FR2845391A1 - Procede et installation de production d'un gaz de synthese depollue a partir d'une charge riche en matiere organique - Google Patents

Abstract

- Procédé de production d'un gaz de synthèse purifié présentant un pouvoir calorifique élevé à partir d'une charge carbonée riche en matière organique comportant les étapes suivantes:a) une pyrolyse ou une gazéification de ladite charge dans des conditions amenant à la formation d'un résidu solide et d'une phase gazeuse ou gaz brut contenant des gaz incondensables et des vapeurs d'hydrocarbures lourds,b) une mise en contact desdits gaz bruts avec un lit de particules solides catalytiques dans des conditions telles qu'une majorité desdites vapeurs d'hydrocarbures lourds soient converties en gaz incondensables.- Installation permettant la mise en oeuvre dudit procédé.

Description

La présente invention concerne un procédé et une installation permettant

la production d'un gaz de synthèse à fort pouvoir calorifique. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de traitement de gaz issus de la décomposition par effet thermique d'une charge solide dans un four, notamment 5 par pyrolyse ou gazéification, cette décomposition générant à la sortie du four des gaz bruts pouvant contenir des composés organiques lourds à l'état de vapeur

appelés goudrons ainsi que des polluants solides et gazeux.

Plus précisément, l'objet de la présente invention est de produire par voie catalytique un gaz combustible riche, dépourvu de produits lourds tels que des goudrons, et de 10 préférence dépourvu de polluants gazeux ou minéraux tels que des gaz acides et des poussières. Un tel gaz combustible riche peut être utilisé par exemple dans des dispositifs ou procédés de production d'énergie électrique à haut rendement tels que

des moteurs à gaz ou des turbines à gaz.

Il existe deux grandes voies pour la production d'un gaz combustible ou gaz de 15 synthèse à partir d'une charge solide contenant une fraction organique: la gazéification et la thermolyse également appelée pyrolyse. La thermolyse ou pyrolyse est une opération de dégradation thermique qui se déroule en absence d'air donc d'oxygène. Elle conduit à la production d'un gaz à moyen ou fort pouvoir calorifique et à une phase solide riche en carbone, souvent appelée coke. La 20 gazéification est une opération de dégradation thermique en défaut d'air donc d'oxygène. Elle présente cependant l'inconvénient de produire un gaz à plus faible pouvoir calorifique. De plus, il est connu que ces deux types de procédés génèrent un mélange gazeux combustible qui contient des produits lourds non convertis dans des proportions substantielles. Par exemple, dans le cas de la conversion par 25 pyrolyse, la teneur en goudrons est comprise entre 10 et 1000 g/Nm3 (gramme par normal mètre cube), alors que dans le cas de la gazéification, cette teneur en goudrons peut varier entre 100 mg et 50 g/Nm3 en fonction de la charge et des

conditions opératoires.

De manière à augmenter le rendement énergétique de telles unités, on connaît déjà, 30 par exemple par la demande de brevet EP-A2-0864349, un dispositif proposant de réaliser une opération de thermolyse suivie d'une opération de craquage thermique, le craquage thermique ayant pour but de convertir les produits lourds contenus dans les gaz bruts. Les conditions réactionnelles nécessaires au craquage sont sévères, les températures étant supérieures à 9000C, ce qui conduit malgré tout à un 5 rendement énergétique global de l'unité faible et à des difficultés technologiques de réalisation. D'autre part ces procédés thermiques d'élimination des goudrons ne permettent pas d'éliminer les autres composés polluants susceptibles d'être présents

dans les gaz, comme les poussières et les gaz acides.

Bien entendu, toutes ces difficultés ont une incidence directe sur les performances 10 des installations ainsi que sur leurs cots.

La présente invention a pour objet la production avec un haut rendement d'un gaz dépollué, et de préférence exempt de poussières et/ou de gaz acides, à partir d'une

charge riche en matière organique.

Dans sa forme la plus générale, l'invention concerne en particulier un procédé de 15 production d'un gaz de synthèse purifié présentant un pouvoir calorifique élevé à partir d'une charge carbonée riche en matière organique caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: a) une pyrolyse ou une gazéification de ladite charge dans des conditions amenant à la formation d'un résidu solide pouvant contenir et de préférence 20 contenant du carbone et d'une phase gazeuse ou gaz brut contenant des gaz incondensables et des vapeurs d'hydrocarbures lourds, b) une mise en contact desdits gaz bruts avec un lit de particules solides catalytiques dans des conditions telles qu'une majorité desdites vapeurs

d'hydrocarbures lourds soient converties en gaz incondensables.

Grâce à un mode de réalisation avantageux de la présente invention peuvent être effectuées de manière simultanée la conversion catalytique des goudrons, le piégeage mécanique des poussières et la captation des gaz acides de manière à récupérer en sortie du présent dispositif un gaz purifié et à haut pouvoir calorifique convenant par exemple à la production d'énergie. Le piégeage mécanique desdites poussières est effectué par les particules de solides catalytiques permettant ladite conversion. La captation des gaz acides est effectuée selon l'invention soit par lesdites particules solides catalytiques soit par l'utilisation d'adsorbants avantageusement mélangés audites particules. Selon l'invention, ladite dégradation thermique est généralement opérée dans une plage de température comprise entre 3000C et 900QC, sous une pression proche de la pression atmosphérique, et la conversion catalytique est avantageusement réalisée dans les mêmes conditions de température des gaz, ce qui évite d'avoir à 10 fournir de l'énergie supplémentaire. Une injection éventuelle d'eau sous forme

liquide ou vapeur peut par ailleurs être éventuellement utilisée pour abaisser et/ou contrôler la température de traitement catalytique. Selon l'invention, on pourra ainsi avantageusement ajuster la teneur en vapeur d'eau des gaz par injection d'eau ou de vapeur avant passage desdits gaz sur le catalyseur afin de minimiser la formation 15 d'un dépôt de carbone sur le catalyseur.

Par exemple, la mise en oeuvre de catalyseurs permet le plus souvent la réalisation d'une ou plusieurs des réactions chimiques suivantes: vaporeformage du méthane et des goudrons (1), craquage des goudrons (2) et réaction de conversion du

monoxyde de carbone (3).

(1): CmHn + mH20 = mCO + (m + n/2) H2 (2): CnHm = H2 + CnH(m-2)

(3): CO + H20 = C02 + H2

Plusieurs types de catalyseurs peuvent être utilisés, et notamment les catalyseurs suivants, donnés à titre indicatif: oxydes et carbonates de métaux alcalins ou 25 alcalino-terreux; catalyseurs métalliques supportés contenant un métal du groupe VIII par exemple du nickel, catalyseurs acides tels que les zéolithes, les alumines, les silices. En raison du fort taux de polluants généralement présents dans les gaz bruts issus de la thermolyse et de la gazéification de déchets, le catalyseur sera

préférentiellement choisi parmi le groupe constitué par la dolomie MgCO3, CaCO3 et ses composés contenant par exemple du SiO2, Fe2O3 et A1203, ou de toute matière catalytique présentant un faible cot de mise en oeuvre et de remplacement.

En général, les gaz convertis issus de la section catalytique sont refroidis et envoyés 5 vers un moyen de production d'énergie tel qu'un moteur ou une turbine à gaz. En outre le procédé peut comprendre une compression des gaz traités avant leur

introduction dans le moyen de production d'énergie.

En outre, selon une variante intéressante de l'invention, le catalyseur usé, après conversion des gaz, peut être mélangé avec les solides sortant du four de 10 dégradation thermique de la charge riche en matières organiques.

L'invention concerne en outre une installation destinée à produire un gaz combustible à partir d'une charge riche en matière organique comprenant des moyens de dégradation thermique par pyrolyse (encore appelé moyen de thermolyse) ou par gazéification de ladite charge, des moyens de conversion par un 15 lit de particules solides catalytiques des gaz bruts issus desdits moyens de dégradation et des moyens de récupération des gaz issus des moyens de conversion. De façon préférée, ledit moyen de thermolyse est un four tournant comprenant une

enceinte rotative pour la charge à traiter, entourée d'un espace pour son chauffage.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens de dégradation thermique comprennent un compartiment arrière dans lequel sont placés lesdits

moyens de conversion.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de conversion sont externes et placés en aval des moyens de dégradation thermique dans le sens de 25 circulation des gaz bruts issus de l'étape a) . Dans ce cas, par exemple, les moyens de conversion sont aménagés en au moins deux sections, l'une interne aux moyens de dégradation thermique, l'autre externe aux moyens de dégradation thermique, les particules solides catalytiques comprises dans lesdites sections pouvant être

éventuellement de nature différente.

D'une manière différente, sans sortir du cadre de l'invention il est également possible d'aménager lesdits moyens de conversion en au moins deux sections placées en 5 parallèle, dans le sens de circulation des gaz bruts, l'une servant par exemple à la réaction de conversion elle-même, pendant que l'autre est en phase de décokage ou

de remplacement du catalyseur usé.

En général, le moyen de conversion catalytique comprend un lit de particules de catalyseur maintenues entre des grilles et traversées par le gaz issu du moyen de 10 thermolyse ou de gazéification, le lit pouvant être fixe ou mobile et des sorties du lit permettant l'évacuation des particules solides catalytiques à l'intérieur même du four de thermolyse en mélange avec les solides carbonés. Selon un autre mode de réalisation les particules solides de catalyseur usé sont évacuées à l'extérieur du four de thermolyse pour éventuellement être régénérées. Des entrées permettent de 15 remplir ponctuellement ou en continu le lit catalytique. Des moyens de régulation du

débit de catalyseur peuvent en outre être prévus sur chaque alimentation.

Il a été trouvé selon l'invention que le lit de particules solides catalytiques devait typiquement présenter une épaisseur telle que la perte de charge occasionnée par la traversée dudit lit par la charge gazeuse issue des moyens de conversion n'excède 20 pas 500 mbar, de préférence 100 mbar et de manière très préférée 50 mbar (1 bar =

0,1 MPa).

L'installation peut comprendre un moyen de refroidissement rapide des gaz issus du

moyen de conversion catalytique, placé en sortie dudit moyen.

Avantageusement, l'installation comprend en outre un dispositif de production 25 d'énergie tel qu'un moteur ou une turbine à gaz qui reçoit les gaz issus du moyen de refroidissement, ledit dispositif permettant de produire de la chaleur et/ou de l'électricité. Par ailleurs, l'installation selon l'invention peut comprendre un moyen de compression des gaz filtrés, convertis et refroidis, situé en aval du moyen de

refroidissement et en amont du moyen de production d'énergie.

La présente invention trouve son application notamment dans les traitements de 5 déchets ménagers et/ou industriels, des boues de station d'épuration, de biomasse, de résidus et sous produits agricoles, des terres polluées par les hydrocarbures.

Par rapport aux dispositifs connus de l'art antérieur, l'invention présente des nombreux avantages techniques et notamment: - la conversion d'au moins la majeure partie des gaz bruts issus des processus de 10 thermolyse ou de gazéification sans besoin d'apport énergétique, par exemple à la température de sortie des gaz de thermolyse, par l'utilisation d'un lit de particules solides catalytiques, - la captation de tout ou partie des gaz acides présents dans les gaz bruts soit par lesdites particules solides catalytiques soit par l'utilisation d'adsorbants 15 avantageusement mélangés audites particules, - la captation de la majeure partie, voire la totalité des poussières par le lit de particules catalytiques qui jouent ainsi le rôle de filtre, - les gaz en sortie de section catalytique sont dépourvus de produits lourds, de poussière et de gaz acides et ne nécessitent pas d'opération de filtration 20 supplémentaire et peuvent être utilisés directement dans des dispositifs ou procédés de production d'énergie électrique à haut rendement tels que des moteurs à gaz ou des turbines à gaz, - dans le mode de réalisation préférée de l'invention o le traitement catalytique des gaz est interne et situé en sortie de réacteur de dégradation thermique, le 25 présent dispositif permet de minimiser les pertes thermiques du système, - Les goudrons sont convertis chimiquement par le catalyseur en gaz légers, le rendement énergétique de l'unité est ainsi accru par rapport aux dispositifs connus. De façon avantageuse, le gaz généré par le procédé selon l'invention présente après 5 traitement, des caractéristiques lui permettant d'être facilement utilisé dans de nombreuses applications énergétiques, sans que se posent les problèmes évoqués ci-dessus liés à la présence de goudrons, de poussières et de gaz acides. En particulier le gaz de synthèse peut être comprimé et être utilisé dans un moteur à gaz ou une turbine à gaz afin de produire de l'électricité et/ou de la chaleur. Il peut 10 également être brlé par un brleur associé à un moyen de production de chaleur ou utilisé pour la synthèse par réaction chimique de divers types de composés dont des carburants par exemple par un procédé couramment appelé par l'homme du métier Fischer-Tropsch.

D'autres avantages, détails, caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la 15 lecture de la description qui va suivre, faite à titre illustratif et nullement limitatif, en

référence aux quatre figures annexées.

La figure 1 schématise un premier mode de réalisation de l'invention; La figure 2 illustre un second mode possible de réalisation de l'invention; La figure 3 est un schéma illustrant un moyen de mise en oeuvre du lit de particules 20 catalytiques selon l'invention; et La figure 4 est un schéma illustrant un autre moyen de mise en oeuvre du lit de

particules catalytiques selon l'invention.

La figure 1 schématise les moyens pour la mise en oeuvre d'un premier mode préféré de réalisation de l'invention. La description qui suit décrit un schéma 25 fonctionnel utilisant un procédé de dégradation thermique par thermolyse. Elle serait

identique si une autre opération de dégradation thermique comme la gazéification

était mise en oeuvre.

Pour mettre en oeuvre ladite thermolyse, un four tournant 1 est préférentiellement utilisé pour son aptitude à traiter des charges variées tant en taille qu'en composition. La souplesse de cet équipement peut donc permettre de l'alimenter avec une charge principale comme de la biomasse, mais également avec des 5 mélanges de charges solides contenant de la matière organique, tels que des déchets ménagers, des déchets industriels banals, des déchets agricoles ou des

boues de station d'épuration.

Il peut être nécessaire de traiter la charge brute avant la thermolyse. Cette étape de prétraitement dépend de la nature de la charge (par exemple de sa composition, sa 10 granulométrie, son taux d'humidité) et met en oeuvre des techniques conventionnelles telles qu'un broyage grossier, un séchage, etc... L'objectif de cette éventuelle étape de prétraitement est de mettre la charge en adéquation avec les

spécifications à l'entrée du four tournant 1.

A la suite de cette éventuelle étape de prétraitement, la charge est introduite, dans le 15 four tournant 1 à chauffage indirect par l'intermédiaire d'un dispositif (non représenté) permettant de garantir l'étanchéité du four avec l'extérieur et d'empêcher ainsi toute entrée d'air dans le four. Le dispositif permettant de réaliser cette étanchéité peut être une vis d'Archimède, ou bien un système d'introduction de la

charge par ballot compacté.

Le four tournant utilisé ici pour la thermolyse comprend une enceinte rotative 25

entourée d'un espace annulaire 22 pour son chauffage.

Sans sortir du cadre de l'invention, un moyen de thermolyse tel qu'un système à grille cheminante, à table vibrante ou tout moyen connu équivalent muni d'un

chauffage indirect peut également être prévu.

Au cours de sa progression dans l'enceinte rotative 1 et sous l'action de la chaleur, la charge est progressivement débarrassée de son humidité résiduelle puis subit une dégradation thermique, qui aboutit à la formation d'une phase gazeuse (gaz brut) et

d'un résidu solide contenant du carbone (coke).

La charge et les gaz issus de la décomposition thermique circulent dans le mode de réalisation illustré par la figure 1 à concourant dans le four. Cette opération est menée à une température comprise entre 300 et 900QC et de préférence entre 500 et 7000C et sous une pression proche de la pression atmosphérique. Le temps de 5 séjour des solides à l'intérieur du four est suffisamment long pour permettre la dégradation totale de la matière organique. Il est en principe compris entre 30 et 180

minutes et plus précisément entre 45 et 90 minutes.

Les conditions opératoires de l'opération de dégradation thermique sont préférentiellement choisies selon toute technique connue de l'homme de l'art de 10 façon à ce que les critères suivants soient satisfaits simultanément: - la vitesse de chauffe de la charge doit être telle qu'elle permette de minimiser la formation de produits lourds type goudrons; elle est comprise entre 5 et 1 000C/min, - la température finale atteinte par la charge doit permettre d'optimiser le rendement 15 en gaz au détriment du rendement en produit solide, et en produits lourds type goudrons, - la température finale atteinte par les gaz de thermolyse est compatible avec la

mise en oeuvre d'un catalyseur pour la conversion des goudrons.

A la sortie du four rotatif, le résidu solide qui contient du carbone est évacué par un 20 dispositif garantissant l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur (vanne rotative, sas à vannes guillotines, ou tout autre dispositif équivalent permettant de réaliser cette opération non représenté). Le résidu solide qui contient du carbone est alors

acheminé vers un dispositif de stockage 15 via une liaison 4.

Le four 1 peut être chauffé électriquement et/ou par circulation de fumées chaudes 25 dans l'espace annulaire 22 telle que représentée sur la figure 1, par des brleurs disposés dans cette même double enveloppe et alimentés par tout type de combustible ou par tout autre moyen de chauffage selon des techniques connues de

l'homme de l'art.

Les gaz de pyrolyse sortant du moyen de thermolyse 1 et issus de la décomposition de la charge riche en matières organiques sont, selon cet exemple de réalisation, à une température comprise entre 300 et 9000C et de préférence entre 500 et 7000C.

Ces gaz sont composés d'un mélange de vapeur d'eau résultant du séchage de la 5 charge et des réactions de pyrolyse, de gaz incondensables à température ambiante

tels que CO, C02, H2, NH3, CH4, C2Hx, voire C3Hy et de vapeurs d'hydrocarbures plus lourds comportant au moins 4 atomes de carbone regroupés dans la présente description sous la désignation de goudrons. Ces gaz peuvent également contenir une faible quantité de gaz acides tels que HCI et H2S ainsi que des particules en

1 0 suspension.

Ladite phase gazeuse traverse à une température de 300 à 9000C un lit fixe ou mobile 3 de particules solides de catalyseur situé à l'intérieur même de la partie arrière du four de thermolyse, c'est à dire dans le compartiment 24 servant à la séparation et à l'évacuation des phases gazeuse et solide. Les gaz traités sont 15 évacués par la liaison 5. En sortie du lit catalytique, la majeure partie c'est à dire au moins 50%, de préférence au moins 70% et de manière très préférée au moins 90% voire la totalité des vapeurs d'hydrocarbures lourds (goudrons) sont transformés en gaz incondensables. De même, le gaz traité évacué par la ligne 5 comprend une

quantité réduite voire nulle de gaz acides et de poussières.

Conformément à l'invention, le catalyseur usagé en sortie du lit 3 peut être soit mélangé et évacué avec les solides carbonés par un moyen 14 de contrôle de débit,

soit soutiré indépendamment par un moyen 23 de contrôle de débit.

L'appoint en catalyseur frais se fait par un moyen d'introduction 13. Cet appoint peut

se faire en continu ou en discontinu.

Sans sortir du cadre de l'invention, la teneur en vapeur d'eau résultant du séchage de la charge et des réactions de pyrolyse, pourra avantageusement être ajustée par

un moyen 21 d'injection d'eau ou de vapeur.

La conversion catalytique est effectuée en présence de particules solide catalytiques en lit fixe ou en lit mobile, de préférence en présence de vapeur d'eau de façon à il

minimiser la formation de dépôt de carbone sur les particules de catalyseur et à optimiser la conversion des goudrons en gaz incondensables. Deux exemples non limitatifs des moyens fonctionnels permettant la mise en oeuvre de ladite conversion sont présentés dans la suite de la description en liaison avec les figures 3 et 4. Sans 5 sortir de l'invention, le catalyseur pourra être mis en oeuvre par tout autre moyen

équivalent.

Le gaz converti est préférentiellement refroidi rapidement à une température finale comprise entre 100 et 500 C, et de préférence entre 200 et 3000C. La liaison 5 permet de véhiculer les gaz craqués entre la sortie du réacteur 3 et l'entrée d'un 10 moyen de refroidissement 6.

Le gaz traité et refroidi, exempt de poussières et de goudron et présentant un pouvoir calorifique élevé, peut ensuite être valorisé, par exemple selon le procédé

qui va maintenant être décrit.

A titre d'exemple non limitatif, un tel gaz peut être utilisé dans un moyen 9 tel qu'un 15 moteur thermique ou une turbine à gaz, associé ou non à la production d'électricité, ou bien il peut encore être utilisé dans une chaudière pour produire de la vapeur et/ou de l'électricité. Par ailleurs, sans sortir du cadre de l'invention, un moyen de compression (non représenté) peut être prévu pour le gaz en sortie du moyen 6 de refroidissement. D'autre part, les fumées issues du moyen 9 peuvent être envoyés 20 via une conduite 10 vers le moyen de récupération de chaleur 11 afin d'augmenter le

rendement thermique global de l'installation.

Les fumées issues du moyen 11 de récupération de chaleur sont ensuite évacuées par une ligne 27 par exemple vers une cheminée (non référencée). L'énergie (vapeur, eau chaude...) issue du moyen 11 est évacuée via des moyens appropriés 25 20.

En outre, une liaison 19 peut être prévue entre le moyen de refroidissement 6 et le moyen 11 de récupération de chaleur (chaudière ou autre) afin de transférer, selon des techniques bien connues de l'homme de l'art, de la chaleur du moyen 6 vers le

moyen 1 1.

Selon un autre mode de réalisation, illustré par la figure 2 sur laquelle des éléments de même nature ont été reportés selon la même numérotation que celle utilisées pour la figure 1, le traitement catalytique de la phase gazeuse en sortie de la zone de pyrolyse peut être effectué à l'extérieur de l'enceinte du moyen de pyrolyse. La 5 phase gazeuse est alors dirigée vers un réacteur 3 via une liaison 26, dans lequel est effectuée une opération de conversion catalytique sur lit fixe ou mobile. La réaction de conversion catalytique est réalisée à une température comprise entre

300 et 9000C et de préférence entre 500 et 7000C.

Un des problèmes rencontrés dans un tel réacteur de conversion est la formation de 10 coke. La formation de coke en trop grande quantité est en effet de nature à

encrasser et désactiver le catalyseur.

Un avantage lié à l'utilisation d'une zone de conversion externe à la zone de pyrolyse et telle qu'illustrée par la figure 2 est lié à la possibilité d'utiliser au moins deux réacteurs fonctionnant en parallèle. Ainsi, en fonction de la vitesse de formation du 15 coke pendant l'étape de conversion des gaz, il peut être prévu la mise en place de

deux réacteurs de conversion fonctionnant en parallèle: pendant qu'un des deux réacteurs est utilisé pour convertir les gaz, le second est en phase de décokage.

Cette opération de décokage est réalisée par exemple par des moyens classiques

tels qu'injection d'air et/ou de vapeur d'eau.

Selon la figure 3, la conversion est assurée par un réacteur annulaire 3 de type

radial implanté dans la partie arrière du four de thermolyse 1. Le réacteur 3 est constitué de grilles 8 disposées circulairement de manière à contenir le catalyseur 6.

L'appoint de catalyseur se fait depuis la trémie supérieure 4 vers le réacteur 3 par un moyen de contrôle 7 du débit de catalyseur frais. Le débit de catalyseur usagé est 25 quant à lui contrôlé par le moyen 12. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 3, le catalyseur usé est ensuite mélangé au résidu solide 2. L'arrangement des grilles et le temps de séjour du catalyseur en écoulement sont choisis pour traiter les

gaz avec le meilleur taux de conversion.

Le gaz, après avoir traversé le catalyseur, sort du réacteur axial 3 par la liaison 5

dont le point de départ est de préférence situé au centre dudit réacteur.

En général, on cherchera selon toute technique connue à obtenir le meilleur taux de conversion c'est à dire à ce que la majorité voire la totalité des hydrocarbures lourds 5 présents dans la charge soient convertis en gaz légers. Par exemple, la température de traitement, le temps de séjour du gaz sur le catalyseur, le temps de séjour du catalyseur dans le réacteur, ainsi que la teneur en eau seront ajustés selon des techniques de routine de façon à maximiser la conversion des goudrons tout en

minimisant la consommation de catalyseur.

Un temps de séjour des gaz dans le réacteur selon l'invention est compris entre 0,1

et 10 s (seconde), préférentiellement entre 1 et 5 s.

Un second arrangement possible du réacteur 3 est illustré par la figure 4: le réacteur 3 est ici constitué de deux grilles planes 8 entre lesquelles est placé ou circule le catalyseur 6. Les gaz à traiter traversent le lit de catalyseur avant de sortir par la 15 liaison 5. L'appoint de catalyseur se fait depuis la trémie supérieure 4 vers le

réacteur 3 via un moyen de contrôle 7 du débit de catalyseur frais. Le débit de catalyseur usagé est quant à lui contrôlé par le moyen 12. L'arrangement des grilles et le temps de séjour du catalyseur en écoulement sont choisis de la même manière que précédemment décrit de façon à traiter les gaz avec le meilleur taux de 20 conversion.

Dans tous les cas, à la sortie du réacteur, le gaz converti est essentiellement

constitué de gaz légers incondensables tels que CO, C02, H2, CH4, C2H-.

Dans les modes de réalisation des moyens de conversion catalytiques illustrés par les figures 3 et 4, et selon l'invention, il est avantageusement possible de mettre en 25 oeuvre un lit de particules solides présentant des dimensions de particules et une géométrie telle que la perte de charge occasionnée par la traversée de la charge gazeuse à travers l'épaisseur dudit lit n'excède pas 500 mbar (millibars), de

préférence 100 mbar et de manière très préférée 50 mbar.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de production d'un gaz de synthèse purifié présentant un pouvoir calorifique élevé à partir d'une charge carbonée riche en matière organique caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) une pyrolyse ou une gazéification de ladite charge dans des conditions amenant à la formation d'un résidu solide pouvant contenir du carbone et d'une phase gazeuse ou gaz brut contenant des gaz incondensables et des vapeurs d'hydrocarbures lourds, b) une mise en contact desdits gaz bruts avec un lit de particules solides catalytiques dans des conditions telles qu'une majorité desdites vapeurs

d'hydrocarbures lourds soient converties en gaz incondensables.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la pyrolyse ou la gazéification est effectuée entre 300 et 9000C et ladite mise en contact est effectuée à une 15 température sensiblement égale à celle des gaz bruts issus de ladite pyrolyse ou de

ladite gazéification.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel lesdites particules solides catalytiques comprennent au moins un élément choisi dans le groupe constitué par les oxydes et carbonates de métaux alcalins ou alcalino-terreux; les catalyseurs 20 métalliques supportés contenant un métal du groupe VIII, les catalyseurs acides tels

que les zéolithes, les alumines, les silices.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel lesdits gaz bruts comprennent en outre des gaz acides, lesdits gaz acides étant captés soit par lesdites particules solides catalytiques soit par l'utilisation d'adsorbants 25 avantageusement mélangés audites particules.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel les particules solides catalytiques sont mélangés après la conversion de l'étape b) avec le résidu

solide issu de l'étape a).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on injecte de 5 l'eau sous forme liquide ou gazeuse au gaz brut issu de l'étape a), avant l'étape b)

de mise en contact.

7. Installation de conversion d'une charge carbonée riche en matière organique susceptible de mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque 'des revendications 1 à 7 comprenant des moyens (1, 25, 22) de dégradation thermique 10 par pyrolyse ou par gazéification de ladite charge et des moyens de conversion (13,

3) par un lit de particules solides catalytiques (3) des gaz bruts issus desdits moyens de dégradation et des moyens de récupération des gaz issus des moyens de conversion.

8. Installation selon la revendication 7 dans laquelle lesdits moyens de dégradation 15 thermique comprennent un compartiment arrière (24) dans lequel sont placés lesdits

moyens de conversion.

9. Installation selon la revendication 7 dans laquelle lesdits moyens de conversion sont externes et placé en aval des moyens de dégradation thermique dans le sens

de circulation des gaz bruts issus de l'étape a).

10. Installation selon la revendication 9 dans laquelle lesdits moyens de conversion sont aménagés en au moins deux sections placées en parallèle, dans le sens de

circulation des gaz bruts.

11. Installation selon la revendication 7 dans laquelle lesdits moyens de conversion sont aménagés en au moins deux sections, l'une interne aux moyens de dégradation 25 thermique, l'autre externe aux moyens de dégradation thermique, les particules solides catalytiques comprises dans lesdites sections pouvant être éventuellement

de nature différente.

12. Installation selon l'une des revendications 7 à 11 dans laquelle ledit lit de particules solides catalytiques présente une épaisseur telle que la perte de charge occasionnée par la traversée dudit lit par la charge gazeuse issue des moyens de

conversion n'excède pas 500 mbar.

13. Installation selon l'une des revendications 7 à 12 comprenant en outre des moyens de production d'énergie par combustion des gaz issus des moyens de

conversion.

14. Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou de l'installation selon l'une des revendications 7 à 13 au traitement de déchets ménagers et/ou 10 industriels, des boues de station d'épuration, de biomasse, de résidus et sous

produits agricoles, des terres polluées par les hydrocarbures.