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FR2478121A1 - PROCESS FOR INDUSTRIALLY PREPARING CLEAN FUEL GAS FROM COAL - Google Patents

PROCESS FOR INDUSTRIALLY PREPARING CLEAN FUEL GAS FROM COAL Download PDF

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FR2478121A1
FR2478121A1 FR8101324A FR8101324A FR2478121A1 FR 2478121 A1 FR2478121 A1 FR 2478121A1 FR 8101324 A FR8101324 A FR 8101324A FR 8101324 A FR8101324 A FR 8101324A FR 2478121 A1 FR2478121 A1 FR 2478121A1
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FR
France
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gas
particles
coal
coke
gasification
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Pending
Application number
FR8101324A
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French (fr)
Inventor
Douglas H Cortez
James J Humphries Jr
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.)
Tosco Corp Japan
Original Assignee
Tosco Corp Japan
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROCEDE POUR GAZEIFIER UN CHARBON PAR PYROLYSE SUIVIE DE LA GAZEIFICATION DU COKE OBTENU A L'AIDE DE VAPEUR D'EAU ET D'UN GAZ CONTENANT DE L'OXYGENE. ON PYROLYSE LES PARTICULES DE CHARBON CONTENANT DES MATIERES COMBUSTIBLES VOLATILES PAR CONTACT EN ATMOSPHERE NON OXYDANTE AVEC DES MATIERES SOLIDES SERVANT AU TRANSFERT DE CHALEUR A UNE TEMPERATURE DE 370 A 815C, ELIMINANT AINSI PRATIQUEMENT TOUTES LES MATIERES COMBUSTIBLES VOLATILES FORMANT DES GOUDRONS ET PRODUISANT DES VAPEURS, DES GAZ CONDENSABLES ET UN COKE DONT ON A ELIMINE EN PARTIE LES MATIERES VOLATILES, CELLES QUI SUBSISTENT DANS LES PARTICULES DE COKE NE CONTENANT PRATIQUEMENT PAS DE GOUDRONS CONDENSABLES, ON SEPARE LES PARTICULES DE COKE DONT ON A ELIMINE EN PARTIE LES MATIERES VOLATILES D'AVEC LES MATIERES SOLIDES SERVANT AU TRANSFERT DE CHALEUR, LES VAPEURS ET LES GAZ CONDENSABLES, ON TRANSFERE LES PARTICULES DE COKE DANS UNE ZONE DE GAZEIFICATION DANS LAQUELLE ON LES GAZEIFIE A L'AIDE DE VAPEUR D'EAU ET D'UN GAZ CONTENANT DE L'OXYGENE A UNE TEMPERATURE DE 540 A 1370C, FORMANT AINSI UN GAZ COMBUSTIBLE PROPRE, PRATIQUEMENT EXEMPT DE GOUDRON, AVEC UNIQUEMENT DES CENDRES POUR RESIDUS.PROCESS FOR GAZEIFYING A COAL BY PYROLYSIS FOLLOWED BY THE CARBONIFICATION OF THE COKE OBTAINED USING WATER VAPOR AND A GAS CONTAINING OXYGEN. THE CHARCOAL PARTICLES CONTAINING VOLATILE COMBUSTIBLE MATERIALS ARE PYROLYZED BY CONTACT IN A NON-OXIDIZING ATMOSPHERE WITH SOLID MATERIALS SERVING THE TRANSFER OF HEAT AT A TEMPERATURE OF 370 TO 815C, THUS ELIMINATE PRACTICALLY THE VOLATIBLE VAPORISED COMBUSTIBLE MATERIALS, AND VARIOUSLY PRODUCED VESSELS, AND ALL FORMED VAPES CONDENSABLE GASES AND A COKE WHOSE VOLATILE MATERIALS HAVE BEEN PARTLY ELIMINATED, THOSE WHICH REMAIN IN COKE PARTICLES CONTAINING PRACTICALLY NO CONDENSABLE TAR, THE COKE PARTICLES WHICH HAVE BEEN ELIMINATED IN PART OF THE MATERIAL HAVE BEEN REMOVED THE SOLID MATERIALS SERVING FOR THE TRANSFER OF HEAT, VAPORS AND CONDENSABLE GASES, THE COKE PARTICLES ARE TRANSFERRED IN A CARBONATION ZONE IN WHICH THEY ARE CARBONIZED USING WATER VAPOR AND A GAS CONTAINING L ' OXYGEN AT A TEMPERATURE OF 540 AT 1370C, FORMING A CLEAN COMBUSTIBLE GAS, PRACTICALLY TAR-FREE, WITH ASH ONLY PO UR RESIDUES.

Description

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La présente invention se rapporte à un procédé pour gazéifier le charbon par pyrolyse de ce dernier et gazéification du  The present invention relates to a process for gasifying coal by pyrolysis of the latter and gasification of the

coke formé à l'aide de vapeur d'eau et d'un gaz contenant de l'oxy-  coke formed with water vapor and a gas containing oxy-

gène. Depuis un certain temps, on a porté de l'intérêt à l'utilisation du charbon dans la production de gaz combustibles,  gene. For some time, there has been interest in the use of coal in the production of combustible gases,

lesquels peuvent entre autres être eux-mêmes utilisés pour la pro-  which can, among other things, themselves be used for

duction d'énergie électrique. L'un des procédés proposés pour conver-  duction of electrical energy. One of the proposed methods for converting

tir le charbon en gaz combustibles comporte la gazéification du char-  firing coal into combustible gases involves the gasification of

bon à l'aide de vapeur d'eau et d'oxygène et la combustion du gaz formé dans une turbine à combustion de gaz pour la production d'énergie électrique. Le gaz produit dans ce type de gazéification du charbon doit être lavé pour élimination de ses impuretés et -le procédé présente de nombreux inconvénients. Ainsi, par exemple, le  good using water vapor and oxygen and the combustion of gas formed in a gas combustion turbine for the production of electrical energy. The gas produced in this type of coal gasification must be washed for removal of its impurities and the process has many disadvantages. So, for example, the

gaz contient des quantités variables de matières combustibles vola-  The gas contains variable amounts of volatile combustible

tiles (MCV) et une partie de ces matières consiste en goudron de houille qui est collant et difficile à manipuler. Le goudron, en combinaison avec certaines matières poussiéreuses produites au cours de la gazéification du charbon, est présent dans les gaz obtenus à  tiles (MCV) and some of these materials consist of coal tar that is sticky and difficult to handle. Tar, in combination with certain dusty materials produced during the gasification of coal, is present in

la gazéification. Ces deux matières colmatent et encrassent Vlap-  gasification. These two materials clog and foul the Vlap-

pareillageaval, ce qui rend extrêmement difficile une récupération de chaleur à partir des gaz produits à partir de la houille. En outre, si l'opération de gazéification est combinée à une production d'énergie cyclique, l'opération de l'appareillage de gazéification et de l'installation de production d'énergie cyclique combinée est  This makes it extremely difficult to recover heat from the gases produced from the coal. In addition, if the gasification operation is combined with cyclic energy production, the operation of the gasification apparatus and the combined cyclical power plant is

interdépendante de sorte que le démarrage et le contrOle de l'ins-  interdependent so that the start and control of the

tallation intégrée sont impossibles sans un combustible extérieur et un appareillage auxiliaire qui ajoutent dans une proportion  integrated installation are impossible without an external fuel and auxiliary equipment which add in a proportion

considérable aux frais.considerable expense.

Un autre procédé proposé pour le traitement du charbon est décrit dans un article intitulé "Production of Low Btu Gas Involving Coal Pyrolysis and Gasification", par Wen et col., du Chemical Engineering Department de l'Université de West Virginia, Morgantown, West Virginia 26 506 (pages 36 à 54). Dans cet article,  Another proposed process for treating coal is described in an article entitled "Production of Low Btu Gas Involving Coal Pyrolysis and Gasification", by Wen et al., Of the Chemical Engineering Department of West Virginia University, Morgantown, West Virginia 26,506 (pages 36 to 54). In this article,

on propose de pyrolyser le charbon dans un lit fluidisé à une tem-  it is proposed to pyrolyze coal in a fluidized bed at a time

pérature d'environ 760'C. Le coke formé à l'opération de pyrolyse  about 760 ° C. The coke formed in the pyrolysis operation

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est séparé des gaz effluents, puis mis à réagir avec de l'air et de la vapeur, donnant alors les gaz de fluidisation de l'appareil de pyrolyse de charbon. Toutefois, dans cet article, on insiste sur le fait que, pour gazéifier le coke, il faut ajouter du charbon brut si l'on veut maintenir la température correcte dans l'appareil de gazéification et si l'on veut en outre produire une quantité de gaz suffisante pour fluidiser le charbon. Du fait que le charbon est pyrolysé en lit fluidisé et qu'il faut ajouter du charbon brut au coke de pyrolyse,ce procédé présente la plupart des inconvénients  is separated from the effluent gases and then reacted with air and steam, thereby giving the fluidizing gases of the coal pyrolysis apparatus. However, in this article, it is emphasized that, in order to gasify coke, it is necessary to add raw coal in order to maintain the correct temperature in the gasification apparatus and if it is furthermore necessary to produce a quantity sufficient gas to fluidize the coal. Because the coal is pyrolyzed in a fluidized bed and raw coal has to be added to the pyrolysis coke, this process has most of the disadvantages

du procédé antérieur décrit ci-dessus.  of the prior method described above.

Un autre procédé antérieur est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 1 758 630 dans lequel on propose de pyrolyser le charbon en lit fluidisé, de manière à en éliminer toutes les matières combustibles volatiles, après quoi on met le coke obtenu en contact avec de l'air et de la vapeur d'eau afin de produire un gaz. Ce procédé est également inefficace en partie en raison de la  Another prior process is described in U.S. Patent No. 1,758,630 in which it is proposed to pyrolyze coal in a fluidized bed so as to remove any volatile fuel matter therefrom, after which the coke obtained is charged. in contact with air and water vapor to produce a gas. This process is also inefficient in part because of the

manière dont on produit le coke.how coke is produced.

Pour autant que la demanderesse en soit avertie, aucun des procédés de la technique antérieure n'a décrit la préparation  As far as the applicant is aware, none of the processes of the prior art have described the preparation

industrielle d'un coke de charbon dont on a éliminé les matières vola-  coal coke from which the volatile substances have been removed.

tiles en partie seulement par une pyrolyse effectuée de manière telle que  in part only by pyrolysis carried out in such a way that

le coke convienne de manière idéale a la gazéification. La gazéifi-  coke is ideally suited for gasification. Gasification

cation d'un tel coke donne un gaz exempt de goudron et qui convient de manière idéale à la combustion, en particulier en mélange avec les vapeurs et les gaz (c'est-à-dire après élimination des produits  cation of such a coke gives a gas free of tar and which is ideally suited for combustion, especially in mixture with the vapors and gases (ie after removal of the products).

condensables) produits à l'opération de pyrolyse.  condensables) produced during the pyrolysis operation.

L'invention concerne en premier lieu un procédé simple pour préparer industriellement un gaz combustible à partir d'un type particulier d'un coke de charbon dont on a éliminé en partie les matières volatiles par gazéification de ce coke à l'aide de vapeur  The invention relates first of all to a simple process for the industrial preparation of a fuel gas from a particular type of a coal coke, the volatiles of which have been partially removed by gasification of this coke with the aid of steam.

d'eau et d'un gaz contenant de l'oxygène.  of water and a gas containing oxygen.

Le procédé selon l'invention permet de préparer un gaz combustible qu'on peut utiliser dans une turbine à combustion de gaz à partir d'un coke de charbon qui contient certaines matières  The process according to the invention makes it possible to prepare a combustible gas which can be used in a gas combustion turbine from a coal coke which contains certain materials

combustiblesvolatiles, mais pas de constituants formant des goudrons.  Volatile fuels, but no constituents forming tars.

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Le procédé selon l'invention pour former un gaz combustible à partir d'un coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles, ce gaz étant destiné à être utilisé dans des turbines à combustion de gaz et étant essentiellement exempt de goudronslourdsde charbon et de poussières, de sorte qu'il ne peut provoquer un encrassement des appareillages d'échange de chaleur  The method according to the invention for forming a fuel gas from a coke which has been removed in part volatile matter, the gas being for use in gas combustion turbines and being essentially free of heavy coal tar and dust, so that it can not cause clogging of the heat exchange apparatus

et de traitement situés en aval.and downstream processing.

Le procédé selon l'invention permet de préparer un gaz combustible à pouvoir calorifique moyen à partir d'un coke de charbon par mélange de gaz obtenu par pyrolyse du charbon avec les gaz obtenus par gazéification d'un coke dont on a éliminé en partie  The method according to the invention makes it possible to prepare a fuel gas with an average calorific value from a coal coke by mixing gas obtained by pyrolysis of the coal with the gases obtained by gasification of a coke which has been partly removed.

les matières volatiles, à l'aide de vapeur d'eau et d'un gaz conte-  volatile matter, using steam and a gas containing

nant de l'oxygène, le mélange gazeux obtenu étant exempt de goudrons  oxygen, the gaseous mixture obtained being free of tar

lourds de houille.heavy coal.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-  Other features and advantages of the invention

tion ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée  will be more clearly apparent from the detailed description given

ci-après, dans laquelle, sauf mention contraire, toutes les indica-  hereinafter, in which, unless otherwise specified, all the indica-

tions de parties et de pourcentages s'entendent en poids, en réfé-  parts and percentages are by weight, with reference to

rence à la figure unique du dessin annexé qui représente schématique-  in the single figure of the attached drawing which shows schematically

ment un cycle opératoire complet du procédé selon l'invention dans  a complete operating cycle of the process according to the invention in

certains modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemple.  some preferred embodiments given by way of example.

Conformément à l'invention, le charbon est pyrolysé de manière particulière, et de manière à obtenir un coke dont on a éliminé partiellement les matières volatiles et qui convient de manière idéale à la gazéification à l'aide de vapeur d'eau et d'un gaz contenant de l'oxygène, cette gazéification donnant un gaz exempt de goudron. Le coke dont on a éliminé en partie seulement les matières volatiles est pratiquement non gonflant, il a une densité apparente relativement forte et est très réactif à la gazéification avec la vapeur d'eau. En plus du coke partiellement débarrassé des matières  According to the invention, the coal is pyrolyzed in a particular manner, and in such a way as to obtain a coke whose volatiles have been partially removed and which is ideally suited for gasification using steam and steam. a gas containing oxygen, this gasification giving a gas free of tar. Coke which has only partially removed the volatiles is substantially non-swelling, has a relatively high bulk density and is very reactive to gasification with water vapor. In addition to coke partially free of materials

volatiles qu'on obtient à l'opération de pyrolyse, on forme égale-  volatiles obtained in the pyrolysis operation, one also forms

ment des vapeurs et des gaz condensables. Les vapeurs peuvent être utilisées pour leur capacité calorifique et les gaz condensables, après condensation, constituent des liquides hydrocarbonés de valeur qu'on peut utiliser dans les industries pétrolières ou pétrochimiques  vapors and condensable gases. Vapors can be used for their heat capacity and condensable gases, after condensation, are valuable hydrocarbon liquids that can be used in the petroleum or petrochemical industries

ou qu'on peut brûler pour leur capacité calorifique.  or that can be burned for their heat capacity.

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L'opération de pyrolyse est effectuée dans une zone de pyrolyse d'une manière particulièrement critique qui comprend le  The pyrolysis operation is carried out in a pyrolysis zone in a particularly critical manner which comprises the

contact des particules du charbon avec des matières solides trans-  contact of the coal particles with solid trans-

portant la chaleur en atmosphère non oxydante et, de préférence, en l'absence d'autres gaz étrangers. Les matières solides servant à transférer la chaleur entrent en contact avec les particules de charbon sec et les réchauffent à la température de pyrolyse voulue, par exemple d'environ 370 à 815'C, de préférence d'environ 425 à 650C, et par exemple d'environ 425 à 540C. Les particules de charbon sont chauffées par les substances solides transportant la chaleur pendant une durée suffisante et à une température suffisante pour que pratiquement toutes les MCV formant des goudrons soient éliminées des particules de charbon. On produit également dans la zone de pyrolyse des vapeurs, des gaz condensables (c'est-à-dire de3 hydrocarbures qui, à température ambiante, sont liquides) et des particules de coke dont on a éliminé en partie seulement les matières volatiles, les MCV restant dans les particules de coke traitées ne contenant pratiquement plus de goudron condensable. On a trouvé que ces particules de coke dont on a éliminé en partie seulement les matières volatiles convenaient remarquablement pour une gazéification à la vapeur d'eau parce que ces particules de coke contiennent certaines des MCV et, depréférence, pratiquement toutes les MCV qui ne forment pas de goudron, mais ne contiennent  carrying the heat in a non-oxidizing atmosphere and, preferably, in the absence of other foreign gases. The solids for heat transfer come into contact with the dry carbon particles and heat them to the desired pyrolysis temperature, for example from about 370 to 815 ° C, preferably from about 425 to 650 ° C, and for example from about 425 to 540C. The coal particles are heated by the heat carrying solids for a sufficient time and at a temperature sufficient to remove substantially all the tare forming MCVs from the coal particles. Also produced in the pyrolysis zone are vapors, condensable gases (i.e., hydrocarbons which at room temperature are liquid) and coke particles from which only volatile materials, MCV remaining in the treated coke particles containing virtually no condensable tar. It has been found that these coke particles, from which only the volatiles have been removed, are remarkably suitable for steam gasification because these coke particles contain some of the CVMs and, preferably, almost all the CVMs that do not form. no tar, but do not contain

pratiquement plus de MCV formant des goudrons. En outre, les parti-  practically more MCV forming tars. In addition, the

cules de coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles ont une densité apparente relativement forte (par exemple plus de  parts of the volatile matter have a relatively high bulk density (eg more

320 g et, de préférence, plus de 400 g/l), ce qui les rend égale-  320 g and preferably more than 400 g / l), which makes them equal

ment très intéressantes en tant que matières premières de gazéifi-  very interesting as raw materials for gasification

cation. Par ailleurs, les particules de coke dont on a éliminé en  cation. Moreover, the coke particles which have been eliminated in

partie les matières volatiles conformément à l'invention sont extrê-  the volatile materials according to the invention are extremely

mement réactives, c'est-à-dire qu'elles exigent moins de vapeur  reactive, that is, they require less steam

d'eau pour leur gazéification.of water for their gasification.

Le gaz combustible produit par gazéification des  The combustible gas produced by gasification of

particules de coke dont on a éliminé en partie les matières vola-  coke particles from which the volatile

tiles possède de nombreuses applications. Ainsi, ce gaz combustible obtenu par gazéification du coke dont on a éliminé en partie les  tiles has many applications. Thus, this fuel gas obtained by gasification of coke which was eliminated in part the

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matières volatiles avec de la vapeur d'eau et de l'air (et non de l'oxygène pur) peut être mélangé avec les vapeurs produites dans la zone de pyrolyse, le mélange constituant alors un gaz à pouvoir calorifique moyen (c'est-à-dire un gaz dont le pouvoir calorifique est de l'ordre de 7440 à 22 300 J/m3) qu'on peut brûler dans des réchauffeurs et fours existants sans modification des brûleurs ni amoindrissement de la puissance de l'installation. On sait dans l'industrie qu'il est impossible de produire un gaz à pouvoir calorifique moyen par oxydation du carbone contenu dans le charbon en utilisant de l'air en tant qu'agent oxydant pour augmenter la température. Mais, comme les vapeurs produites à l'opération de pyrolyse ne sont pas diluées par des gaz étrangers tels que l'azote,  volatiles with water vapor and air (and not pure oxygen) can be mixed with the vapors produced in the pyrolysis zone, the mixture then constituting a medium calorific gas (this is that is, a gas with a calorific value of about 7440 to 22 300 J / m3) that can be burned in existing heaters and furnaces without modifying the burners or reducing the power of the installation. It is known in the industry that it is impossible to produce a medium calorific gas by oxidation of the carbon contained in the coal by using air as an oxidizing agent to raise the temperature. But, as the vapors produced in the pyrolysis operation are not diluted by foreign gases such as nitrogen,

le procédé donne un gaz à pouvoir calorifique moyen dans des condi-  the process gives a medium calorific gas under conditions of

tions très simples et peu coûteuses.  very simple and inexpensive.

En dehors de l'utilisation du gaz combustible obtenu par gazéification du coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles dans la production d'un gaz à pouvoir calorifique moyen,  Apart from the use of the fuel gas obtained by gasification of the coke, the volatiles of which have been removed in part in the production of a medium calorific gas,

on peut encore utiliser ce gaz combustible pour produire de l'éner-  This combustible gas can still be used to produce energy.

gie électrique dans une turbine à combustion et on peut l'utiliser pour comprimer de l'air et produire la vapeur d'eau qui sert à la  in a combustion turbine and can be used to compress air and produce the water vapor

gazéification du coke dont on a éliminé en partie les matières vola-  gasification of coke from which the volatiles have been removed

tiles, ceci sans encrassement des appareifl.ages en aval, etc., par  tiles, this without fouling downstream equipment, etc., by

des impuretés telles que le goudron qui, comme on l'a dit précédem-  impurities such as tar, which, as mentioned before,

ment, compliquent la récupération de chaleur à partir du produit  complicate heat recovery from the product

de gazéification. En outre, l'utilisation du produit de gazéifica-  gasification. In addition, the use of the gasification product

tion comme décrit ci-dessus supprime la nécessité d'un combustible extérieur et de certaines équipements auxiliaires qui rendraient  tion as described above removes the need for an external fuel and some ancillary equipment that would make

les opérations relativement coûteuses et peut-être même non ren-  relatively expensive operations and perhaps not even

tables.tables.

En général, il est préférable de broyer le charbon brut avant pyrolyse en particules de dimensions allant par exemple, de 3 à 13 mm. Après broyage, il est également préférable d'éliminer l'humidité du charbon dans un chauffage préalable et, par exemple, un chauffage des particules de charbon à une température de 93 à 315'C pendant une durée suffisante pour éliminer pratiquement toute l'humidité. Si le charbon a tendance à prendre en masse, ou s'il  In general, it is preferable to grind the raw coal prior to pyrolysis into particles of dimensions ranging, for example, from 3 to 13 mm. After grinding, it is also preferable to remove moisture from the carbon in pre-heating and, for example, heating the carbon particles at a temperature of 93 to 315 ° C for a time sufficient to remove substantially all of the moisture . If the coal tends to take in mass, or if

24 7812 124 7812 1

s'agit d'un charbon venant de l'Est des Etats-Unis d'Amérique, il est en général préférable de le traiter également avant, après au durant séchage de manière à éliminer les morceaux pris en masse par contact avec un gaz oxydant contenant par exemple de 1 à 20 % en volume d'oxygène, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 184 293. En plus de l'élimination des morceaux pris en masse,  it is a coal coming from the East of the United States of America, it is generally preferable to treat it also before, after during the drying so as to eliminate the pieces taken in mass by contact with an oxidizing gas for example containing from 1 to 20% by volume of oxygen, as described in US Pat. No. 3,184,293. In addition to the removal of caked chips,

une telle opération élimine pratiquement toute l'humidité des char-  such an operation virtually eliminates all moisture from

bons. Après l'opération de séchage et/ou ce traitement préalable, la plupart des charbons contiennent de 20 à 50 7% en poids de MCV  good. After the drying operation and / or this pretreatment, most coals contain from 20 to 50% by weight of MCV

et de 75 à 50 % de carbone fixe.and from 75 to 50% fixed carbon.

Dans le stade de pyrolyse selon l'invention, les MCV qui contiennent le goudron sont pratiquement éliminées et, en  In the pyrolysis stage according to the invention, the CVMs which contain the tar are practically eliminated and, in

général, la quantité de MCV contenue dans le charbon après l'opé-  the amount of CVM contained in the coal after the

ration de pyrolyse représente d'environ 10 à 20 X en poids, à l'exclusion de l'humidité. La température et la durée particulières  The pyrolysis ration is from about 10 to 20% by weight, excluding moisture. The temperature and the duration

de l'opération de pyrolyse ne constituent pas des facteurs particu-  the pyrolysis operation are not particular factors

lièrement critiques, mais>en général, on peut pyrolyser à une tem-  critically, but> in general, one can pyrolyze at a time

pérature quelconque entre 370 et 815'C'environ, l'intervalle de température préféré étant d'environ 425 à 650 C et/ou, mieux encore, de 425 à 5400C. La durée nécessaire pour conduire l'opération de pyrolyse varie également dans une grande mesure selon la température et la quantité de MCV contenue dans le charbon brut. Si, par exemple,  any temperature between about 370 and 815 ° C, the preferred temperature range being about 425 to 650 ° C and / or, more preferably, 425 to 5400 ° C. The time required to conduct the pyrolysis operation also varies to a great extent depending on the temperature and amount of MCV contained in the raw coal. If, for example,

on opère à une température de 5100C et si le charbon contient envi-  it operates at a temperature of 5100C and if the coal contains about

ron 40 à 45 % en poids de MCV, une durée de passage de 5 min suffit  40 to 45% by weight of MCV, a transit time of 5 min

pour donner un coke dont on a éliminé en partie les matières vola-  to give a coke which has been partly removed from

tiles et dans lequel les MCV contenues n'entraînent pratiquement  tiles and in which the contained MCVs practically

pas de goudron.no tar.

L'opération de pyrolyse selon l'invention est égale-  The pyrolysis operation according to the invention is also

ment conduite en atmosphère non oxydante et, de préférence, en l'absence de gaz étrangers, de sorte que les vapeurs produites à l'opération de pyrolyse ne sont pas diluées; ces vapeurs, après  conducted in a non-oxidizing atmosphere and, preferably, in the absence of foreign gases, so that the vapors produced in the pyrolysis operation are not diluted; these vapors, after

élimination des gaz condensables, ont un pouvoir calorifique rela-  condensable gases, have a calorific value relative to

tivement élevé et, par exemple, de 29 700 J/m3 après élimination  and, for example, 29 700 J / m3 after elimination

des gaz condensables.condensable gases.

Les particules de charbon séché sont pyrolysées en atmosphère non oxydante par contact avec des matières solides servant  The dried coal particles are pyrolyzed in a non-oxidizing atmosphere by contact with solids

2 4 78 1 2 12 4 78 1 2 1

à transférer la chaleur qui doivent être inertes à l'égard du charbon, à l'égard du coke partiel et à l'égard des vapeurs formées au cours de l'opération de pyrolyse. Le type particulier de ces matières solides servant à réchauffer les particules de charbon peut varier très largement et ces matières solides peuvent avoir une forme quelconque voulue. Ainsi, par exemple, il peut s'agir de métal ou de matière céramique en forme de billesa un diamètre d'environ 6 à 12,5 mm. Dans le mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple, les matières solides servant au transfert de chaleur sont des billes  to transfer the heat which must be inert with respect to the coal, with respect to the partial coke and with respect to the vapors formed during the pyrolysis operation. The particular type of these solids for heating the coal particles can vary widely and these solids can be of any desired shape. Thus, for example, it may be metal or ceramic material in the form of beads having a diameter of about 6 to 12.5 mm. In the preferred embodiment given by way of example, the solids for heat transfer are beads

d'alumine ayant un diamètre d'environ 12,5 mm. En outre, pour per-  of alumina having a diameter of about 12.5 mm. In addition, to

mettre une séparation plus facile,-ces matières solides doivent avoir une dimensioti nettement différente de celle des particules du coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles. En généra]., on préfère que ces matières solides servant au transfert de chaleur aient un diamètre supérieur à celui des particules de coke dont on  to make separation easier, these solids must have a dimensioti distinctly different from that of the particles of coke, of which the volatiles have been eliminated. In general, it is preferred that these solid materials for heat transfer have a diameter greater than that of the coke particles which are

a éliminé en partie les matières volatiles.  has partially eliminated volatile matter.

Pour transférer lachaleur des matières solides aux particules de charbon, il faut que ces matières et les particules  To transfer the heat of the solids to the particles of coal, it is necessary that these materials and particles

de charbon entrent en contact. De préférence, l'opération de pyro-  of coal come into contact. Preferably, the pyro operation

lyse est effectuée dans une cornue rotative. La vitesse de rotation de la cornue doit être suffisante pour permettre un mélange des matières solides servant au transfert de chaleur et des particules de charbon et de manière à réaliser un bon transfert de chaleur entre les particules de charbon et les matières solides. La vitesse de rotation particulière de la cornue peut varier dans des limites étendues et dépend du diamètre de la cornue. Lorsque la pyrolyse est terminée, on sépare les matières solides servant au transfert de chaleur et les particules de coke partiel, ainsi que les vapeurs  lysis is performed in a rotary retort. The rotational speed of the retort should be sufficient to allow mixing of the heat transfer solids and the carbon particles and to achieve good heat transfer between the carbon particles and the solids. The particular rotational speed of the retort can vary within wide limits and depends on the diameter of the retort. When the pyrolysis is complete, the heat transfer solids and the partial coke particles and the vapors are separated.

et les gaz condensables produits au cours de l'opération de pyrolyse.  and the condensable gases produced during the pyrolysis operation.

Le coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles est ensuite transféré dans une zone de gazéification dans laquelle il est gazéifié à l'aide de vapeur d'eau. Les conditions opératoires dans l'opération de gazéification ne constituent pas des facteurs critiques et, en général> il s'agit des conditions connues. La température dans la zone de gazéification doit être suffisante pour que la vapeur d'eau réagisse avec le carbone contenu dans le coke partiel avec formation d'un gaz combustible consistant principalement en oxyde de carbone et hydrogène. La température peut varier dans des limites étendues, allant par exemple de 540 jusqu'à 13700C, et elle est fonction principalement de-la présence ou non d'un catalyseur de gazéification dans la zone. Lorsqu'on utilise un catalyseur de gazéification, la température se situe entre 540 et 815 ou 8700C environ, alors qu'en l'absence de catalyseur de  The coke from which the volatiles have been removed is then transferred to a gasification zone in which it is gasified with steam. The operating conditions in the gasification operation are not critical factors and, in general, these are the known conditions. The temperature in the gasification zone must be sufficient for the water vapor to react with the carbon contained in the partial coke with the formation of a combustible gas consisting mainly of carbon monoxide and hydrogen. The temperature may vary within wide limits, for example from 540 to 13700C, and is primarily a function of the presence or absence of a gasification catalyst in the zone. When a gasification catalyst is used, the temperature is between about 540 and 815 or 8700C, whereas in the absence of

gazéification (c'est-à-dire dans une réaction thermique) la tempé-  gasification (ie in a thermal reaction) the temperature

rature dépasse 870'C et va, par exemple, de 870 à 1100'C ou même  more than 870 ° C and, for example, from 870 to 1100 ° C or even

plus (par exemple 13700C).more (for example 13700C).

De même que la température de gazéification, la pression observée à la gazéification du carbone à l'aide de vapeur d'eau ne constitue pas non plus un facteur critique et peut varier très largement depuis la pression atmosphérique jusqu'à une pression  Like the gasification temperature, the pressure observed for gasification of carbon with water vapor is also not a critical factor and can vary widely from atmospheric pressure to pressure.

manométrique de 140 bars; en fait, il n'y a pas de limite supé-  140 bar gauge; in fact, there is no upper limit

rieure théorique de la pression.theoretical pressure.

Comme on l'a dit précédemment, la réaction de gazéi-  As mentioned above, the reaction of gasification

fication peut ttre effectuée avec ou sans catalyseur; si on utilise un catalyseur, la température peut aller de 540 à 815 ou 870'C. Les catalyseurs de gazéification sont bien connus dans la technique et,  may be carried out with or without a catalyst; if a catalyst is used, the temperature can range from 540 to 815 or 870 ° C. Gasification catalysts are well known in the art and,

par conséquent, on n'en donnera pas ici de description détaillée.  therefore, no detailed description will be given here.

Toutefois, on utilise en général les sels de métaux alcalins, par exemple les sels de sodium, de potassium et de lithium parmi lesquels les hydroxydes, les carbonates, les oxydes, les sulfates  However, it is generally used alkali metal salts, for example sodium, potassium and lithium salts among which hydroxides, carbonates, oxides, sulphates

et les sulfures.and sulphides.

La concentration du catalyseur dans la zone de gazéi-  The concentration of the catalyst in the gasification zone

fication peut également varier dans des limites étendues et, en général, elle va d'environ 1 à 50 7. du poids des matières solides totales contenues dans la zone de gazéification. La concentration préférée pour le catalyseur va d'environ 4 ou 5 % en poids jusqu'à ou 30 % en poids. 0 La quantité de vapeur d'eau utilisée pour gazéifier le coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles doit être suffisante pour provoquer une gazéification pratiquement complète du carbone fixe contenu dans le coke. En général, la quantité de vapeur d'eau représente d'environ 0,1 à 1 partie en poids et à  It may also vary within wide limits and generally ranges from about 1 to 50% by weight of the total solids contained in the gasification zone. The preferred concentration for the catalyst is from about 4 or 5% by weight up to or 30% by weight. The amount of water vapor used to gasify the coke from which the volatiles have been removed must be sufficient to cause substantially complete gasification of the fixed carbon contained in the coke. In general, the amount of water vapor is from about 0.1 to 1 part by weight and

l'heure par partie en poids de carbone présent dans la zone de gazéi-  the hour per part by weight of carbon present in the gasification zone

24 78 12 124 78 12 1

fication, la quantité préférée allant d'environ 0,2 à 0,6 partie  the preferred amount ranging from about 0.2 to 0.6 parts

en poids.in weight.

On maintient la température voulue dans la zone de gazéification en introduisant un gaz qui contient de l'oxygène tel que l'air afin d'oxyder une partie du carbone contenu dans le coke dont on a élimine en partie les matières volatiles, cette réaction d'oxydation étant exothermique; la quantité d'oxygène introduite  The desired temperature is maintained in the gasification zone by introducing a gas which contains oxygen such as air in order to oxidize a part of the carbon contained in the coke, of which the volatiles have been eliminated, this reaction of oxidation being exothermic; the amount of oxygen introduced

doit être suffisante pour maintenir la température au niveau voulu.  must be sufficient to maintain the temperature at the desired level.

En référence maintenant à la figure unique du dessin annexé qui représente un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, les particules de charbon, avant la pyrolyse, sont introduites au sommet de la zone de séchage 10; au pied de la même zone, on introduit un gaz chaud, la température de séchage  Referring now to the single figure of the accompanying drawing which represents a preferred embodiment of the method according to the invention, the coal particles, before pyrolysis, are introduced at the top of the drying zone 10; at the foot of the same zone, a hot gas is introduced, the drying temperature

approximative étant d'environ 1200C dans la zone 10. Après l'opéra-  approximation being around 1200C in zone 10. After the

tion de séchage et si l'on utilise du charbon Wyodak, le charbon contient environ 7,6 % de cendres, 43,9 % de matières volatiles et  and if Wyodak coal is used, the coal contains about 7.6% ash, 43.9% volatile

48,5 % de carbone.48.5% carbon.

On notera que, si l'on utilise un charbon de l'Est des Etats-Unis d'Amérique, il est quelquefois nécessaire de procéder à un traitement préalable avant ou après le séchage. Ce traitement préalable sert à démotter le charbon et en général, selon une technique connue, il consiste à mettre le charbon en contact avec un gaz oxydant, Après l'opération de séchage, le charbon sec est envoyé dans une zone de chauffage préalable 12 dans laquelle il est porté à une température légèrement inférieure à la température de pyrolyse. Dans le mode de réalisation représenté dans la figure du dessin annexé, la température de chauffage préalable est d'environ 2300C et le gaz oxydant utilisé pour le chauffage préalable des particulesde charbon est de préférence un gaz qui contient environ 10 % en volume d'oxygène. Les particules de charbon quittant  It should be noted that, if a coal from the eastern United States of America is used, it is sometimes necessary to carry out a pre-treatment before or after drying. This pretreatment is used to demolish the coal and in general, according to a known technique, it consists in putting the coal in contact with an oxidizing gas. After the drying operation, the dry charcoal is sent to a preheating zone 12. which is brought to a temperature slightly lower than the pyrolysis temperature. In the embodiment shown in the figure of the appended drawing, the preheating temperature is about 2300C and the oxidizing gas used for preheating the coal particles is preferably a gas which contains about 10% by volume of oxygen . Coal particles leaving

la zone de chauffage préalable 12 ont à peu près la même composi-  the preheating zone 12 have approximately the same composition

tion que les particules de charbon sec pénétrant dans cette zone.  dry coal particles entering this area.

Lorsque les particules de charbon ont atteint une température de \30OC, elles sont envoyées dans la cornue 20 dans  When the coal particles have reached a temperature of 30 ° C, they are sent into the retort 20 in

2 47812 12 47812 1

laquelle on procède à l'opération de pyrolyse en l'absence d'oxygène et d'autres gaz non étrangers. Dans la cornue 20, les particules de charbon sont chauffées à une température d'environ 370 à 815'C (dans le mode de réalisation préféré à une température d'environ 425 à 540'C). Dans la cornue 20, on utilise des matières solides servant  which is carried out the pyrolysis operation in the absence of oxygen and other non-foreign gases. In the retort 20, the coal particles are heated to a temperature of about 370 to 815 ° C (in the preferred embodiment at a temperature of about 425 to 540 ° C). In retort 20 solid materials are used

au transfert de chaleur pour réchauffer les particules de charbon.  heat transfer to heat the coal particles.

Ces matières solides servant au transfert de chaleur sont de préfé-  These solid materials for heat transfer are preferably

rence des billes de matière céramique qui sont chauffées à une température appropriée dans un réchauffeur 14; les billes de matière céramique atteignent une température d8environ 650 à 705'C selon la  ceramic balls which are heated to an appropriate temperature in a heater 14; the ceramic balls reach a temperature of about 650 to 705 ° C depending on the

température à laquelle on veut conduire l'opération de pyrolyse.  temperature at which it is desired to conduct the pyrolysis operation.

Les proportions relatives en poids entre les matières solides ser-  The relative proportions by weight of solids

vant au transfert de chaleur et le charbon sont d'environ 2,8:1.  The amount of heat transfer and charcoal is about 2.8: 1.

Les matières solides servant au transfert de chaleur et les particules de charbon sont introduites dans la cornue 20 qui tourne autour de son axe à vitesse relativement basse, par exemple à la vitesse de 3 tr/min, provoquant ainsi le mélange des matières solides avec le charbon. Lorsque la pyrolyse a été poussée jusqu'au point voulu, on sépare les vapeurs et les gaz condensables, les matières solides servant au transfert de chaleur et le coke. Les  The solids for heat transfer and the coal particles are introduced into the retort 20 which rotates about its axis at a relatively low speed, for example at a speed of 3 rpm, thus causing the solids to mix with the solid. coal. When the pyrolysis has been pushed to the desired point, condensable vapors and gases, solids for heat transfer and coke are separated. The

matières solides séparées sont recyclés par l'élévateur 24 au réchauf-  separated solids are recycled by the elevator 24 to the warming

feur 14, et les particules de coke dont on a éliminé en partie les  14, and the coke particles which have been partly

matières volatiles sont envoyées dans l'appareil de gazéification 30.  volatile materials are sent to the gasification apparatus 30.

Les vapeurs et les gaz condensables sont transférés dans la zone de récupération de l'huile et des gaz 22 dans laquelle on sépare le gaz à haut pouvoir calorifique des huiles volatiles et, si on le  The vapors and the condensable gases are transferred to the oil and gas recovery zone 22 in which the high calorific gas is separated from the volatile oils and, if it is

désire, on élimine le soufre.Desire, we eliminate sulfur.

On trouvera dans le tableau I ci-après la composi-  Table I below shows the composition of

tion du coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles provenant de trois opérations différentes; la température de la cornue au cours de ces opérations est indiquée dans la ligne de tête du tableau I. Dans l'essai 1 du tableau I, le charbon utilisé est un charbon Wyodak différent de celui utilisé dans les essais 2  coke which has been partially removed from three different operations; the temperature of the retort during these operations is indicated in the top line of Table I. In Test 1 of Table I, the coal used is a Wyodak coal different from that used in Tests 2

et 3.and 3.

2 4 78 1212 4 78 121

On trouvera dans les tableaux Il et III respecti-  Tables II and III, respectively, are

vement la composition de l'huile et des gaz obtenue dans l'opéra-  the composition of the oil and gases obtained in the operation

tion de pyrolyse des essais 1 à 3.pyrolysis test 1 to 3.

Les particules de coke provenant de la cornue 20 sont transférées à l'appareil de gazéification 30. Celui-ci peut consister en un appareil quelconque à insufflation d'air, par exemple en un appareil à lit fluidisé, à courant entrainé ou à  The coke particles from the retort 20 are transferred to the gasification apparatus 30. This may consist of any air-blowing apparatus, for example a fluidized bed apparatus with a driven current or

lit mobile, dans chaque cas avec ou sans catalyseur.  moving bed, in each case with or without catalyst.

La température à laquelle on procède à la gazéi-  The temperature at which gas is heated

fication ne constitue pas un facteur particulièrement critique.  This is not a particularly critical factor.

Dans le mode de réalisation préféré, l'appareil de gazéification 30 est un appareil à lit fluidisé à insufflation  In the preferred embodiment, the gasification apparatus 30 is an inflation fluidized bed apparatus.

d'air opérant à une pression modérée (par exemple une pression mano-  air pressure at moderate pressure (eg pressure

métrique de 1,4 à 14 bars). Le coke pénètre dans l'appareil de gazéi-  metric of 1.4 to 14 bar). Coke enters the gasification apparatus

fication 30 à une température comprise entre 450 et 480C. L'air et la vapeur d'eau envoyés à l'appareil de gazéification 30 sont  30 at a temperature between 450 and 480 ° C. The air and the water vapor sent to the gasification apparatus 30 are

à une température d'environ 315'C et le rapport vapeur d'eau/oxy-  at a temperature of about 315 ° C and the ratio of water vapor / oxy-

gène est d'environ 2,6. La gazéification produit un gaz combustible à une température d'environ 930eC qui est évacué par le sommet de  gene is about 2.6. Gasification produces a combustible gas at a temperature of about 930eC which is discharged through the top of

l'appareil. Les cendres sont évacuées au pied de l'appareil et re-  the device. The ashes are evacuated at the foot of the apparatus and

jetées. Les gaz quittent l'appareil de gazéification 30 et passent dans l'échangeur de chaleur 32 o il y a production de vapeur d'eau dont une partie est utilisée dans l'appareil de gazéification 30. Le gaz combustible passe ensuite dans l'appareil de récupération des produits d'accompagnement 34 dans lequel, par un procédé quelconque classique, on élimine les constituants indésirables tels que le soufre et l'ammoniac, et on obtient en résidu le gaz combustible recherché  jetties. The gases leave the gasification apparatus 30 and pass into the heat exchanger 32 where steam is produced, a portion of which is used in the gasification apparatus 30. The fuel gas is then passed to the apparatus recovering the accompanying products 34 in which, by any conventional method, the undesirable constituents such as sulfur and ammonia are removed, and the desired fuel gas is obtained

à bas pouvoir calorifique. Ce gaz combustible contient environ 25,3 a.  at low calorific value. This combustible gas contains about 25.3 a.

d'H2, 20,9 % de CO, 11,1 % de C02, 1,7 % de CH et 41 % de N avec un pouvoir calorifique brut d'environ 6170 J/m. Lorsqu'on parle de gaz à bas pouvoir calorifique, on désigne par-là un gaz qui contient très peu de constituants à haut pouvoir calorifique tels que le  of H2, 20.9% CO, 11.1% CO 2, 1.7% CH and 41% N with a gross calorific value of about 6170 J / m. When we speak of low calorific gas, we mean a gas which contains very few constituents with high calorific value such as the

méthane, et par contre des proportions relativement fortes de cons-  methane, and relatively high proportions of

tituants à bas pouvoir calorifique, comme H2 et CO.  low calorific content, such as H2 and CO.

Le gaz à bas pouvoir calorifique a de nombreuses applications et, dans un mode de réalisation préféré, ce gaz est mélangé avec le gaz à haut pouvoir calorifique provenant de la zone de pyrolyse, le mélange constituant un gaz à pouvoir calorifique  The low calorific gas has many applications and, in a preferred embodiment, this gas is mixed with the high calorific gas from the pyrolysis zone, the mixture constituting a calorific gas.

moyen, d'environ 9300 J/m3.average, about 9300 J / m3.

Dans un autre mode de réalisation préféré, une partie au moins du gaz à bas pouvoir calorifique passe dans l'échangeur de chaleur 36 qui sert à refroidir le gaz combustible envoyé à l'appareil de récupération des produits d'accompagnement 34 et qui, en retour, réchauffe le gaz avant son introduction dans le brûleur 52 voisin de la turbine à gaz 54. Il est souhaitable que le gaz soit introduit dans le braleur 52 à une température d'environ  In another preferred embodiment, at least a portion of the low calorific gas passes into the heat exchanger 36 which serves to cool the combustible gas fed to the companion product recovery apparatus 34 and which return, warms the gas before its introduction into the burner 52 adjacent the gas turbine 54. It is desirable that the gas is introduced into the burner 52 at a temperature of about

2050C et une pression manométrique d'environ 20 bars.  2050C and a pressure of about 20 bar.

Dans le compresseur 58, de l'air est comprimé à une pression d'environ 14 bars absolus; une partie de cet air  In the compressor 58, air is compressed at a pressure of about 14 bar absolute; some of that air

est envoyée dans un autre compresseur à air 42 dans lequel sa pres-  is sent to another air compressor 42 in which its pressure

sion est portée à un niveau absolu d'environ 28 bars; l'air comprimé est alors mélangé dans la vapeur d'eau et utilisé dans l'appareil de gazéification 30. On notera que le compresseur 42 qui envoie de l'air à haute pressionsur l'appareil de gazéification 30 est lui-même mû  is raised to an absolute level of about 28 bar; the compressed air is then mixed in the steam and used in the gasification apparatus 30. It will be noted that the compressor 42 which sends air at high pressures to the gasification apparatus 30 is itself moved

par la turbine 40, alimentée par une partie de la vapeur d'eau pro-  by the turbine 40, fed by a part of the water vapor pro-

duite dans l'échangeur de chaleur 32. La vapeur détendue sortant de la turbine 40 traverse le condenseur 44 et est évacuée à l'état  in the heat exchanger 32. The expanded steam leaving the turbine 40 passes through the condenser 44 and is discharged to the state

de condensat par la pompe 46.of condensate by the pump 46.

Une autre partie de l'air comprimé provenant du compresseur 58 est envoyée au brûleur 52 pour utilisation dans la turbine à combustion 54 qui produira de l'énergie électrique et qui  Another part of the compressed air coming from the compressor 58 is sent to the burner 52 for use in the combustion turbine 54 which will produce electrical energy and which

propulse également le compresseur 58.  also propels the compressor 58.

Si on le désire, une partie de la vapeur d'eau pro-  If desired, part of the water vapor

duite dans l'échangeur de chaleur 32 peut être envoyée dans une tur-  in the heat exchanger 32 can be sent in a turbo

bine à vapeur auxiliaire 60 pour une production complémentaire d'énergie. La vapeur sortant de la turbine 60 passe dans le conden-  Auxiliary steam engine 60 for additional energy production. The steam leaving the turbine 60 goes into the condensation

seur 62 et peut être évacuée à l'état de condensat; cependant, le condensat peut également être envoyé à l'échangeur de chaleur 66 pour régénération de vapeur et recyclage de cette dernière à la turbine 60. L'échangeur de chaleur 66 est alimente à l'aide de la pompe 64 en gaz de combustion rejetés, mais encore chauds, de la  62 and can be discharged in the form of condensate; however, the condensate can also be sent to the heat exchanger 66 for vapor regeneration and recycling of the latter to the turbine 60. The heat exchanger 66 is fed with the pump 64 in flue gas rejected , but still hot, from the

turbine à gaz 54.gas turbine 54.

2 4 78 12 12 4 78 12 1

Il est clair que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'exemples et que l'homme de l'art peut y apporter des  It is clear that the invention is in no way limited to the preferred embodiments described above as examples and that one skilled in the art can make

modifications sans pour autant sortir de son cadre.  changes without departing from its scope.

TA B L EAU ITA B WATER I

Composition du coke Essai n 1 Température de la cornue Teneur approximative. % en poids du coke Humidité Cendres Matières combustibles volatiles Carbone fixe Total Composition élémentaire % en poids Carbone Hydrogène Oxygène Azote Soufre Cendres Autres caractéristiques Humidité à l'équilibre, Grillage Hardgrove Pouvoir calorifique: % en poids brut, J/kg net, J/kg Densité apparente (6,5 mm x 0): tassée, g/l  Composition of the coke Test n 1 Temperature of the retort Approximate content. % by weight of coke Moisture Ash Volatile fuels Fixed carbon Total Elemental composition% by weight Carbon Hydrogen Oxygen Nitrogen Sulfur Ashes Other characteristics Moisture equilibrium, Hardgrove roasting Heating value:% by gross weight, J / kg net, J / kg Apparent density (6.5 mm x 0): packed, g / l

1 21 2

4270 C 482 C4270 C 482 C

0,0 12,4 ,3 62,3 ,0 68,8 3,4 13,3 1,0 0,5 12,4 ,0 78,2 0,0 , O 19,7 ,3 , 0 74,7 3,0 11,8 1,2 0,2 , 0 ,8 49,1 521 C 0, 0 9,8 ,9 74,3 , O 77,5 2,9 8, 3 1,3 0,3 9,8 9,9 ,6  0.0 12.4, 62.3, 68.8, 3.4, 13.3, 1.0, 12.4, 78.2, 0.0, 19.7, 3.74, 7 3.0 11.8 1.2 0.2, 0.8, 49.1 521 C 0.9.9.8, 9 74.3, O 77.5 2.9 8, 3 1.3 0.3 9.8 9.9, 6

988 11 680 12 056988 11 680 12 056

710 11 420 11 804710 11 420 11 804

780 766780,766

TABLEAU IITABLE II

Propriétés des huiles Propriétés des huiles Essai n Composition élémentaire, % en poids Carbone Hydrogène Oxygène Azote Soufre Chlore Cendres Total Température de la cornue 81,4 9,3 8,3 0,48 0,43 0,0 0,0 99, 91 ,7 9,1 9,4 0,7 0,2 0,0 0,2 ,3 ,9 8,7 9,3 0,7 0,2 0,0 0,1 99,9 Pouvoir calorifique brut, J/kg net, J/kg Densité API Huile primaire Calculée avec composantsen C4 et plus lourds du gaz ajoutés Point de goutte, OC Carbone Conradson, % en poids Distillation, % en volume 2,5 Viscosité (SUS) 82 C 990C  Properties of oils Properties of oils Test n Elemental composition,% by weight Carbon Hydrogen Oxygen Nitrogen Sulfur Chlorine Ashes Total Retort temperature 81.4 9.3 8.3 0.48 0.43 0.0 0.0 99, 91 , 7 9,1 9,4 0,7 0,2 0,0 0,2, 3, 9 8,7 9,3 0,7 0,2 0,0 0,1 99,9 Gross calorific value, J / kg net, J / kg Density API Primary oil Calculated with C4 components and heavier gas added Drop point, OC Conradson carbon,% by weight Distillation,% by volume 2.5 Viscosity (SUS) 82 C 990C

428 15 082428 15 082

14 638 14 29614,638 14,296

7,9 13,2 7,6 4,5 12,1 9,97.9 13.2 7.6 4.5 12.1 9.9

122 123122 123

63 6663 66

14 84614,846

14 09914,099

1,9 6,2 1l141.9 6.2 1l14

2 4 7 8 1212 4 7 8 121

TA B L E A U IIITA B L E A U III

Analyses des gaz Température de la cornue Essai n Composant, moles % H2 CO Co2 H2S C1 C2 C2- (éthylène c3 C3_ (propylènE iC4 c4 C5 C6 C7 c8+ Total Poids moléculaire moyen Carbone, % en poids Pouvoir calorifique, calculé  Analyzes of gases Temperature of the retort Test n Component, moles% H2 CO Co2 H2S C1 C2 C2- (ethylene c3 C3_ (propylenec iC4 c4 C5 C6 C7 c8 + Total Average molecular weight Carbon,% by weight Calorific value, calculated

brut, J/m3 -gross, J / m3 -

net, J/m3 Calculé avec C02 et H2S éliminés brut, J/m3 net, J/m3  net, J / m3 Calculated with raw CO2 and H2S removed, J / m3 net, J / m3

1 2 31 2 3

0,8 1,00.8 1.0

18,0 17,318.0 17.3

51,1 42,351.1 42.3

1,7 1,31.7 1.3

16,9 22,016.9 22.0

3,6 4,73.6 4.7

1,9 1,91.9 1.9

1,3 2,21.3 2.2

1,6 3,71.6 3.7

0, 1 0, 10, 1 0, 1

0,3 2,00.3 2.0

1,0 1,81.0 1.8

0,7 0,60.7 0.6

0, 5 0, 10, 5 0, 1

0,2 0,00.2 0.0

99,7 101,099.7 101.0

,9 35,0, 9 35.0

,5 45,9, 45.9

19 900 26 60019,900 26,600

18 350 24 70018,350 to 24,700

41 600 46 00041,600 46,000

38 200 37 70038,200 37,700

7,8 18,4 36,4 0,3 24,9 4,4 2,4 1,2 1,6 0,0 1,1 0,7 0,4 0,3 0,1 ,0 ,6 44,7  7.8 18.4 36.4 0.3 24.9 4.4 2.4 1.2 1.6 0.0 1.1 0.7 0.4 0.3 0.1, 0, 6 44 7

24 40024,400

21 60021,600

27 00027,000

*34 200* 34,200

) e)e)

Claims (1)

R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé pour gazéifier le charbon par pyrolyse du charbon et gazéification du coke obtenu à l'aide de vapeur d'eau et d'un gaz contenant de l'oxygène, caractérisé en ce qu'il comprend les stades suivants: on pyrolyse, dans une zone de pyrolyse, des particules de charbon contenant des matières combustibles volatiles par contact de ces particules de charbon, en atmosphère non oxydante, avec des matières solides servant au transfert de chaleur à une température de 370 à 8150C, de préférence de 425 à 5400C, de manière à éliminer pratiquement toutes les matières combustibles volatiles formant des goudrons des particules de charbon et à produire des vapeurs, des gaz condensables et des particules de coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles, les matières combustibles volatiles subsistant dans les particules de coke traitées ne contenant pratiquement pas de matières goudronneuses condensables, et les particules de coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles étant pratiquement non gonflantes, on sépare les particules de coke dont on a élimine en partie les matières volatiles des matières solides servant au transfert de la chaleur, des vapeurs et des gaz condensables; on transfère les particules de coke dont on a éli- miné en partie les matières volatiles dans une zone de gazéifica- tion; on met en contact les particules de coke dont on a éliminé en partie les matières volatiles dans la zone de gazdifi- cation avec de la vapeur d'eau et un gaz contenant de l'oxygène à une température de 540 à 13700C, de manière à volatiliser les matières combustibles volatiles subsistant dans les particules de coke et à faire réagir le carbone de ces particules avec la vapeur d'eau, avec production d'un gaz combustible pratiquement exempt de goudron, et de cendres; et on sépare le gaz combustible pratiquement exempt de goudron et les cendres. 2 4 7 8 1 2 1 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que, avant l'opération de pyrolyse, on chauffe les particules de charbon dans une zone de séchage à une température de 93 à 3150C de manière à éliminer pratiquement toute l'humidité contenue dans ces particules sans éliminer aucune proportion notable des matières combustibles volatiles contenues dans ces particules de charbon. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'on recycle les matières solides servant au transfert de chaleur dans la zone de pyrolyse après les avoir réchauffées dans un réchauffeur à matières solides. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'on sépare, dans une zone de récupération, les vapeurs et les gaz condensables produits dans la zone de pyrolyse de manière à en former une huile et un gaz à haut pouvoir calorifique. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que: on fait passer le gaz combustible pratiquement exempt de goudron depuis la zone de gazéification dans un échangeur de chaleur, en échange de chaleur avec de l'eau, de manière à former de la vapeur d'eau; et on envoie une partie de la vapeur d'eau de l'échan- geur de chaleur à la zone de gazéification. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en outre en ce qu'on envoie une autre partie de la vapeur provenant de l'échan- geur de chaleur sur une turbine à vapeur, laquelle sert à la propul- sion d'un compresseur qui sert à envoyer le gaz contenant de l'oxy- gène dans la zone de gazéification. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on envoie une autre portion de la vapeur provenant de l'échan- geur de chaleur sur une turbine à vapeur auxiliaire qui produit de l'énergie électrique. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on envoie le gaz combustible pratiquement exempt de goudron depuis la zone de gazéification vers une installation de récupération des produits d'accompagnement dans laquelle on sépare le soufre et l'ammoniac éventuels, et on forme un gaz propre à bas pouvoir calori- fique. 2478 12 1 9. Procèdé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on mélange une partie du gaz à bas pouvoir calorifique provenant de l'installation de récupération des produits d'accom- pagnement avec le gaz à haut pouvoir calorifique provenant de la zone de récupération, formant ainsi un gaz à pouvoir calorifique sen. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on envoie une partie du gaz à bas pouvoir calorifique provenant de l'installation de récupération des produits d'accom-1. A process for gasifying coal by pyrolysis of coal and gasification of coke obtained with the aid of steam and an oxygen-containing gas, characterized in that it comprises the following stages: Pyrolysis particles are pyrolyzed in a pyrolysis zone containing volatile combustible materials by contacting these carbon particles in a non-oxidizing atmosphere with solids for heat transfer at a temperature of 370 to 8150C, preferably from 425 to 5400C, in order to remove virtually all volatile combustible matter forming tars from coal particles and to produce vapors, condensables and coke particles which have been partially removed from volatile volatiles, volatiles remaining in the treated coke particles containing substantially no condensable tarry materials, and the coke particles Partly removed volatiles being practically non-swelling, the coke particles are removed and some of the volatiles are removed from the solids for transfer of heat, vapors and condensables; the coke particles which have been partially removed from the volatiles are transferred to a gasification zone; the coke particles, from which the volatiles have been removed in the gasification zone, are brought into contact with water vapor and an oxygen-containing gas at a temperature of 540 ° to 13,700 ° C., so that volatilizing volatile fuel matter remaining in the coke particles and reacting the carbon of these particles with water vapor, producing a fuel gas substantially free of tar, and ash; and separating the fuel gas substantially free of tar and ashes. The process according to claim 1, further characterized in that, prior to the pyrolysis operation, the coal particles are heated in a drying zone at a temperature of 93 to 3150 ° C. in such a way that eliminate practically all the moisture contained in these particles without eliminating any significant proportion of the volatile fuels contained in these particles of coal. The method of claim 1, further characterized in that the solids for heat transfer in the pyrolysis zone are recycled after being heated in a solids heater. 4. The process as claimed in claim 1, further characterized in that the vapors and condensable gases produced in the pyrolysis zone are separated in a recovery zone so as to form an oil and a gas of high potency. heat. The method of claim 1, further characterized in that: the fuel gas is substantially tar-free from the gasification zone in a heat exchanger, in exchange for heat with water, so as to form water vapor; and a portion of the steam is passed from the heat exchanger to the gasification zone. 6. A process according to claim 5, further characterized in that a further portion of the steam heat exchanger is fed to a steam turbine, which is used to propel a compressor which serves to feed the oxygen-containing gas into the gasification zone. 7. A process according to claim 5, characterized in that another portion of the steam from the heat exchanger is sent to an auxiliary steam turbine which produces electrical energy. 8. Method according to claim 1, characterized in that the fuel gas is sent substantially free of tar from the gasification zone to a recovery facility accompanying products in which the sulfur and ammonia are separated possible, and a clean gas of low calorific value is formed. A process according to claim 8, characterized in that a portion of the low calorific gas from the recovery plant of the accompanying products is mixed with the high calorific gas from the recovery zone, thus forming a gas with calorific value sen. 10. Process according to claim 8, characterized in that a part of the low calorific gas is sent from the recovery plant of the products of accom- 1.0 pagnement sur un brûleur, formant ainsi des gaz de combustion et on envoie ces gaz de combustion à une turbine à gaz de combustion  1.0 on a burner, thus forming combustion gases and these combustion gases are sent to a combustion gas turbine qui produit de l'énergie électrique.  which produces electrical energy.
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