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Perfectionnements à la fabrication du gaz mixte.
Cette invention se rapporte a la gazéification complète de combustibles à constituants volatils, tels que le charbon gras, avec récupération complète des matières volatiles et -production d'un gaz de pouvoir calorifique relativement élevé et exempt de gaz inerte par comparaison avec les résultats ob- tenus par les procédés actuellement connus pour la fabrication du gaz à l'eau à l'aide de combustibles bitumeux.
Les gazogènes existants peuvent être facilement modifiés . pour fonctionner suivant cette invention et présenter ses ca-
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ractéristiques.
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Une forme de réalisation de l'invention est décrite ci après avec référence aux dessins annexés, sur lesquels:
Fig. 1 est une coupe verticale d'une installation conve- nable pour réaliser l'invention, la coupe étant faite par la ligne 1-1 de fig. 2.
Fig. 2 est un plan des appareils montrés sur la fig. 1.
Fgis. 3 et 4 sont des coupes transversales montrant des modifications de l'installation. sur les dessins 1 et 2 sont des gazogènes, 3 et 4 sont des surchauffeurs, 5 et 6 sont des carburateurs régénérateurs combinés.
Les gazogènes 1 et 2 sont munis de tuyaux à vent 8 dé- bouchant en dessous de la couche de combustible et de tuyaux à vapeur 10 pour la circulation ascendante et descendante à travers la zone de gazéification 11. Les gazogènes 1 et 2 sont munis, au niveau de la partie supérieure des zones de gazéification, de prises de gaz 13 et 14 communiquant avec les surchauffeurs 3 et 4. Ces prises 13 et 14 conduisent les gaz de soufflage du gazogène au surchauffeur et sont munis d'entrées d'air secondaire 9.
La prise de gaz 15, munie de la soupape 16, relie la base du gazogène 2 au régénérateur-carburateur combiné 5. La prise de gaz 17 munie de la soupape 17' relie la base du ga- zogène 1 au régénérateur-carburateur combiné 6.
Ces prises de gaz conduisent du gaz bleu descendant.
Les prises de gaz 18 et 20 relient la partie supérieure des zones de carbonisation des gazogènes 1 et 2 au scrubber 7.
Elles sont munies de soupapes 19 et 21 respectivement et conduisent du gaz mixte provenant des deux gazogènes. La prise 22 du scrubber conduit au condensateur et au gazomètre (non représenté).
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Les surchauffeurs 3 et 4 sont garnis de briques empilées 23 et sont en communication libre par les conduites 13 et 14 avec les gazogènes 1 et 2 respectivement, et par les conduites 27 et 28 avec les régénérateurs-carburateurs combinés 5 et 6 respectivement.
Les régénérateurs carburateurs combinés 5 et 6 sont di- visés en une chambre de régénération 25 et une chambre de carburation 24 qui est munie d'un pulvérisateur à huile 26.
La chambre de régénération peut être remplie d'une matière convenable quelconque telle que des scories, des briques con- cassées ou des briques empilées. La chambre de carburation peut être vide comme c'est montré ou remplie de briques empi-
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lées comme d'ordinalre.
La chambre de régénération 5 communique par une soupape avec la base du gazogène 2, et librement avec la chambre de carburation du récipient 5. Celle-ci communique librement avec le surchauffeur 3.
La chambre de régénération du récipient 6 communique par une soupape avec la base du gazogène 1 et librement avec la chambre de carburation du récipient 6 qui communique librement avec le surchauffeur 4.
Les chambres de régénération des récipients 5 et 6 sont munies des clapets 29.
Les régénérateurs carburateurs combinés 5 et 6 pourraient être divisés chacun en deux récipients séparés contenant leurs chambres de régénération et de carburation séparément, mais conservant le même système de communication.
La réalisation de l'invention au moyen des appareils dé- crits peut s'expliquer comme suit:
Les deux gazogènes sont soumis au soufflage simultané- ment et en parallèle. Le vent traverse les zones de gazéifi-
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cation 11 nais non les zones de carbonisation 12. Les gaz de soufflage venant du gazogène 1 passent par la conduite 13 au surchauffeur 3, où ils entrent en combustion avec l'air se- condaire introduit en 9, chauffant ainsi les briques empilées ou autre matière contenue dans le surchauffeur 3.
Les gaz de soufflage passent alors par la conduite 27 dans le régénéra- teur carburateur 6, où leur combustion est complétée par l'air tertiaire introduit en 30, chauffant ainsi la chambre de car- buration 24 et la chambre de régénération 25, et quittent a- lors l'appareil par le clapet de cheminée 29, à une tempéra- ture relativement basse par suite de leur passage dans le ré- générateur 25.
Les gaz de soufflage venant du gazogène 2 suivent un che- min parallèle à travers 14, 4, 28 et 6.
Après l'opération de soufflage, on fait circuler de la vapeur de haut en bas dans l'un des gazogènes et de bas en haut dans l'autre. Si la marche descendante se fait dans le gazogène 1 pendant que la marche ascendante se fait dans le gazogène 2, le fonctionnement a lieu comme suit :
Les soupapes 8, 9, 29, 31 et 16 sont fermées, les soupa- pes 17' et 21 sont ouvertes, la vanne 19 est partiellement ou- verte.
Dans le gazogène 2 le gaz bleu chaud de la marche ascen- dante passe de la zone de gazéification à travers le combus- tible en partie carbonisé et le combustible frais de la zone de carbonisation, la chaleur sensible du gaz étant utilisée pour la carbonisation et pour chauffer le combustible frais, le gaz se refroidissant en conséquence.
Dans le gazogène 1 on fait passer de la vapeur de haut en bas à travers la zone de gazéification et ensuite a travers les cendres à la partie inférieure de la couche de combustible.
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Le gaz bleu de la marche descendante sort des cendres relati- vement refroidi et passe par la conduite 17 dans la chambre de régénération du récipient 6, où il est chauffé par la cha- leur accumulée des gaz de soufflage, ce gaz bleu de la marche descendante ainsi réchauffé, passe par la chambre de carbura- tion du récipient 6 où de l'huile est admise par un pulvérisa- teur comme en 26, et le gaz est carburé. Les gaz et les va- peurs d'huile passent alors par la conduite 28 au surchauffeur 4 où les vapeurs d'huile sont décomposées et stabilisées et le gaz carburé est chauffé d'avantage.
Du surchauffeur 4,ce gaz chaud passe par la conduite 14 dans le gazogène 2 où il se mélange au gaz bleu chaud ascendant, venant de la zone de gazéification de ce gazogène et passe avec lui à travers la zône de carbonisation, en aidant le gaz bleu ascendant du gazogène 2 à carboniser et chauffer le combustible. Le gaz mixte résultant consistant en gaz bleu ascendant du gazogène 2, en gaz à l'eau descendant carburé du gazogène 1, et en gaz de houille de la zone de carbonisation du gazogène 2, sort de la partie supérieure de ce dernier à une température relative- ment basse, ayant perdu sa chaleur en carbonisant et chauffant le combustible frais, et passe par la conduite 20 au scrubber et de là au gazomètre à travers les appareils de condensation nécessaires.
En même temps, le gaz de houille résultant de la distil- lation dans la zone de carbonisation du gazogène 1, passe au scrubber par la soupape 19 partiellement ouverte.
La circulation de la vapeur d'eau dans les deux gazogènes est alors renversée, on ferme la vanne 17', on ouvre les sou- papes 16 et 17 et on ferme partiellement la soupape 21, et on produit la marche ascendante dans le gazogène 1 et la marche descendante dans le gazogène 2. Le gaz bleu ascendant du gazo- gène 1 traverse la zone de carbonisation de ce gazogène avec
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le gaz descendant du gazogène 2 qui a été chauffé, carbure et surchauffé pendant son passage dans la conduite 15 à travers le carburateur 5 et le surchauffeur 3.
On recommence alors le soufflage des gazogènes en paral- lèle et l'opération est répétée.
Suivant une variante, on peut procéder comme suit:
On soumet les deux gazogènes au soufflage en parallèle comme ci-dessus et en même temps on procède à la marche as- cendante dans un des gazogènes et à la marche descendante dans l'autre, comme ci-dessus, excepté que, si par exemple la marche descendante a lieu dans le gazogène 1, de la va- peur d'eau est admise au régénérateur dans le récipient 5, par exemple en 32, et cette vapeur étant surchauffée en pas- sànt par le régénérateur 5 et le surchauffeur 3, passe en- suite à travers la zone de gazéification du gazogène 1 et est utilisée pour faire du gaz descendant, le gaz à l'eau résul- tant étant chauffé,
carburé et surchauffé dans le régénéra- teur-carburateur 6 et le surchauffeur 4 cornue ci-dessus et traversant la zone de carbonisation du gazogène 2 comme ci- dessus avec le gaz bleu ascendant du gazogène.2.
Dans ce cas, la chaleur emmagasinée des appareils 3 et
5 ayant été récupérée par la vapeur en même temps que celle des appareils 4 et 6 a été récupérée par le gaz descendant du gazogène 1, il est nécessaire de recommencer alors le souf- flage en parallèle pour réchauffer ces appareils 3 et 5 et 4 et 6.
Après cette opération de soufflage, le sens de la cir- culation dans les gazogèrues est renversé et de la vapeur d'eau est admise dans le régénérateur du récipient 6, ré- chauffée en 6 et 4, et utilisée pour une marche descendante ans le gazogène 2, le gaz résultant est alors chauffé, car-
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bure et surchauffé dans les appareils 5 et 3, et mélangé avec le gaz bleu ascendant du gazogène 1, passe avec celui-ci par la zone de carbonisation de ce gazogène comme décrit ci-dessus.
L'opération de soufflage suit alors et le cycle continue.
On remarquera que dans chacun de ces modes d'opération, les gaz de soufflage ne passent pas par la zone de carbonisa- tion des gazogènes ce qui entrainerait la perte conséquente des constituants volatiles du combustible. Le combustible, dans chaque cas, est soumis à l'action carbonisante de l'en- tièreté du gaz à l'eau produit pendant la marche ascendante dans l'un des gazogènes et la marche descendante dans l'autre, et peut être aussi à l'action d'un gaz amené de'.l'extérieur et chauffé comme cédrit. La chaleur sensible du gaz bleu ascen- dant et du gaz carbure descendant est récupérée en l'utili- sant pour carboniser et chauffer le combustible frais.
La grande quantité de gaz chaud disponible pour la carbonisation assure la carbonisation du combustible avant son arrivée à la zone de gazéification ou il est soumis au soufflage, et assu- re la récupération des constituants volatiles du combustible.
On évite donc une opération de soufflage et la dilution con- séquente par les gaz inertes. La chaleur sensible des gaz de soufflage peut être récupérée sans l'emploi d'une chaudière récupération des chaleurs perdues, les gaz de soufflage quit- tant l'appareil relativement froids. Les soupapes ne doivent laisser passer que des gaz à une température relativement bas- se, le gaz bleu de la marche descendante qui passe par les soupapes 16 et 17' est refroidi par les cendres à environ 150 à 250 C. Les gaz mixtes, passant par les soupapes 19 et 21 ont été refroidis antérieurement par leur passage à tra- vers le combustible frais, de sorte que des soupapes coûteuses
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pour fluides chauds ne sont pas nécessaires.
Une grande quan- tité de gaz chaud est rendue disponible pour la carbonisation sans retraverser la zone chaude de gazéification. Les hydrocar- bures contenus dans le gaz carburé ne sont pas soumis 9 une température plus élevée qu'il n'est nécessaire pour les sta- biliser, et les hydrocarbures du charbon frais ne sont pas chauffes au dessus de la température à laquelle ils sont dis- tilles dans la zone de carbonisation, ce qui assure la produc- tion dans cette zone d'un gaz de pouvoir calorifique élevé et diminuer ainsi la quantité d'huile nécessaire pour la carbu- ration.
La second mode d'opération procure, si on le désire, une source de vapeur d'eau surchauffée pour la marche descendante.
La construction et la méthode modifiées décrites ci-après avec référence à la fig. µ sont semblables à celles décrites ci-dessus excepté ce qui suit:
Il n'y a qu'un seul gazogène, un seul surchauffeur et un seul carburateur régénérateur combine au lieu de deux appa- reils de chaque sorte comme décrit ci-dessus.
Le gazogène la.divise en zones de carbonisation et de gazéification superposées 3a et 2a communique librement à l'en- droit de la jonction des zones, avec le surchauffeur 4a qui rempli de matière propre à absorber la chaleur, telle que des briques empilées ou une matière équivalente. La partie supé- rieure de la zone de carbonisation reliée par la conduite 14a et la soupape réversible 15a.avec le scrubber 8a. La base du gazogène est reliée au scrubber par le tuyau 13a et la soupa- pe réversible 15a. Le gazogène reçoit de l'air par la conduite loa et de la vapeur d'eau pour la circulation ascendante et descendante par le tuyau 9a.
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La base du surchauffeur communique librement avec le carburateur-régénérateur combiné 51 et elle est alimentée d'air secondaire par l'orifice 12a.
Le carburateur régénérateur combiné 5! comprend une cham- bre de carburation 6a, qui peut être vide comme c'est montré ou remplies de briques empilées, et une chambre de régénéra- tion 7a qui est remplie de matières propres à absorber la cha- leur, telles que des briques empilées, des scories, des briques concassées, etc. La chambre de carburation est munie d'un distributeur d'huile, tel que le pulvérisateur 17a et peut recevoir de l'air tertiaire par l'orifice 11a. La chambre de régération est reliée au gazomètre par la conduite à soupape 20a et est munie d'un clapet de cheminée 18a. Le régénérateur peut être muni d'un pulvérisateur 28a relié à des conduites de vapeur et d'eau 291 et 30a respectivement.
En service, le gazogène reçoit du vent de la soufflerie par 10a 10 gaz de soufflage résultant ne traverse pas la zone de carbonisation mais passe dans le surchauffeur 4a par la conduite sans soupape, et y brûle avec l'air secondaire arri- vant par l'orifice 12a. Les produits de cette combustion pas- sent alors à travers le carburateur régénérateur combiné à la cheminée, de l'air tertiaire étant admis si c'est néces- saire par l'orifice 11a.
Le soufflage est alors arrêté, les vannes sont disposées pour la circulation ascendante, et de la vapeur est admise à la base du gazogène, le gaz bleu chaud résultant quittant la zone de gazéification à travers la zone de carbonisation. En même temps du gaz est retiré du gazomètre par la conduite 20a.
Il passe à travers le régénérateur 71 et y est chauffé à la température nécessaire pour la carburation. Il est carburé dans la chambre 6a au moyen de l'huile introduite par le pul-
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vérisateur 17a et le gazet les vapeurs d'huile passent par le surchauffeur 4a où les vapeurs sont décomposées et stabilisées et le gaz mixte chauffé davantage;
de là, le gaz passe au gazogène et monte à travers la zone de carbonisation avec le gaz bleu de la marche ascendante, en soumettant le combusti- ble à l'action de la chaleur sensible d'une grande quantité de gaz chaud autre que les gaz de soufflage, carbonise ce com- bustible et emporte ses constituants volatiles par la conduite 14a et la soupape réversible 15a au scrubber 8a et de là au gazomètre.
Si la quantité de gaz retirée du gazomètre pour opérer la carbonisation complète du combustible conjointement avec le gaz bleu de la marche ascendante, n'est pas suffisante pour absorber la chaleur emmagasinée dans les récipients 5a et 4a par les gaz de soufflage, cette chaleur peut être récupérée complètement en introduisant par le distributeur 28a de la vapeur qui, après avoir été surchauffée en 7a, 6a et 4a entre dans le gazogène à la partie supérieure de la zone de gazéifi- cation, et est utilisée pour la marche descendante, Une autre alternative consiste à produire de la vapeur pour la marche descendante en pulvérisant de l'eau au moyen du distributeur 28a.
Ce procédé modifié présente beaucoup des avantages du procédé décrit avec référence aux Figs. 1 et 2. Le combusti- ble est carbonisé avant d'être soumis à l'action des gaz de soufflage. De grandes quantités de gaz chaud pour la carboni- sation sont produites sans devoir lui faire retraverser la zone soumise au soufflage. La chaleur des gaz de soufflage est récupérée sa.is employer de chaudière à récupération des cha- leurs perdues. La chaleur du gaz à l'eau produit est récupérée
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en l'utilisant pour la carbonisation et le chauffage du com- bustible frais. On peut produire de la vapeur surchauffée ou de la vapeur pour la marche descendante et les gaz traversant les soupapes sont relativement froids.
Dans le procédé décrit ci-dessus, le gaz employé pour aider le gaz bleu de la marche ascendante à carboniser le com- .bustible frais est retiré du gazomètre ordinaire et consiste en un mélange de gaz bleu, de gaz à l'eau carburé et de gaz de houille.
Si l'on ne désire pas soumettre le gaz de houille et le gaz à l'eau carburé au réchauffage et à la décomposition pos- sible on peut employer une variante du procédé qui va être décrite avec référence à la Fig. 3. sur cette figure, les organes sont semblables à ceux déjà décrits, sauf les changements suivants: Le tuyau 21a à soupape 22a remplace la conduite 13a et relie la base du ga- zomètre à un deuxième scrubber 23a qui communique avec le petit gazomètre 25a. La sortie du gazomètre est munie de la pompe 271 qui est reliée à la partie supérieure du régénérateur 7a au lieu de la conduite 20a du gazomètre ordinaire. La soupape réversible 151 est remplacée par une soupape ordinaire 24a.
En fonctionnement, du gaz bleu de la marche descendante passe au gazomètre 25a d'où on peut le retirer pendant la marche ascendante, ensuite il passe par le régénérateur 7a où il est chauffé, carburé dans le carburateur 6a, stabilisé et chauffé davantage dans le surchauffeur 4a et passe avec le gaz bleu de la marche ascendante à travers la zone de carbo- nisation, les gaz mixtes allant ensuite au gazomètre ordinai- re. si le gaz bleu de la marche descendante ne suffit pas our récupérer la chaleur accumulée dans les récipients 5a
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et 4a, au lieu de compléter la récupération par le surchauffa- ge ou la production de la vapeur pour la marche descendante, on peut utiliser la conduite 31a pour retirer du gaz supplé- mentaire du gazomètre.
Sur la Fig. 2 une conduite de ce genre est représentée en
31b.
La prise de gaz mixte 14a peut être prolongée en dessous de la surface supérieure de la couche de combustibleet ne pas être obstruée par le combustible, et quand on opère ainsi, le gaz peut être capté en un point de la partie supérieure de la couche de combustible dont la température est appropriée.
Il est évident que des modifications peuvent être appor- t4es aux détails de la construction et du procédé et aux dé- tails de pure forme dans s'écarter du principe de l'invention.
La disposition dans un gazogène de chambres superposées pour la cokéfaction et la combustion et la captation du gaz de la marche ascendante à mi-hauteur du gazogène a déjà été proposée, de même que la recirculation d'un gaz enrichi à travers toute la mouche du combustible (comprenant les couches de cokéfac- tion et de combustion).
REVENDICATIONS.
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