mélange d'oxygène et de vapeur d'eau. Il faut, pour obtenir une bonne combustion, que le mélange avec l'oxydant se fasse rapidement et de façon la plus homogène possible. Cela étant, la combustion d'une partie du matériau est une option parmi d'autres pour apporter la chaleur nécessaire au processus de gazéification. On peut très bien avoir un brûleur alimenté en oxygène et/ou en méthane s'il l'on ne souhaite pas brûler le matériau à gazéifier.The atomized jet is then brought into contact with the oxidizing agent, a mixture of oxygen and water vapor. In order to obtain good combustion, the mixture with the oxidant must be done quickly and in the most homogeneous manner possible. However, the combustion of a part of the material is one option among others to bring the necessary heat to the gasification process. One can very well have a burner supplied with oxygen and / or methane if one does not wish to burn the material to gasify.

L'alimentation en poudre de biomasse d'un réacteur de gazéification à flux entraîné et plus généralement d'alimentation en poudre de contenants divers et variés, doit être faite avec un dispositif de convoyage avec dosage des poudres, c'est-à-dire qui permet de convoyer et contrôler la quantité de poudre, et en aval avec un dispositif servant à l'injection de poudres dans un contenant, en continu ou en discontinu.The biomass powder feed of a driven flow gasification reactor and, more generally, a powder feed of various and varied containers, must be made with a conveying device with powder dosing, that is to say which makes it possible to convey and control the quantity of powder, and downstream with a device for the injection of powders into a container, continuously or discontinuously.

Parmi les dispositifs de convoyage avec dosage répandus, on peut citer les dispositifs avec trémie de stockage reliée en aval à des vis sans fin, écluses rotatives ou les sas de pressurisation, communément appelés « lock hoppers » en anglais.Among the conveyor devices with widespread metering, there may be mentioned devices with storage hopper connected downstream worm, rotary locks or pressurizing airlock, commonly called "lock hoppers" in English.

Par exemple, la demande de brevet WO2012/152742A1 divulgue une écluse rotative pour doser une poudre qui alimente directement depuis l'écluse un pétrisseur.For example, the patent application WO2012 / 152742A1 discloses a rotary lock for metering a powder which feeds directly from the lock a kneader.

Le brevet US9227790B2 concerne une installation de gazéification de biomasse ou de charbon dans laquelle la poudre est convoyée par un convoyeur à vis sans fin de type hélicoïdale.The patent US9227790B2 relates to a gasification plant for biomass or coal in which the powder is conveyed by a helical worm conveyor.

On rencontre également des sas de pressurisation, dont le volume plus ou moins important définit la finesse du dosage. Un avantage des écluses et des sas de pressurisation est qu'ils ont également un effet d'étanchéité vis-à-vis d'éventuelles fluctuations de pression en amont et en aval.There are also pressurization airlock, whose more or less important volume defines the fineness of the dosage. An advantage of locks and airlock chambers is that they also have a sealing effect vis-à-vis possible pressure fluctuations upstream and downstream.

Le principal inconvénient de l'utilisation d'une trémie pour le stockage d'une poudre cohésive est que son écoulement se fait en formant en quelque sorte une cheminée, ou même avec des arches qui vont limiter le débit de poudre en sortie de trémie, voire l'empêcher.The main disadvantage of using a hopper for storing a cohesive powder is that its flow is done by forming a kind of chimney, or even arches that will limit the flow of powder out of the hopper, even prevent it.

L'inconvénient majeur des vis doseuses, écluses et lock-hoppers est le caractère fortement discontinu du débit de poudre généré. En outre, la compaction de la poudre dans une vis sans fin peut conduire au blocage de cette dernière.The major disadvantage of metering screws, locks and lock-hoppers is the highly discontinuous nature of the powder flow generated. In addition, the compaction of the powder in a worm can lead to blocking of the latter.

Afin de pallier ces inconvénients, plusieurs solutions existent.In order to overcome these disadvantages, several solutions exist.

Tout d'abord, il est connu d'utiliser des systèmes vibratoires pour assurer l'écoulement de la poudre au sein de la trémie de stockage.First of all, it is known to use vibratory systems to ensure the flow of the powder within the storage hopper.

Par ailleurs, il est usuel de remplacer une vis sans fin par un convoyeur pneumatique, ce qui est coûteux et ne garantit pas l'absence de compaction de la poudre convoyée.Furthermore, it is usual to replace a worm by a pneumatic conveyor, which is expensive and does not guarantee the absence of compaction of the conveyed powder.

Une autre solution consiste usuellement à agencer un grand nombre de dispositifs de dosage, soit en série fluidique avec un volume, donc un pas de débit, décroissant, par exemple des écluses rotatives avec un nombre croissants de godets de taille décroissante en allant vers le point d'injection, soit en parallèle, avec un dosage alterné de plusieurs dispositifs. Outre l'investissement et les contraintes de gestion du fonctionnement alterné, cette solution a pour inconvénient de générer un encombrement non négligeable. D'autre part, pour les poudres cohésives, des problèmes de bouchage par compaction de la poudre dans les godets se produisent fréquemment.Another solution usually consists in arranging a large number of metering devices, either in fluidic series with a volume, therefore a decreasing flow rate, for example rotating locks with an increasing number of buckets of decreasing size going towards the point. injection, or in parallel, with an alternating dosage of several devices. In addition to the investment and management constraints of alternate operation, this solution has the disadvantage of generating a significant footprint. On the other hand, for cohesive powders, problems of plugging by compaction of the powder in the cups occur frequently.

Dans le domaine du convoyage et de la gazéification de poudre de charbon, la solution consiste à contrôler le débit de solide par un débit additionnel de gaz : voir publications [1], [2]. Un convoyage avec gaz, aussi désigné par « injection aérée », a pour avantage de ne pas générer d'encombrement supplémentaire. En revanche, il génère un écoulement à phase fortement diluée, ce qui peut ne pas être compatible avec bon nombre de procédés en aval.In the field of conveying and gasification of coal powder, the solution consists in controlling the solid flow rate by an additional flow of gas: see publications [1], [2]. A conveying with gas, also referred to as "aerated injection", has the advantage of not generating additional space. On the other hand, it generates highly diluted phase flow, which may not be compatible with many downstream processes.

Cela est particulièrement problématique dans une installation de conversion thermochimique, dans laquelle le gaz ne participe pas à la réaction et de ce fait en diminue le rendement. Ceci peut être notamment pénalisant à haute pression, du fait de la densité accrue du gaz, qui augmente les ratios entre débit de masse du gaz et débit de masse solide. Par exemple, mettre en oeuvre un gaz de convoyage par dilution des particules de poudre dans une installation de gazéification de biomasse nécessiterait d'utiliser une partie de l'énergie de la réaction de gazéification pour réchauffer le gaz initialement froid, ce qui aurait pour effet indésirable de diminuer le rendement global de la réaction.This is particularly problematic in a thermochemical conversion plant in which the gas does not participate in the reaction and thereby decreases the efficiency. This can be particularly penalizing at high pressure, because of the density increased gas, which increases the ratios between gas mass flow and solid mass flow. For example, using a conveying gas by diluting the powder particles in a biomass gasification plant would require using a portion of the energy of the gasification reaction to heat the initially cold gas, which would have the effect of undesirable to decrease the overall yield of the reaction.

En ce qui concerne les dispositifs d'injection, on peut citer la littérature ancienne et fournie sur les silos de décharge. Ces éléments de type « entonnoir » en forme de tronc de cône permettent d'injecter un matériau granulaire dans un contenant plus petit. Par contre, ces entonnoirs, usuellement appelés cônes d'injection, n'ont pas pour fonction de doser le matériau granulaire et en assurent juste une décharge par gravité. Ainsi, dans ces dispositifs d'injection connus, la valeur du débit n'est pas réglable.With regard to the injection devices, mention may be made of the old literature and provided on the discharge silos. These "funnel" type elements in the form of a truncated cone make it possible to inject a granular material into a smaller container. On the other hand, these funnels, usually called injection cones, do not have the function of dosing the granular material and provide just a discharge by gravity. Thus, in these known injection devices, the value of the flow rate is not adjustable.

L'inconvénient majeur des cônes d'injection est que la poudre peut provoquer des bouchages en leur sein, du fait de l'arrivée irrégulière de poudre sous forme de paquets et non d'écoulement constant, ces paquets pouvant de plus présenter une certaine cohésion due au compactage dans le dispositif de convoyage en amont, comme une vis sans fin. Une solution consiste à adjoindre un système vibratoire au cône d'injection, ce qui tout comme pour la trémie d'injection est coûteux et ne garantit pas l'absence de bouchage.The major disadvantage of the injection cones is that the powder can cause clogging within them, due to the irregular arrival of powder in the form of packets and not constant flow, these packages can also have a certain cohesion due to compaction in the upstream conveying device, such as a worm. One solution is to add a vibratory system to the injection cone, which as for the injection hopper is expensive and does not guarantee the absence of clogging.

On peut également trouver différents dispositifs d'injection aérée par un gaz, décrits en détail dans la publication [2]. Ainsi, comme pour les dispositifs de convoyage avec dosage, ces dispositifs d'injection ne trouvent une application qu'en phase diluée avec une fraction volumique solide atteinte qui est de quelques %.Various gas-free injection devices can also be found, described in detail in the publication [2]. Thus, as for conveyors with dosing, these injection devices find an application in the diluted phase with a solid volume fraction reached which is a few%.

Un autre point pénalisant de ce type d'injection aéré est que les fonctions de dosage et d'injection de poudre ne sont pas séparées puisque c'est le mélange diphasique et donc le débit de gaz qui détermine en grande partie le débit de solide.Another disadvantage of this type of aerated injection is that the dosing and powder injection functions are not separated since it is the two-phase mixture and therefore the gas flow rate that largely determines the solid flow rate.

Enfin, pour des poudres très cohésives et/ou non aisément fluidisables, ce type d'injection est complexe à réaliser et très dépendant de la nature des poudres, comme expliqué par la publication [2].Finally, for very cohesive powders and / or not easily fluidizable, this type of injection is complex to achieve and very dependent on the nature of the powders, as explained by the publication [2].

Si dans l'art antérieur, on trouve des systèmes d'alimentation de poudres en phase dense qui associent un dispositif de convoyage avec dosage de poudre et un dispositif d'injection, les inconvénients propres à chaque dispositif subsistent.If in the prior art, there are dense phase powder supply systems that combine a conveying device with powder metering and an injection device, the disadvantages specific to each device remain.

Ainsi, toutes les solutions selon l'état de l'art augmentent le coût et la complexité d'un système d'alimentation en poudre et ne garantissent pas de manière systématique son bon fonctionnement suivant les propriétés de coulabilité de la poudre variables en fonction du type de matériau(x) formant la poudre.Thus, all state-of-the-art solutions increase the cost and complexity of a powder supply system and do not guarantee systematically its smooth operation according to the flowability properties of the variable powder depending on the type of material (x) forming the powder.

Il existe donc un besoin général pour améliorer les systèmes d'alimentation de poudre d'un équipement industriel en aval, notamment afin d'éviter les problèmes de d'écoulement en cheminée avec arches, de compaction de la poudre qui peuvent conduire au conduire au bouchage de tout ou partie des systèmes et ce avec un dosage fin, précis et stable, sans que cela ne nuise au coût de réalisation des systèmes.There is therefore a general need to improve the powder supply systems of downstream industrial equipment, in particular to avoid the problems of chimney flow with arches, compaction of the powder which can lead to capping all or part of the systems with a fine, precise and stable dosing, without compromising the cost of systems realization.

Il existe un besoin particulier d'améliorer les systèmes d'alimentation en poudre d'une charge de matière carbonée, de préférence de la biomasse ligno-cellulosique, d'une installation en continu avec réacteur de gazéification de type à flux entraîné, en vue de produire des combustibles ou des carburants, notamment en vue de s'assurer un fonctionnement fiable et d'augmenter la rentabilité de l'installation globale.There is a particular need to improve the powder supply systems of a feedstock of carbonaceous material, preferably lignocellulosic biomass, of a continuous plant with a driven flow type gasification reactor, with a view to to produce fuels or fuels, in particular to ensure reliable operation and increase the profitability of the overall installation.

Le but de l'invention est de répondre au moins partiellement à ce(s) besoin(s).The object of the invention is to at least partially meet this (these) need (s).

Exposé de l'inventionPresentation of the invention

Pour ce faire, l'invention a pour objet un système d'alimentation en poudre, comprenant:

  • un dispositif de convoyage avec dosage, adapté pour convoyer un ou des matériaux sous la forme de granulés, selon un débit moyen donné;
  • un broyeur adapté pour broyer les granulés dosés, en une poudre ;
  • un dispositif d'injection par gravité de la poudre, sous la forme d'un tronc de cône, agencé en dessous du broyeur.
To do this, the subject of the invention is a powder supply system, comprising:
  • a metered conveying device adapted to convey one or more materials in the form of granules, at a given average flow rate;
  • a mill adapted to grind the dosed granules into a powder;
  • a device for gravity injection of the powder, in the form of a truncated cone, arranged below the mill.

Selon une variante de réalisation avantageuse, le dispositif de convoyage avec dosage comprend une trémie de stockage des granulés et une vis sans fin dont l'entrée est reliée à la sortie de la trémie.According to an advantageous variant embodiment, the metering conveying device comprises a hopper for storing the granules and an endless screw whose inlet is connected to the outlet of the hopper.

Le broyeur est de préférence un broyeur à rouleaux.The mill is preferably a roller mill.

Le choix d'un broyeur à rouleaux est particulièrement judicieux.The choice of a roller mill is particularly judicious.

D'une part il est simple de conception et à implanter dans une installation de fabrication en continu, en particulier dans une installation existante.On the one hand it is simple to design and implement in a continuous manufacturing facility, especially in an existing installation.

De plus, lorsque la charge carbonée est constituée de combustibles solides de récupération qui contiennent une forte teneur en matières plastiques, il n'est pas possible d'atteindre la fusion des granulés constitués dans un broyeur à rouleaux, ce qui peut ne pas être le cas dans d'autres technologies de broyeurs, comme dans un broyeur à couteaux dans lequel l'échauffement visqueux de la matière peut être important.In addition, when the carbonaceous feedstock is solid recovery fuels which contain a high content of plastics, it is not possible to achieve the melting of the granules formed in a roller mill, which may not to be the case in other mill technologies, such as in a knife mill in which the viscous heating of the material can be important.

L'invention a également pour objet, sous un autre de ses aspects, un procédé de gazéification d'une charge de matière carbonée en un gaz de synthèse en vue de produire un combustible ou un carburant, notamment un carburant liquide, ou un autre produit de synthèse, comprenant les étapes suivantes :

  1. a/ convoyage avec dosage de granulés de charge de matière carbonée, selon un débit moyen donné;
  2. b/ broyage de granulés, de sorte à obtenir une poudre;
  3. c/ injection par gravité de la poudre dans un réacteur de gazéification de type à flux entrainé (RFE), de préférence à des températures comprises entre 1300 et 1600°C.
The invention also relates, in another aspect, to a process for gasification of a carbonaceous material charge into a synthesis gas for producing a fuel or a fuel, in particular a liquid fuel, or another product. synthesis, comprising the following steps:
  1. a / conveying with dosage of granules of carbonaceous material charge, according to a given average flow rate;
  2. b / grinding granules, so as to obtain a powder;
  3. c / gravity injection of the powder into a forced flow type gasification reactor (RFE), preferably at temperatures between 1300 and 1600 ° C.

La dimension des particules de poudre issue de l'étape b/ de broyage est de préférence comprise entre 100µm et 1mm.The size of the powder particles resulting from step b / grinding is preferably between 100 μm and 1 mm.

Les granulés peuvent être des granulés biocombustibles ou des granulés de combustibles solides de récupération (CSR).The granules can be biofuel granules or solid recovery fuel granules (SRF).

L'invention a enfin pour objet, une installation de gazéification de charge matière carbonée, destinée à mettre en oeuvre en continu le procédé décrit précédemment, comprenant :

  • un broyeur, agencé en dessous du dispositif de convoyage avec dosage du système d'alimentation décrit précédemment;
  • un dispositif d'injection par gravité de la poudre, sous la forme d'un tronc de cône, agencé en dessous du broyeur ;
  • un réacteur de gazéification de type à flux entraîné (RFE), agencé en dessous du dispositif d'injection.
Finally, the subject of the invention is a carbonaceous material charge gasification installation intended to continuously implement the process described above, comprising:
  • a mill, arranged below the conveyor device with dosing of the feed system described above;
  • a device for gravity injection of the powder, in the form of a truncated cone, arranged below the mill;
  • a flow-type gasification reactor (RFE) arranged below the injection device.

Ainsi, l'invention consiste essentiellement à réaliser le convoyage et le dosage de la charge carbonée sous la forme de granulés puis à réaliser leur broyage de sorte à obtenir une poudre aux propriétés de granulométrie recherchée avant son entrée dans le cône d'injection.Thus, the invention essentially consists in carrying out the conveying and the dosing of the carbonaceous feedstock in the form of granules and then in carrying out their grinding so as to obtain a powder having the desired particle size properties before it enters the injection cone.

Les granulés peuvent être avantageusement sous la forme de petits cylindres du type des granulés de bois biocombustibles commercialisés pour le chauffage domestique ou de toutes autre formes et/ou dimensions permettant leur écoulement satisfaisant à la fois dans une trémie et dans un dispositif de convoyage usuel, tel qu'une vis sans fin.The granules may advantageously be in the form of small cylinders of the type of biocombustible wood pellets marketed for home heating or of any other shape and / or size allowing their satisfactory flow both in a hopper and in a conventional conveying device, such as a worm.

Les granulés peuvent être fabriqués comme usuellement par compaction d'une poudre dont la granulométrie est celle recherchée pour un bon fonctionnement du réacteur à flux entrainé.The granules can be manufactured as usually by compaction of a powder whose particle size is that desired for proper operation of the driven flow reactor.

Le broyeur selon l'invention permet de broyer ou autrement dit d'émietter les granulés pour conférer à nouveau la granulométrie initiale, typiquement comprise entre 100 microns et 1mm, de la poudre qui les constitue. De manière très avantageuse, l'émiettage des granulés représente un faible coût énergétique par rapport au broyage initial du matériau avant sa granulation pour obtenir la poudre à la granulométrie désirée pour le réacteur de gazéification ou autre.The mill according to the invention makes it possible to grind or in other words to crumble the granules to give again the initial particle size, typically between 100 microns and 1 mm, of the powder which constitutes them. Very advantageously, the crumbling of the granules represents a low energetic cost compared to the initial grinding of the material before granulation to obtain the powder at the desired particle size for the gasification reactor or the like.

En sortie du broyeur, la poudre obtenue n'est pas compactée et son écoulement peut se faire de manière régulière et aérée, et donc permettre un bon écoulement au sein du cône d'injection et par là dans tout réacteur ou équipement en aval mettant en oeuvre un procédé industriel.At the outlet of the mill, the powder obtained is not compacted and its flow can be done in a regular and aerated manner, and thus allow a good flow within the injection cone and hence in any downstream reactor or equipment putting into operation. an industrial process.

Les inventeurs ont été à l'encontre des réflexes d'un homme du métier qui s'est jusqu'à présent toujours penché sur la problématique du convoyage et de l'injection de la charge sous la forme de poudre, sans jamais penser à convoyer et doser la charge sous une autre forme moins contraignante.The inventors have been against the reflexes of a person skilled in the art who has so far always considered the problem of conveying and injecting the charge in the form of powder, without ever thinking of conveying and dose the load in another less restrictive form.

L'invention qui vient d'être décrite présente de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer :

  • suppression des problèmes de blocage, arches, bouchon et autres que l'on rencontre dans les systèmes d'alimentation en poudre selon l'état de l'art;
  • obtention d'un débit matière plus régulier que dans les systèmes d'alimentation en poudre selon l'état de l'art. Un broyeur à rouleaux peut contribuer également à obtenir un débit plus constant de biomasse en entrée de réacteur de gazéification;
  • moindre dépendance à la coulabilité de la poudre de matière d'alimentation puisque seuls les granulés sont à calibrer en fonction du type de trémie de stockage et de dispositif de convoyage, tel qu'une vis sans fin, pour obtenir un bon écoulement en vue d'une injection dans un réacteur aval ou dans tout équipement industriel aval mettant en oeuvre un procédé ;
  • moindre surcoût comparativement aux systèmes d'alimentation en poudre selon l'état de l'art dans lesquels le convoyage et dosage des poudres nécessite l'ajout de systèmes coûteux et complexes (systèmes vibratoires, de fluidisation...) ;
  • pour un procédé industriel aval de conversion thermochimique, en particulier pour la gazéification, possibilité d'utiliser une plus grande variété de matière carbonée du fait que la fabrication des granulés avec les dimensions requises par le système est simple.
The invention which has just been described has numerous advantages among which we can mention:
  • removal of blockage problems, arches, plugs and others found in powder supply systems according to the state of the art;
  • obtaining a flow rate more regular than in powder supply systems according to the state of the art. A roller mill may also contribute to a more constant flow of biomass at the inlet of the gasification reactor;
  • less dependence on the flowability of the feed material powder since only the granules are to be calibrated according to the type of storage hopper and conveying device, such as a worm, to obtain a good flow for an injection in a downstream reactor or in any downstream industrial equipment implementing a method;
  • lower overhead compared to powder supply systems according to the state of the art in which the conveying and dosage of powders requires the addition of expensive and complex systems (vibratory systems, fluidization ...);
  • for a downstream industrial process of thermochemical conversion, in particular for gasification, possibility of using a wider variety of carbonaceous material because the manufacture of granules with the dimensions required by the system is simple.

Description détailléedetailed description

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles :

  • la figure 1 est une vue schématique d'une partie d'une installation de conversion thermochimique en continu d'une charge de matière carbonée selon l'état de l'art mettant en oeuvre un système d'alimentation en poudre de la charge, avant son injection dans un réacteur de gazéification de type à flux entraîné;
  • la figure 2 est une vue schématique d'une partie d'une installation de conversion thermochimique en continu d'une charge de matière carbonée selon l'invention mettant en oeuvre un système d'alimentation en poudre de la charge avec stockage et convoyage de la charge sous forme de granulés suivi d'un broyage avant l'injection de la poudre résultante dans un réacteur de gazéification de type à flux entraîné.
Other advantages and features of the invention will emerge more clearly from a reading of the detailed description of the invention, given by way of illustration and without limitation with reference to the following figures among which:
  • the figure 1 is a schematic view of a portion of a continuous thermochemical conversion plant of a carbonaceous material feedstock according to the state of the art using a powder feed system of the feed, before its injection into a flow-type gasification reactor;
  • the figure 2 is a schematic view of a portion of a continuous thermochemical conversion plant of a carbonaceous material feedstock according to the invention using a powder feed system of the feed with storage and conveying of the feedstock in the form of of granules followed by grinding prior to injection of the resulting powder into a flow-type gasification reactor.

Dans la description qui va suivre les termes « entrée », « sortie » « amont », « aval », sont utilisés par référence avec la direction de transfert de la charge de matière carbonée dans l'installation de gazéification selon l'invention.In the description which follows the terms "input", "output" "upstream", "downstream", are used by reference with the direction of transfer of the carbonaceous material charge in the gasification plant according to the invention.

Par souci de clarté, les mêmes références désignant les mêmes éléments d'une installation selon l'état de l'art et d'une installation selon l'invention sont utilisées pour les figures 1 et 2.For the sake of clarity, the same references designating the same elements of an installation according to the state of the art and of an installation according to the invention are used for Figures 1 and 2 .

On précise que si, en figure 1, la trémie de stockage est montrée au-dessus du réacteur de gazéification avec une vis sans fin à l'horizontale, il s'agit d'une représentation schématique et qu'en pratique, la trémie repose sur le sol à côté du réacteur et la vis sans fin est agencée à oblique et véhicule la poudre de charge carbonée de bas en haut.It is specified that if, figure 1 , the storage hopper is shown above the gasification reactor with a worm horizontally, this is a schematic representation and in practice, the hopper rests on the ground next to the reactor and the worm is arranged obliquely and conveys the carbonaceous feed powder from bottom to top.

Telle qu'illustrée en figure 1, une installation en continu selon l'état de l'art met en oeuvre le procédé d'une gazéification d'une charge carbonée par alimentation de la charge sous d'une poudre par un système 1 adapté, dans un réacteur 4 de type à flux entraîné.As illustrated in figure 1 , a continuous installation according to the state of the art implements the process of a gasification of a carbonaceous charge by supplying the charge under a powder by a system 1 adapted, in a reactor 4 of type to driven flow.

Ainsi, le réacteur de gazéification 4 à flux entraîné (RFE ou EFR, acronyme anglais de « Entrained flow reactor ») fonctionnant de préférence à des températures comprises typiquement entre 1300-1600°C et une pression comprise entre 30 et 50 bars est alimenté en continu par la charge par une dispositif de convoyage avec dosage 2.Thus, the gasification reactor 4 entrained flow (EFR or RFE, English acronym for "entrained flow reactor") preferably operating at temperatures typically between 1300 to 1600 ° C and a pressure between 30 and 50 bars is fed with continuous by the load by a conveying device with dosage 2.

Plus précisément, la charge de matière carbonée est préparée par broyage pour être mise sous la forme d'une poudre P qui est stockée dans une trémie de stockage adaptée 20.More specifically, the carbonaceous material feed is prepared by grinding to be put into the form of a powder P which is stored in a suitable storage hopper 20.

L'alimentation en continu avec dosage est réalisée au moyen d'au moins une vis sans fin 21, par exemple comme décrit dans la demande de brevet WO 2005/092749 .The continuous feed with metering is carried out by means of at least one worm 21, for example as described in the patent application. WO 2005/092749 .

En dessous de l'extrémité de la vis sans fin 21 est agencé un cône d'injection 3 qui permet d'injecter la poudre de charge carbonée directement dans le réacteur 4 situé en dessous dudit cône 3.Below the end of the worm 21 is arranged an injection cone 3 which makes it possible to inject the carbonaceous feed powder directly into the reactor 4 situated below said cone 3.

Dans ce type d'installation 1 selon l'état de l'art, il a pu être constaté en amont du réacteur de gazéification 4, plusieurs problèmes liés à l'utilisation de la poudre pour alimenter le réacteur.In this type of installation 1 according to the state of the art, it has been observed upstream of the gasification reactor 4, several problems related to the use of the powder to feed the reactor.

Tout d'abord, la poudre peut s'écouler en formant une cheminée dans la trémie de stockage 20, avec le cas échéant la formation d'arches qui vont limiter le débit de poudre en sortie de trémie 20 voire l'empêcher.First of all, the powder can flow by forming a chimney in the storage hopper 20, possibly with the formation of arches which will limit the flow of powder out of the hopper 20 or even prevent it.

En outre, la poudre peut avoir tendance à se compacter dans la vis sans fin 21, ce qui peut conduire au blocage de cette dernière.In addition, the powder may tend to compact in the worm 21, which can lead to the blocking of the latter.

Enfin, l'arrivée irrégulière de la poudre sous forme de paquets et non d'écoulement constant dans le cône d'injection 3 peut amener à son bouchage, les paquets pouvant de plus présenter une certaine cohésion due au compactage dans la vis sans fin 21.Finally, the irregular arrival of the powder in the form of packets and not constant flow in the injection cone 3 can lead to clogging, the packets may also have some cohesion due to compaction in the worm 21 .

Au lieu d'implanter des dispositifs de remplacement et/ou supplémentaires, comme des dispositifs vibratoires, des convoyeurs pneumatiques ou des dispositifs d'injection de gaz de fluidisation de la poudre, les inventeurs ont pensé à convoyer et doser la charge carbonée non plus sous forme de poudre mais sous forme de granulés puis à broyer ceux-ci afin d'obtenir la poudre en amont de l'injection dans le réacteur de gazéification 4.Instead of implanting replacement and / or additional devices, such as vibratory devices, pneumatic conveyors or powder fluidization gas injection devices, the inventors have thought of conveying and dosing the carbonaceous feed no longer under powder form but in the form of granules and then grinding them to obtain the powder upstream of the injection into the gasification reactor 4.

Ainsi, selon l'invention, comme illustré en figure 2, un réacteur de broyage 5 est ajouté entre l'extrémité libre de la vis sans fin 21 et le cône d'injection 3 sous forme de poudre.Thus, according to the invention, as illustrated in figure 2 a grinding reactor 5 is added between the free end of the worm 21 and the injection cone 3 in powder form.

Ainsi, la charge de matière carbonée est stockée sous forme de granulés G, qui sont convoyés en tant que tels par la vis sans fin avant d'être déchargés par gravité au sein du broyeur 5.Thus, the carbonaceous material charge is stored in the form of granules G, which are conveyed as such by the worm before being discharged by gravity into the mill 5.

La poudre P qui résulte du broyage au sein du broyeur 5 alimente alors également par gravité le cône d'injection 3 qui lui-même alimente le réacteur (RFE) 4 avec la poudre P.The powder P which results from the grinding within the mill 5 then also feeds by gravity the injection cone 3 which itself feeds the reactor (RFE) 4 with the powder P.

Le broyeur 5 est de préférence un broyeur à rouleaux, c'est-à-dire qui met en oeuvre au moins deux rouleaux à axes rotatifs qui tournent en sens inverse l'un par rapport à l'autre et entre lesquels les granulés G tombent pour être broyés ou émiettés et ainsi produire la poudre P à la granulométrie désirée.The mill 5 is preferably a roller mill, that is to say which uses at least two rollers with rotating axes which rotate in opposite directions relative to each other and between which the granules G fall to be crushed or crumbled and thus produce the powder P to the desired particle size.

Pour une application de gazéification de biomasse ligno-cellulosique ou de combustibles solides de récupération (CSR), les granulés G sont réalisés et le broyeur 5 est dimensionnée de telle sorte que les particules de la poudre P obtenus par le broyage des granulés ont une dimension comprise entre 100 microns et 1mm.For a lignocellulosic biomass gasification application or for solid recovery fuels (CSR), the granules G are produced and the mill 5 is dimensioned so that the particles of the powder P obtained by grinding the granules have a dimension between 100 microns and 1mm.

Bien que décrite en référence exclusivement à la biomasse, l'installation de conversion en un combustible ou un carburant, notamment un carburant liquide, ou un autre produit de synthèse, l'invention peut être utilisée pour la conversion d'autres charges de matière carbonée (charbon, pet coke, déchets organiques...) ou encore combustibles solides de récupération (CSR).Although described with reference only to biomass, the conversion plant into a fuel or a fuel, in particular a liquid fuel, or another synthetic product, the invention may be used for the conversion of other feeds of carbonaceous material. (coal, pet coke, organic waste ...) or solid recovered fuels (CSR).

D'autres variantes et améliorations peuvent être prévues sans pour autant sortir du cadre de l'invention.Other variants and improvements may be provided without departing from the scope of the invention.

L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits ; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées.The invention is not limited to the examples which have just been described; it is possible in particular to combine with one another characteristics of the illustrated examples within non-illustrated variants.

Références CitéesReferences Cited

  • [1]: " Pneumatic convection of solids", KLINGZING, G.E., RIZK, F., MARCUS, R. & LEUNG, L.S., third édition, 2010 . [1]: " Pneumatic convection of solids ", KLINGZING, GE, RIZK, F., MARCUS, R. & LEUNG, LS, third edition, 2010 .
  • [2]: " Pneumatic conveying design guide", MILLS, D, Elsevier, 2006 . [2]: " Pneumatic conveying design guide ", MILLS, D, Elsevier, 2006 .

Claims (7)

Système (1) d'alimentation en poudre, comprenant: - un dispositif de convoyage (2) avec dosage, adapté pour convoyer un ou des matériaux sous la forme de granulés, selon un débit moyen donné; - un broyeur (5) adapté pour broyer les granulés dosés, en une poudre; - un dispositif d'injection (3) par gravité de la poudre, sous la forme d'un tronc de cône, agencé en dessous du broyeur. Powder feeding system (1), comprising: - A conveyor device (2) with metering, suitable for conveying one or more materials in the form of granules, at a given average flow rate; - a grinder (5) adapted to grind the dosed granules, into a powder; - A gravity injection device (3) of the powder, in the form of a truncated cone, arranged below the mill. Système (1) d'alimentation selon la revendication 1, le dispositif de convoyage avec dosage comprenant une trémie de stockage (20) des granulés et une vis sans fin (21), dont l'entrée est reliée à la sortie de la trémie.System (1) for feeding according to claim 1, the metering conveying device comprising a storage hopper (20) granules and a worm (21), whose input is connected to the outlet of the hopper. Système (1) d'alimentation selon la revendication 1 ou 2, le broyeur (5) étant un broyeur à rouleaux.Feeding system (1) according to claim 1 or 2, the mill (5) being a roller mill. Procédé de gazéification d'une charge de matière carbonée en un gaz de synthèse en vue de produire un combustible ou un carburant, notamment un carburant liquide, ou un autre produit de synthèse, comprenant les étapes suivantes : a/ convoyage avec dosage de granulés de charge de matière carbonée, selon un débit moyen donné; b/ broyage de granulés, de sorte à obtenir une poudre; c/ injection par gravité de la poudre dans un réacteur de gazéification (4) de type à flux entrainé (RFE), de préférence à des températures comprises entre 1300 et 1600°C. A method of gasifying a carbonaceous material feedstock to a synthesis gas for producing a fuel or a fuel, such as a liquid fuel, or other synthetic product, comprising the steps of: a / conveying with dosage of granules of carbonaceous material charge, according to a given average flow rate; b / grinding granules, so as to obtain a powder; c / gravity injection of the powder into a forced flow type gasification reactor (RFE), preferably at temperatures between 1300 and 1600 ° C. Procédé de gazéification selon la revendication 4, la dimension des particules de poudre issue de l'étape b/ de broyage étant comprise entre 100µm et 1mm.Gasification process according to claim 4, the size of the powder particles from step b / grinding being between 100μm and 1mm. Procédé de gazéification selon la revendication 4 ou 5, les granulés étant des granulés biocombustibles ou des granulés de combustibles solides de récupération (CSR).Gasification process according to claim 4 or 5, the granules being biofuel granules or solid recovery fuel granules (CSR). Installation de gazéification de charge matière carbonée, destinée à mettre en oeuvre en continu le procédé selon l'une des revendications 4 à 6, comprenant : - un broyeur (5), agencé en dessous du dispositif de convoyage (2) avec dosage du système d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3; - un dispositif d'injection (3) par gravité de la poudre, sous la forme d'un tronc de cône, agencé en dessous du broyeur; - un réacteur de gazéification (4) de type à flux entraîné (RFE), agencé en dessous du dispositif d'injection. Carbonaceous material charge gasification plant for continuous operation of the process according to one of claims 4 to 6, comprising: - a mill (5), arranged below the conveying device (2) with metering of the feed system (1) according to any one of claims 1 to 3; - A gravity injection device (3) of the powder, in the form of a truncated cone, arranged below the mill; - A gasification reactor (4) of the driven flow type (RFE), arranged below the injection device.
EP17205367.0A 2016-12-06 2017-12-05 System for supplying powder from granules, method and facility for the gasification of a feedstock of carbon material in a fluidized bed reactor (fbr) using such a system Pending EP3333244A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1662019A FR3059572B1 (en) 2016-12-06 2016-12-06 POWDER FEEDING SYSTEM FROM PELLETS, METHOD AND INSTALLATION FOR CARBON-LOAD GASIFICATION IN A COIL-FLOW REACTOR (RFE) USING SUCH A SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3333244A1 true EP3333244A1 (en) 2018-06-13

Family

ID=57909737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17205367.0A Pending EP3333244A1 (en) 2016-12-06 2017-12-05 System for supplying powder from granules, method and facility for the gasification of a feedstock of carbon material in a fluidized bed reactor (fbr) using such a system

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3333244A1 (en)
FR (1) FR3059572B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2281161A1 (en) * 1974-08-08 1976-03-05 Kamyr Inc PROCESS AND DEVICE FOR SUPPLYING CHARCOAL TO A PRESSURE TREATMENT CHAMBER CONTAINING A FLUIDIZED BED OR SUSPENSION PARTICLES
DE19846805A1 (en) * 1998-10-10 2000-04-13 Clemens Kiefer Process for gasifying or degasifying dry or moist finely ground or bulky biomass and waste comprises passing pyrolysis gas and coke to a gasifier after passing through a crusher joined to the lower end of the degasifier
CN103789044B (en) * 2014-01-22 2015-07-15 煤炭科学技术研究院有限公司 Coal powder conveying device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2281161A1 (en) * 1974-08-08 1976-03-05 Kamyr Inc PROCESS AND DEVICE FOR SUPPLYING CHARCOAL TO A PRESSURE TREATMENT CHAMBER CONTAINING A FLUIDIZED BED OR SUSPENSION PARTICLES
DE19846805A1 (en) * 1998-10-10 2000-04-13 Clemens Kiefer Process for gasifying or degasifying dry or moist finely ground or bulky biomass and waste comprises passing pyrolysis gas and coke to a gasifier after passing through a crusher joined to the lower end of the degasifier
CN103789044B (en) * 2014-01-22 2015-07-15 煤炭科学技术研究院有限公司 Coal powder conveying device

Also Published As

Publication number Publication date
FR3059572A1 (en) 2018-06-08
FR3059572B1 (en) 2019-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dai et al. Biomass feeding for thermochemical reactors
US7926750B2 (en) Compactor feeder
EP3008384B1 (en) Method and facility for chemical-loop oxidation-reduction combustion of a solid hydrocarbon feedstock
US10563143B2 (en) System for automatic solids flow in a gasifier
FR2473913A1 (en)
EP1737767A1 (en) Feeding of a pressurised device with variable grain sizing solid
BE798816A (en) FLUIDIFIED BED INSTALLATION FOR DESTRUCTION OF DETRITUS
CN101909738A (en) Method to the pressurised reactor particular solid material
EP3333244A1 (en) System for supplying powder from granules, method and facility for the gasification of a feedstock of carbon material in a fluidized bed reactor (fbr) using such a system
EP2809447B1 (en) Method for fine grinding with additives carbon material, installation for continously processing biomass and application for its gasification
EP3498806B1 (en) System for supplying powder by cyclone formation, method and facility for the gasification of a feedstock of carbon material in a driven flow reactor (dfr) using such a system
Berruti et al. Optimization of an intermittent slug injection system for sawdust biomass pyrolysis
JP2010013583A (en) Gasification equipment and gasification power generating installation using biomass fuel
EP3480522B1 (en) System for dosing and injecting dense phase powders by gravity and aerated by a gas
EP3173459B1 (en) Quick-pyrolysis process of organic particles of biomass with counter-current injection of hot gases
FR3071235B1 (en) INJECTION INJECTION PHASE DENSE POWDER SUPPLY SYSTEM HAVING FLEXIBLE LINK DRIVEN WALL SHEAR WRAPPING DEVICE
EP2723832B1 (en) Carbonaceous solid fuel gasifier
EP3371276B1 (en) Device for thermolysis in stages
JP2004091570A (en) Granule feeder
EP3810732B1 (en) Method for processing biomass by co-grinding with a second biomass feedstock
EP3512790A1 (en) System for the metering and gravity-based injection of powders in dense phase
EP2753677A1 (en) Gasifier for a solid carbon fuel
FR3007105A1 (en) METHOD AND INSTALLATION OF COMBUSTION BY OXYDO-CHEMICAL LOOP REDUCTION OF A SOLID HYDROCARBON LOAD WITH REMOVAL OF HOME ASHES
EP3649218B1 (en) Method for processing biomass by co-grinding with a fossil-based feedstock
EP3459876A1 (en) System for supplying dense phase powder by injection cone housing a rotating conical helix

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20181121

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200310

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS