LU84254A7 - COAL GASIFICATION PROCESS AND INSTALLATION - Google Patents

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LU84254A7
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Description

4412/26.367 GHL/GDB.4412 / 26.367 GHL / GDB.

La presente invention concerne un perfectionnement à un procédé et à une installation de gazéification sous pression à lit fixe de charbon en morceaux décrits dans la demande de brevet d'invention déposée au Luxembourg le 11 mars 1982 sous le No.84001.The present invention relates to an improvement to a process and an installation for pressurized gasification with a fixed bed of lump coal described in the patent application filed in Luxembourg on March 11, 1982 under No. 84001.

Elle concerne en particulier un procédé de gazéification sous pression à lit fixe de charbon en morceaux, dans un gazogène se composant d'une enceinte unique, que l’on charge périodiquement en charbon par le haut, suivant lequel au cours de cycles successifs de durée prédéterminée, on réchauffe les gaz réactifs destinés à être injectés dans l'enceinte en les faisant passer dans un premier réchauffeur-récupérateur préala-' blement réchauffé par les gaz de réaction de cette enceinte au cours d’un cycle précédent, tandis que l'on récupère la chaleur sensible des gaz de réaction dans un second réchauffeur-récupérateur relié en aval de l’enceinte,It relates in particular to a pressurized gasification process with a fixed bed of lump coal, in a gasifier consisting of a single enclosure, which is periodically loaded with coal from above, according to which during successive cycles of duration predetermined, the reactive gases intended to be injected into the enclosure are heated by passing them through a first recuperator-heater previously heated by the reaction gases from this enclosure during a previous cycle, while the the sensible heat of the reaction gases is recovered in a second heater-recuperator connected downstream of the enclosure,

De manière analogue au procédé et installation décrits dans la demande de brevet précitée No. 84001, le procédé et l'installation suivant la présente invention peuvent être utilisés pour les buts suivants: - fabrication de gaz à moyen pouvoir calorifique destiné au réseau à pression élevée, plus particulièrement par un procédé de gazéification à l'oxygène; - fabrication de gaz de synthèse à faible teneur., en - fabrication de gaz pauvre à usage industriel sous 2 à 5 bais par un procédé de gazéification à l’air; - fabrication de gaz pauvre à usage en centrale électrique en cycles combinés de turbine à gaz (15-20 bars)ou en chaudières.Analogously to the method and installation described in the aforementioned patent application No. 84001, the method and installation according to the present invention can be used for the following purposes: - manufacture of medium calorific gases intended for the high pressure network , more particularly by an oxygen gasification process; - manufacture of low-grade synthesis gas., in - manufacture of lean gas for industrial use in 2 to 5 hours by an air gasification process; - manufacture of lean gas for use in power plants in combined gas turbine cycles (15-20 bars) or in boilers.

Un des inconvénients du procédé de la demande de brevet précitée est la nécessité de prévoir deux enceintes distinctes ou éventuellement deux enceintes séparées partiellement par une paroi de manière à n1 être reliées entre elles qu'à leur partie supérieure.One of the drawbacks of the method of the aforementioned patent application is the need to provide two separate enclosures or possibly two enclosures partially separated by a wall so as to be connected to each other only at their upper part.

Une telle paroi intermédiaire est difficile à réaliser parce qu'elle doit pouvoir résister aux' températures élevées qui régnent dans chacune des enceintes.Such an intermediate wall is difficult to produce because it must be able to withstand the high temperatures which prevail in each of the enclosures.

La présente invention vise à éviter les inconvénients décrits ci-dessus. Elle concerne un procédé de gazéification sous pression à lit fixe de charbon en . morceaux, dans un gazogène se composant d'une enceinte unique, que 1* on charge périodiquement en charbon par , ✓ . - lie haut, suivant lequel au cours de cycles successifs de durée prédéterminée, on réchauffe les gaz réactifs destinés à être injectés dans l'enceinte en les faisant passer dans un premier réchauffeur-récupérateur préalablement réchauffé par les gaz de réaction de cette enceinte au cours d'un cycle précédent, tandis que l'on récupère la chaleur sensible des gaz de réaction dans un second réchâuffeur-récupérateur relié en aval de l'enceinte, ce procédé étant essentiellement caractérisé en ce qu'on injecte des gaz réactifs horizontalement alternativement d'un côté d'une des enceintes puis de l'autre côté, pendant qu'on évacue des gaz de réaction de l'enceinte du côté opposé à celui où sont injectés les gaz réactifs.The present invention aims to avoid the drawbacks described above. It relates to a pressurized gasification process with a fixed bed of carbon in. pieces, in a gasifier consisting of a single enclosure, which 1 * is periodically charged with coal by, ✓. - high lees, according to which during successive cycles of predetermined duration, the reactive gases intended to be injected into the enclosure are heated by passing them through a first recuperator heater previously heated by the reaction gases of this enclosure during from a previous cycle, while the sensible heat of the reaction gases is recovered in a second reheater-recuperator connected downstream of the enclosure, this process being essentially characterized in that reactive gases are injected horizontally alternately d 'one side of one of the enclosures then on the other side, while the reaction gases are evacuated from the enclosure on the side opposite to that where the reactive gases are injected.

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Suivant une particularité de 1* invention, on injecte à haute température les gaz réactifs composés essentiellement d'air ou oxygène et vapeurs, par des carneaux ou tuyères logés sur une première paroi du gazogène et on recueille les gaz de réaction par des carneaux ou tuyères identiques logés sur une seconde paroi dudit gazogène opposée à la première.According to a feature of the invention, the reactive gases composed essentially of air or oxygen and vapors are injected at high temperature, through flues or nozzles housed on a first wall of the gasifier, and the reaction gases are collected by flues or nozzles. identical housed on a second wall of said gasifier opposite to the first.

La présente invention concerne une installation de gazéification de charbon mettant en oeuvre le procédé décrit ci-dessus et comprenant un gazogène se composant d'une enceinte unique, d'au moins une source de gaz réactifs, d’un conduit d'évacuation des gaz de réaction, d'un nombre pair de réchauffeurs-récupérateurs disposés symétriquement de part et d'autre du gazogène, ainsi que des moyens pour injecter les gaz réactifs et évacuer les gaz de réaction, qui traversent un des réchauffeurs-récupérateurs de chaque paire susdite, relié à la source de gaz réactifs, par une tuyauterie commune dans laquelle sont montées des vannes à inversion et au ' * .The present invention relates to a coal gasification installation implementing the method described above and comprising a gasifier consisting of a single enclosure, at least one source of reactive gases, a gas evacuation pipe reaction, an even number of recuperator heaters arranged symmetrically on either side of the gasifier, as well as means for injecting the reactive gases and evacuating the reaction gases, which pass through one of the recuperator heaters of each pair , connected to the source of reactive gases, by a common piping in which are mounted reversing valves and to the '*.

conduit d'évacuation des gaz de réaction également muni de vannes à inversion, caractérisée en ce qu'elle met en oeuvre, dans le gazogèfae précité, le long d'une paire de parois latérales opposées de ce gazogène, une série de tuyères ou de carneaux éventuellement réversibles, permettant l'injection des gaz réactifs et l'évacuation des gaz de réaction, de manière à permettre aux gaz réactifs de circuler horizontalement alternativement de la paroi où ces gaz sont injectés vers l’autre paroi puis inversèment de cet autre paroi vers la première où ces gaz sont évacués.reaction gas evacuation pipe also provided with reversing valves, characterized in that it implements, in the aforementioned gazogèfae, along a pair of opposite side walls of this gasifier, a series of nozzles or possibly reversible flues, allowing the injection of the reactive gases and the evacuation of the reaction gases, so as to allow the reactive gases to flow horizontally alternately from the wall where these gases are injected towards the other wall then inversely from this other wall towards the first where these gases are evacuated.

Suivant une particularité de 1*invention, le gazogène présente une section horizontale rectangulaire.According to a feature of the invention, the gasifier has a rectangular horizontal section.

La longueur d’un côté de la section rectangulaire est choisie avantageusement de manière à assurer le temps de contact entre les gaz et le charbon, tandis que la largeur de la section est proportionnelle à la capacité du gazogène.The length of one side of the rectangular section is advantageously chosen so as to ensure the contact time between the gases and the coal, while the width of the section is proportional to the capacity of the gasifier.

D’autres particularités et détails de l’invention ressortiront de la description détaillée suivante d’une forme de réalisation de l’invention en faisant référence aux dessins schématiques ci-annexés.Other particular features and details of the invention will emerge from the following detailed description of an embodiment of the invention with reference to the attached schematic drawings.

Dans ces dessins : - les figures. 1 et 2 sont des schémas d’ensemble d’une forme de réalisation d’une installation de gazéification de charbon suivant l’invention , au cours de deux cycles successifs de fonctionnement de cette installation; - la figure 3 est une vue en plan du gazogène montré aux figures 1 et 2; la figure 4 est une coupe longitudinale d’un moyen d’injec tion des gaz réactifs et d’évacuation des gaz de réaction.In these drawings: - the figures. 1 and 2 are overall diagrams of an embodiment of a coal gasification installation according to the invention, during two successive operating cycles of this installation; - Figure 3 is a plan view of the gasifier shown in Figures 1 and 2; FIG. 4 is a longitudinal section of a means for injecting the reactive gases and for discharging the reaction gases.

Dans ces différentes figures, les mêmes notations désignent des éléments identiques ou analogues.In these different figures, the same notations designate identical or analogous elements.

Comme illustré aux figures 1 et 2, l’installation de gazéification comporte une enceinte unique désignée dans son ensemble par la notation de référence 1,As illustrated in FIGS. 1 and 2, the gasification installation comprises a single enclosure designated as a whole by the reference notation 1,

La paroi latérale 2 de l’enceinte 1 ëst garnie éventuellemen d’un revêtement réfractaire approprié à la nature des charbons ou d’une enveloppe 3 produisant de la vapeur. L’enceinte 1 est munie à sa partie supérieure d’un dispositif d’alimentation 4 en charbon brut en morceaux comprenant un sas 5. Afin d’assurer un écoulement homogène du charbon et éviter l’effet d’agglutination des morceaux, le gazogène est pourvu d’un distributeur rotatif 6 commandé par un moteur 7 et éventuellement d’un bras rotatif ou de vibreurs 8.The side wall 2 of the enclosure 1 is optionally lined with a refractory lining suitable for the nature of the coals or with an envelope 3 producing steam. The enclosure 1 is provided at its upper part with a device for supplying raw coal in pieces comprising an airlock 5. In order to ensure a uniform flow of the coal and to avoid the effect of agglutination of the pieces, the gasifier is provided with a rotary distributor 6 controlled by a motor 7 and possibly with a rotary arm or vibrators 8.

L’enceinte 1 du gazogène présente une section horizontale rectangulaire. La longueur des côtés séparant les parois latérales 2 dans lesquelles débouchent les moyens d’injection 9 est choisie de manière à assurer un temps de contact suffisant entre les gaz de réaction et le charbon pour permettre la gazéification. Cette distance est généralement comprise entre 1.50 .et 2.50 mètres.The gasifier enclosure 1 has a rectangular horizontal section. The length of the sides separating the side walls 2 into which the injection means 9 open out is chosen so as to ensure sufficient contact time between the reaction gases and the carbon to allow gasification. This distance is generally between 1.50 and 2.50 meters.

Les moyens d’injection 9 des gaz réactifs débouchent à des niveaux différents dans chacune des deux parois latérales opposées 2, 2* susdites.The means 9 for injecting the reactive gases open at different levels into each of the two opposite side walls 2, 2 * above.

Les gaz réactifs constitués d’air ou d’oxygène comprimé et de vapeur d’eau sont injectés à haute température dans les carneaux 10 ou tuyères 11.Reactive gases consisting of compressed air or oxygen and water vapor are injected at high temperature into the flues 10 or nozzles 11.

, Ces gaz longent suivant les flèches X une série de couches de charbon horizontales en direction de la paroi latérale opposée 2* où ils sont recueillis par des carneaux 10* ou tuyères 11* identiques disposées au même niveau. La largeur du gazogène est choisie en fonction de la capacité de l’installation de gazéification., These gases follow along the arrows X a series of horizontal coal layers in the direction of the opposite side wall 2 * where they are collected by flues 10 * or identical nozzles 11 * arranged at the same level. The width of the gasifier is chosen according to the capacity of the gasification installation.

De part et d’autre de l’enceinte 1 sont montés des réchauffeurs-récupérateurs 12, 12* constitués par exemple chacun d’une tour 13, 13* contenant un garnissage 14 servant à récupérer la chaleur sensible de réaction et à réchauffer les gaz réactifs.On either side of the enclosure 1 are mounted heater-recuperators 12, 12 * constituted for example each of a tower 13, 13 * containing a lining 14 used to recover the sensible reaction heat and to heat the gases reactive.

La partie supérieure de chacune des tours des réchauffeurs-récupérateurs est reliée d’une part au compresseur d'alimentation 15 en gaz réactifs par une tuyauterie 16 et d'autre part à un conduit d'évacuation 17 des gaz de réaction par une tuyauterie 18. L'alimentation en gaz réactifs des réchauffeurs-récupérateurs 12, 12’ est commandée par des vannes à inversion 19, 19'. L'évacuation des gaz de réaction est commandée par des vannes à inversion 20, 20'.The upper part of each of the heater-recuperator towers is connected on the one hand to the compressor supply 15 of reactive gases by a pipe 16 and on the other hand to a discharge pipe 17 for the reaction gases by a pipe 18 The supply of reactive gases to the heater-recuperators 12, 12 'is controlled by reversing valves 19, 19'. The evacuation of the reaction gases is controlled by reversing valves 20, 20 '.

Au sommet de cette tour aboutissent les conduites d'amenée de vapeur et d'eau. Le dosage de vapeur et d'eau est commandé par des vannes à inversion 21, 21', 22 et 22*.At the top of this tower lead the steam and water supply lines. The metering of steam and water is controlled by reversing valves 21, 21 ', 22 and 22 *.

Au cours de la gazéification des couches de charbon frais, il se forme à la partie supérieure de l'enceinte où régnent des températures modérées, des gaz riches en sous-produits volatils tels que goudron, phénols, ammoniac, huiles provenant de la distillation du charbon. Une partie de l'effluent gazeux riche en , matières volatiles concentrée à la partie supérieure de l'enceinte est prélevée à la partie supérieure du gazogène et est recyclée à la base de l'enceinte l.par un conduit 23 plongeant dans la masse de charbon. Elle est renvoyée suivant les flèches Y, à l'aide d'un électeur 24 vers la partie inférieure du gazogène vers des tuyères 11, 11» disposées entre deux carneaux 10. Une grande partie des sous-produits est alors éliminée par décomposition au contact des gaz qui transitent dans le charbon à haute température vers les carneaux de sortie. Ces tuyères 11 intermédiaires peuvent également être destinées à injecter du charbon sous forme de fines en mélange avec le gaz recyclé.During the gasification of the layers of fresh coal, it forms at the upper part of the enclosure where moderate temperatures prevail, gases rich in volatile by-products such as tar, phenols, ammonia, oils from the distillation of coal. Part of the gaseous effluent rich in volatile matter concentrated at the top of the enclosure is taken from the top of the gasifier and is recycled to the base of the enclosure l. Through a conduit 23 plunging into the mass of coal. It is returned according to the arrows Y, using an elector 24 towards the lower part of the gasifier towards nozzles 11, 11 "disposed between two flues 10. A large part of the by-products is then eliminated by decomposition on contact gases which pass through the coal at high temperature to the outlet flues. These intermediate nozzles 11 can also be intended to inject coal in the form of fines in a mixture with the recycled gas.

Les vannes à inversion 19, 19*, 20, 20*, 21, 21*, 22 et 22' sont actionnées par des moyens de commande constitués par exemple d’un programmateur 25.The reversing valves 19, 19 *, 20, 20 *, 21, 21 *, 22 and 22 'are actuated by control means consisting for example of a programmer 25.

La gazéification de charbon dans l’installation illustrée aux figures 1 et 2 s’effectue selon les cycles successifs suivants ;The gasification of coal in the installation illustrated in FIGS. 1 and 2 is carried out according to the following successive cycles;

Dans un premier cycle, l’air ou l’oxygène livré sous pression par le compresseur 15 est amené suivant les flèches Z en tête du réchauffeur-récupérateur 12 par ouverture de la vanne 19. Au sommet de cette même tour sont amenées de l'eau et de la vapeur d’eau.In a first cycle, the air or oxygen delivered under pressure by the compressor 15 is brought along the arrows Z at the head of the heater-recuperator 12 by opening the valve 19. At the top of this same tower are brought from the water and water vapor.

Les gaz réactifs se réchauffent progressivement à la température de 700 à 1000°C au contact du garnissage de la tour 13 avant d'être injectés suivant les flèches Z dans le gazogène au moyen de carneaux 10, 10* ou tuyères 11, 11' fixés sur une paroi latérale du gazogène à divers niveaux de celle-ci. Ces carneaux placés à des niveaux différents assurent une distribution homogène f des gaz dans la masse. Les gaz réactifs injectés par chacune des tuyères traversent horizontalement une couche de charbon et, après réaction, sont recueillis à la paroi latérale opposée 2 dans des carneaux 10, 10' ou tuyères 11, 11' identiques fixés sur cette paroi 2 à des niveaux identiques.The reactive gases gradually heat up to the temperature of 700 to 1000 ° C in contact with the lining of the tower 13 before being injected according to the arrows Z into the gasifier by means of flues 10, 10 * or nozzles 11, 11 'fixed on a side wall of the gasifier at various levels thereof. These flues placed at different levels ensure a homogeneous distribution f of the gases in the mass. The reactive gases injected by each of the nozzles pass horizontally through a layer of carbon and, after reaction, are collected at the opposite side wall 2 in flues 10, 10 'or identical nozzles 11, 11' fixed on this wall 2 at identical levels .

Les gaz chauds de réaction sont évacués par les carneaux 10’ et les conduites associées au réchauffeur-récupérateur 12'. Les gaz de réaction communiquent , leur chaleur sensible au garnissage thermique 14 de la tour 13' du réchauffeur-récupérateur 12.The hot reaction gases are evacuated through the flues 10 'and the pipes associated with the heater-recuperator 12'. The reaction gases communicate, their heat sensitive to the thermal lining 14 of the tower 13 'of the heater-recuperator 12.

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La chaleur sensible des gaz de réaction quittant le gazogène est intégralement valorisée dans les régénérateurs 12, 12’ non seulement pour préchauffer à très haute température les gaz réactifs, mais aussi pour évaporer la quantité d’eau nécessaire à la réaction.The sensible heat of the reaction gases leaving the gasifier is fully recovered in the regenerators 12, 12 ’not only to preheat the reactive gases at very high temperature, but also to evaporate the quantity of water necessary for the reaction.

L’eau évaporée dans les réchauffeurs-récupérateurs 12, 12* ainsi que la vapeur produite par l’enveloppe 4 qui garnit les parois du gazogène 1 permettent d’éviter la production extérieure de vapeur, notamment dans le cas de la gazéification à l’air.The water evaporated in the recovery heaters 12, 12 * as well as the steam produced by the casing 4 which lines the walls of the gasifier 1 make it possible to avoid the external production of steam, in particular in the case of gasification with air.

Les gaz de réaction sont recueillis à une température comprise entre 800 et 1100°C. Ils sont transférés par les conduites, vers les réchauffeurs-récupé-rateurs 12, 12’ où ils cèdent leur chaleur sensible aux garnissages 14 contenus dans ces réchauffeurs-récupérateurs 12, 12’.The reaction gases are collected at a temperature between 800 and 1100 ° C. They are transferred through the pipes to the recuperator-heaters 12, 12 ’where they transfer their sensitive heat to the linings 14 contained in these recuperator-heaters 12, 12’.

Ces réchauffeurs-récupérateurs sont composés chacun d’une ou deux tours 13» 13’ garnies intérieurement de masses thermiques de nature et de forme appropriées, par exemple de forme sphérique. Ces réchauf-feurs-récup.érateurs forment partie intégrante du procédé.These heater-recuperators are each composed of one or two towers 13 "13" internally lined with thermal masses of an appropriate nature and shape, for example of spherical shape. These reheaters-recuperators form an integral part of the process.

Les garnissages sont disposés de façon à éviter l’empoussièrement excessif par les gaz de réaction issus des gazogènes. Il est vrai que les poussièr envoyées par le gazogène se déposant à la base du réchauffeur - récupérateur pendant une phase du cycle, sont renvoyées au gazogène à la phase suivante, notamment grâce à un débit de balayage intermédiaire au changement de phase. IThe linings are arranged so as to avoid excessive dusting by the reaction gases from the gasifiers. It is true that the dust sent by the gasifier, which is deposited at the base of the heater-recuperator during one phase of the cycle, is sent back to the gasifier at the next phase, in particular thanks to an intermediate sweep rate at the phase change. I

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Les réchauffeurs-récupérateurs 12, 12’, sont de plus équipés de dispositifs de lavage "in situ" des masses par arrosage à l'eau et de moyens de vidange aisés des masses thermiques dans le but de nettoyage externe. Un dispositif d'évacuation 4' comprenant une vis d'Archimède 6’ et un sas 5' permet l'évacuation des cendres solides.The heater-recuperators 12, 12 ’are also equipped with" in situ "washing devices for the masses by sprinkling with water and easy means of draining the thermal masses for the purpose of external cleaning. A 4 'evacuation device including a 6' Archimedes screw and a 5 'airlock allows the evacuation of solid ashes.

Le sens de circulation des gaz dans les réchauffeurs -récupérateurs 12, 12' et dans l'enceinte 1 du gazogène est périodiquement inversé au,moyen de vannes à inversion 19, 191 placées sur le circuit d'alimentation 16 provenant de compresseur 15, à l'entrée des réchauffeurs-récupérateurs 12, 12* et des gaz froids issus de la gazéification à la sortie de ceux-ci * - Un balayage des circuits au moyen de vapeur est effectué au moment des inversions.The direction of gas flow in the heaters-recuperators 12, 12 'and in the enclosure 1 of the gas generator is periodically reversed by means of reversing valves 19, 191 placed on the supply circuit 16 coming from compressor 15, the inlet of the recuperator-heaters 12, 12 * and of the cold gases from the gasification at the outlet thereof * - A scanning of the circuits by means of steam is carried out at the time of the inversions.

Dans ime forme de réalisation particulière illustrée à la figure 4, les gaz réactifs sont injectés au moyen de carneaux 10'. Les carneaux 10 sont protégés d'un écran 28 et sont refroidis à l'eau ou garnis de matériaux réfractaires 29 résistant à l'abrasion. La forme inclinée de l'écran 28 limite l'entraînement des poussières de charbon et de cendre vers le · réchauffeur-récupérateur 12·In a particular embodiment illustrated in FIG. 4, the reactive gases are injected by means of flues 10 '. The flues 10 are protected by a screen 28 and are cooled with water or lined with refractory materials 29 resistant to abrasion. The inclined shape of the screen 28 limits the entrainment of coal dust and ash to the · heater-recuperator 12 ·

Une grille en acier réfractaire 30 est éventuellement placée devant les carneaux 10 et les tuyères 11 dans le but d'éviter l'obstruction des orifices de sortie des gaz par des morceaux de charbon lors de variations brutales de pression interne.A refractory steel grid 30 is optionally placed in front of the flues 10 and the nozzles 11 in order to avoid obstruction of the gas outlet orifices by pieces of coal during sudden variations in internal pressure.

L'avantage principal du procédé et de l'installation de gazéification suivant l'invention consiste en une simplification importante de la - 11 - aucune paroi centrale.The main advantage of the gasification process and installation according to the invention consists in a significant simplification of the central wall.

Les performances d'une telle installation de gazéification comprenant une enceinte unique et une paire de réchauffeurs-récupérateurs, sont reprises dans le tableau I ci-joint pour diverses applications : Gazéification à l'oxygène à basse température (cendres solides)$The performance of such a gasification installation comprising a single enclosure and a pair of recuperator heaters is shown in table I attached for various applications: Low temperature oxygen gasification (solid ash) $

Gazéification à l'oxygène à haute température (fusion des cendres)jHigh temperature oxygen gasification (ash melting) j

Gazéification à l'air à pression moyenne (faible paroi calorifique).Gasification with air at medium pressure (low heat wall).

Gazéification à l'air à haute pression (cycle combiné).High pressure air gasification (combined cycle).

Le tableau I donne les caractéristiques; suivantes: - consommation en oxygène, - production de gaz, sa composition, - le rendement net de gazéification tenant compte des consommations propres .Table I gives the characteristics; following: - oxygen consumption, - gas production, its composition, - the net gasification yield taking into account its own consumption.

Le tableau II compare les performances obtenues pour chacune des quatre applications mentionnées ci-dessus, avec les performances atteintes avec le procédé le plus approprié pour chacun des usages susdits, connu à ce jour.Table II compares the performance obtained for each of the four applications mentioned above, with the performance achieved with the most suitable process for each of the above uses, known to date.

Les procédés de référence sont : 1) LURGI à cendres solides 2) BGC-LURGI à cendres fondues 3) Le gazogène GAZ INTEGRAL produisant du gaz pauvre à usage industriel sous une pression de 3 bars 4) LURGI en gazéification à l'air sous une pression appropriée aux cycles combinés.The reference processes are: 1) LURGI with solid ash 2) BGC-LURGI with molten ash 3) The gasifier INTEGRAL GAS producing lean gas for industrial use at a pressure of 3 bars 4) LURGI in air gasification under a pressure suitable for combined cycles.

- 12 -- 12 -

La comparaison reprise dans ce tableau II porte sur les caractéristiques de fonctionnement suivantes : - Consommation d'oxygène rapportée à l'énergie contenue dans le gaz} - Rendement net de gazéification} - Estimation des besoins en eau (production de vapeur, réfrigération et lavage)^.The comparison included in this table II relates to the following operating characteristics: - Oxygen consumption compared to the energy contained in the gas} - Net gasification yield} - Estimated water requirements (steam production, refrigeration and washing ) ^.

- Estimation théorique du coût des investissements (comparaison relative).- Theoretical estimate of the cost of investments (relative comparison).

De l'étude du tableau II, il ressort que : - La consommation en eau d'une installation suivant l'invention est 4 à 5 fois moindre que celle d'une installation LURGI.From the study in Table II, it appears that: - The water consumption of an installation according to the invention is 4 to 5 times less than that of a LURGI installation.

- Le rendement net de conversion du charbon en gaz utile est amélioré sensiblement, soit 15% et 35% (LURGI) et 7% et 15% (BRITISH GAS/LURGI Slagger). Le premier chiffre, si le goudron fabriqué par ces procédés est valorisé complètement, le second en cas de non valorisation du goudron.- The net efficiency of converting coal into useful gas is significantly improved, ie 15% and 35% (LURGI) and 7% and 15% (BRITISH GAS / LURGI Slagger). The first figure, if the tar produced by these processes is fully recovered, the second if the tar is not recovered.

Tenant compte des avantages énoncés ci-dessus, l'on peut espérer un gain compris entre 20 et 25% sur le coût de fabrication de gaz pour un même prix de charbon.Taking into account the advantages set out above, we can hope to gain between 20 and 25% on the cost of manufacturing gas for the same price of coal.

PROCEDE DE GAZEIFICATION DE CHARBON DZDZ COAL GASIFICATION PROCESS

Performances calculées sur 1 kg de charbon 34 % mat. vol.Performances calculated on 1 kg of 34% matt charcoal. flight.

C = 73,24 moles O = 2,632 = 26,26 K2 = 0,65 S = 0,27 PCI pur et sec = 34.770 kJ/kg 10 % cendres 10 % H20C = 73.24 moles O = 2.632 = 26.26 K2 = 0.65 S = 0.27 PCI pure and dry = 34.770 kJ / kg 10% ash 10% H2O

[GAZEIFICATION A L'OXYGENE GAZEIFICATION A L'AIR[OXYGEN GASIFICATION AIR GASIFICATION

^ _ 7 „ . jHautepressio^ _ 7 „. jHautepressio

Basse temp, Fusion cendres Moy. pression çCyC^es colnb P équilibre 30 bars 30 bars 3 bars 18 barsLow temp, Ash melting Avg. pressure çCyC ^ es colnb P balance 30 bars 30 bars 3 bars 18 bars

T équilibre 807°C 950°C 807°C 807°CT equilibrium 807 ° C 950 ° C 807 ° C 807 ° C

Moles 02 12,71 20,4 réactifs air - - 108,4 79,50 H20 68,5 39,13 34,5 60Moles 02 12.71 20.4 air reagents - - 108.4 79.50 H20 68.5 39.13 34.5 60

Gaz fabriqué 123,48 118,72 212,74 192,52Manufactured gas 123.48 118.72 212.74 192.52

Composition CH^ 18,3 8,66 1,82 7,95 H20 18,3 8,30 2,61 9,59 CO 22,23 44,81 29,18 20,07 C02 18,82 8,21 3,44 10,03 H, 21,59 29,23 22,19 19,19 M 0,53 0,55 40,65 33,04 H2S 0,21 0,23 -y 0,13. 0,14 PCl/sec kcal/m3 3.430 '3.114 1.655 1.975Composition CH ^ 18.3 8.66 1.82 7.95 H2O 18.3 8.30 2.61 9.59 CO 22.23 44.81 29.18 20.07 C02 18.82 8.21 3, 44 10.03 H, 21.59 29.23 22.19 19.19 M 0.53 0.55 40.65 33.04 H2S 0.21 0.23 -y 0.13. 0.14 PCl / sec kcal / m3 3,430 '3,114 1,655 1,975

Bilan PCI gaz 32.472 31.809' 32.191 32.260 enthalpie(Ts) 3.936(807) 3.995 (950) 5.459 (807) 5.431(807) gazogène pertes .200 250 * 200 200 kJ évaporation 270 270 270 270 cendres_________20__________210____________20_____ _ 20 PCI charbon 34.770 34.770 34.770 34.770 0-air 312(760) 620(900) 2.544Λ(760) 1.867(760PCI gas balance 32,472 31,809 '32,191 32,260 enthalpy (Ts) 3,936 (807) 3,995 (950) 5,459 (807) 5,431 (807) gas generator losses. 200 250 * 200 200 kJ evaporation 270 270 270 270 ash_________20__________210____________20_____ 20 PCI coal 34,770 34,770 34,770 34,770 0-air 312 (760) 620 (900) 2,544Λ (760) 1,867 (760

Enthalp.H20 1.780(760) 1.146(900) 817 (760) 1.534(760Enthalp.H20 1,780 (760) 1,146 (900) 817 (760) 1,534 (760

Energie energie méc. 769(2023) 1.235(3250) 540 (1.422) 1.016Energy mechanical energy 769 (2023) 1,235 (3,250) 540 (1,422) 1,016

Combustible <°2"air> kJ vapeur app. 2.520 (45m) 480 (8 m) - (o) ' 1.320 (26,4 total appoint4.543 3.730 1.422 -Fuel <° 2 "air> kJ steam app. 2.520 (45m) 480 (8m) - (o) '1.320 (26.4 total backup 4.543 3.730 1.422 -

Rendement brut 0,870 0,90 0,93 0,89 sur gaz net 0,826 0,826 0,890 0,410(105 PCI (y compris énergie élec énergie méc) - 14 -Gross return 0.870 0.90 0.93 0.89 on net gas 0.826 0.826 0.890 0.410 (105 PCI (including electrical energy, mechanical energy) - 14 -

TABLEAU IITABLE II

COMPARAISON DES PERFORMANCES DU GAZOGENE A CHARBON DZ AVEC D»AUTRES PROCEDES INDUSTRIELS.COMPARISON OF PERFORMANCE OF DZ COAL GAS GENERATED WITH OTHER INDUSTRIAL PROCESSES.

TT q A π r GAZ A POUVOIR GAZ A FAIBLETT q A π r LOW GAS POWER GAS

ü s A G E CALORIFIQUE MOYEN POUVOIR CALORIFIQUEü s A G E CALORIFIC MEDIUM CALORIFIC POWER

Cendres Cendres Gaz indus- Cycle, sèches fondues triel combiné ======================= ============ =========== ================= ==^040=^=:Ash Ash Industrial gas- Cycle, dry fused triel combined ======================= ================= ======= ================= == ^ 040 = ^ =:

Pression 30 bars 30 bars 3 bars 18 barsPressure 30 bars 30 bars 3 bars 18 bars

Procédé Lurgi BGC/Lurgi Gaz intégral Lurgi ou référence ' WesthingLurgi BGC / Lurgi full Lurgi gas process or 'Westhing' reference

Besoins en ProcédéProcess requirements

oxygène suivant 391 641 50kwh/GJoxygen according to 391 641 50kwh / GJ

moles/GJ 11inven- tionmoles / GJ 11inven- tion

Procédé de réfé- 610 730 l4kwh/GJ * rence gain 35% 12% 55%Referral method 610,730 l4kwh / GJ * rence gain 35% 12% 55%

Rapport de Procédé besoin en suivant eau lfinven- tionProcess Report required by following water lven- tion

Procédé . de réfé- 0.2 0.7 0.5 0.3 renceProcess . 0.2 0.7 0.5 0.3 rence

Rapport Procédé des inves- suivant tissements l^nven- tionReport Process of the investments following the invention

Procédé de réfé- 0.65 0.80 0.80 0.7 renceReferral method 0.65 0.80 0.80 0.7 rence

Rendement Procédé net suivant 0.83 0.83 0.93 0.41 1’inven-tionYield Next net process 0.83 0.83 0.93 0.41 1’inven-tion

Procédé gaz 0,62 0.71 0.75 0.03 de réfé- gou- rence dron 0,08 0.06 0.08 0.07 4 ^ orv -zcol C X «îodZ *ιη X ni.οι < r\ X nn - 15 -Gas process 0.62 0.71 0.75 0.03 for dron reference 0.08 0.06 0.08 0.07 4 ^ orv -zcol C X «îodZ * ιη X ni.οι <r \ X nn - 15 -

Il est évident que l1invention n’est pas limitée aux détails décrits plus haut relatifs à une forme de réalisation particulière de l’installation de gazéification et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ces détails sans sortir du cadre de l’invention.It is obvious that the invention is not limited to the details described above relating to a particular embodiment of the gasification installation and that numerous modifications can be made to these details without departing from the scope of the invention.

! t * * i! t * * i

Claims (6)

1. Procédé de gazéification sous pression à lit fixe de charbon en morceaux, dans un gazogène se composant d'une enceinte unique, que l'on charge périodiquement en charbon par le haut, suivant lequel au cours de cycles successifs de durée prédéterminée, on réchauffe les gaz réactifs destinés à être injectés dans l'enceinte en les faisant passer dans un premier réchauffeur-récupérateur préalablement réchauffé par les gaz de réaction de cette enceinte au cours d'un cycle précédent, tandis que l'on récupère la chaleur sensible des gaz de réaction dans un second réchauffeur-récupérateur relié en aval de l'enceinte, caractérisé en ce qu'on injecte des gaz réactifs horizontalement alternativement d'un côté d'une des enceintes puis de l'autre côté, pendant qu'on évacue des gaz de réaction de l'enceinte du côté opposé à celui où sont injectés les gaz réactifs. >1. Pressure gasification process with a fixed bed of lump coal, in a gasifier consisting of a single enclosure, which is periodically loaded with coal from above, according to which, during successive cycles of predetermined duration, reheats the reactive gases intended to be injected into the enclosure by passing them through a first recuperator heater previously heated by the reaction gases from this enclosure during a previous cycle, while the sensible heat of the reaction gas in a second recuperator heater connected downstream of the enclosure, characterized in that reactive gases are injected horizontally alternately on one side of one of the enclosures then on the other side, while evacuating reaction gases from the enclosure on the side opposite to that where the reactive gases are injected. > 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on injecte à haute température - les gaz réactifs composés essentiellement d'air ou oxygène et vapeurs, par des carneaux ou tuyères logés sur une première paroi du gazogène et on recueille les gaz de réaction par des carneaux ou tuyères identiques logés sur une seconde paroi dudit gazogène opposée à la première.2. Method according to claim 1, characterized in that one injects at high temperature - the reactive gases composed essentially of air or oxygen and vapors, by flues or nozzles housed on a first wall of the gasifier and the gases are collected. reaction by identical flues or nozzles housed on a second wall of said gasifier opposite to the first. 3. Installation de gazéification de charbon par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un gazogène se composant d'une en- d'un conduit d’évacuation des gaz de réaction,d’un nombre pair de réchauffeurs-récupérateurs disposés symétriquement de part et d’autre du gazogène, ainsi que des moyens pour injecter les gaz réactifs et évacuer les gaz de réaction, en passant par un des réchauffeurs-récupérateurs de chaque paire susdite, relié à la source de gaz réactifs, par une tuyauterie commune dans laquelle sont montées des vannes à inversion et au conduit d’évacuation des gaz de réaction également muni de vannes à inversion, caractérisée en ce qu’elle met en oeuvre, dans le gazogène précité, le long d’une paire de parois latérales opposées de ce gazogène, une série de tuyères ou de carneaux éventuellement réversibles, permettant l’injection des gaz réactifs et l’évacuation des gaz de réaction, de manière à permettre aux gaz réactifs de circuler horizontalement alternativement de la paroi où les gaz sont injectés, vers l’autre paroi puis inversément de cet autre paroi vers la première où ces gaz sont évacués.3. Installation for the gasification of coal by the method according to any one of the preceding claims, comprising a gasifier consisting of an en- of a reaction gas evacuation duct, of an even number of heater-recuperators arranged symmetrically on either side of the gasifier, as well as means for injecting the reactive gases and evacuating the reaction gases, passing through one of the heater-recuperators of each said pair, connected to the source of reactive gases, by a common piping in which are inverted valves and to the reaction gas discharge pipe also provided with inversion valves, characterized in that it implements, in the aforementioned gasifier, along a pair of walls opposite sides of this gasifier, a series of nozzles or possibly reversible flues, allowing the injection of the reactive gases and the evacuation of the reaction gases, so as to allow the reactive gases to circulate horizont alternately from the wall where the gases are injected, to the other wall then vice versa from this other wall to the first where these gases are discharged. 4. Installation de gazéification suivant la . revendication 3» caractérisée en ce que le gazogène présente une section horizontale rectangulaire.4. Gasification installation according to. claim 3 »characterized in that the gasifier has a rectangular horizontal section. 5. Installation de gazéification suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la longueur d’un côté de la section rectangulaire précitée est choisie de manière à assurer le temps de contact entre les gaz et le charbon, tandis que la largeur de la section est proportionnelle à la capacité du gazogène. 4 * - 18 -5. Gasification installation according to claim 4, characterized in that the length of one side of the abovementioned rectangular section is chosen so as to ensure the contact time between the gases and the coal, while the width of the section is proportional to the capacity of the gasifier. 4 * - 18 - 6. Installation de gazéification suivant l’une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que deux parois latérales opposées du gazogène présentent chacune une rangée de tuyères situées entre deux carneaux. ï v6. Gasification installation according to any one of claims 4 and 5, characterized in that two opposite side walls of the gasifier each have a row of nozzles located between two flues. ï v
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