Brevet FR2190904A1 — publié le 19740201

Les fours ERIM décrits dans les brevets de base du procédé Français nO 885 252 du 30/2/1940, nO 52 319 du 14/6/1941, NO 955 491 du 30/10/1947 et suivants ont tous pour caractéristiques communes que le gaz introduit froid à la base du four provient du recyclage des gaz recueillis dans la partie supérieure du four - Le gaz est la plupart du temps le résultat de la distillation des charbons chargés dans le four associés au gaz recyclé et au gaz provenant du soufflage au niveau intermédiaire d'air plus ou moins enrichi en oxygène. Naturellement il est auparavant lavé et dégoudronné. Il est rappelé que dans un four ERIM les produits, circulant à contre courant des gaz, entrent froids et sortent froids ainsi que les gaz eux-memes. La température de la zône médiane du four où est introduit sous forme finement divisée le gaz oxydant, dépend de la qusntité d'oxygène introduite par M3 de gaz produit par la distillation du charbon. Le procédé que nous allons décrire, tout en utilisant un four ERIM classique permet de régénérer un gaz étranger au four et partiellement oxydé. Ce four peut être appelé un ERIM Réforming de gaz. Il a l'davantage sur les techniques habituelles de réforming d'être d'une grande simplicité et d'une très grande facilité d'emploi. De plus le bilan thermique du ERIM Reforming est aussi bon que celui des autres fours ERIM. Le four correspond à la planche I. Le four peut Qtre construit de section circulaire ou de préférence de section rectangulaire. Des injecteurs (1) aont disposés sur les faces latérales sur plusieurs rangées. L'injecteur est constituée par des bouchons poreux ou des briques poreuses permettant d'insuffler oxygène à l'état finement divisé et à faible vitesse. Le four est chargé en coke ou en charbon (2). Le gaz à réformer (partiellement oxydé arrivant par une conduite (3) est soufflé à la base du four suivant le procédé habituel. De même le coke est soutiré à la base du four de manière continue. Le coke ou le charbon est chargé dans le four en (2) de manière à maintenir constant le niveau de la charge et l2extraction est réglée de manière à ce que les gaz aspirés (5)'a la partie supérieure du four, soient maintenus à une température basse. Les échanges thermiques entre les gaz parcourant le four et la charge solide équilibrent les zones où les matières se réchauffent et celles où elles se refroidissent. L'oxygène introduit dans la zone centrale se porte sur le gaz réducteur qui parcourt le four, le brtle partiellement en C02 et H20 et élève la température de cette zende. Suivant la quantité d'oxygène introduit il est possible de monter comme on le désire la température. Le C02 et la vapeur d'eau contenus dans les gaz circulant dans le four sont respectivement transformés en CO et H2 en présence de carbone excédentaire dès que la température dépasse 10000. Les temps de contacts des gaz et du coke à haute température déterminent les quantités de gaz réformés. Il est également possible de traiter dans le ERIM réforming des gaz comprenant du méthane ou des hydrocarbures. Si on désire éviter dans l'appareil les points particulièrement chauds qui pourraient introduire une fusion génante des cendres du coke il est possible de souffler l'oxygène pur préchauffé en meme temps que de la vapeur d'eau dans les injecteurs qui divisent le gaz oxydant. L'effet endothermique de la décomposition de la vapeur d'eau permet de régler convenablement la température de la zone. Le coke recueilli à la sortie du four est recyclé dans l'ap- pareil jusqu'à ce que l'augmentation de son taux de cendres le fasse éliminer au profit du coke neuf. De la sorte on évite le risque d'une fusion des cendres qui, à la température de fonctionnement de l'appareil pourrait titre génante, tout en gardant au procédé un excellent bilan thermique. En cas d'allure poussée de l'installation nécessitant une augmentation du débit d'oxygène l'introduction en mélange d'une certaine quantité de C02 ou d'un gaz non réducteur permettra aussi de contrôler l'élévation des températures maximums dans la cuve. REVENDICATIONS Procédé et disposition se référant au four ERIM tel qu'il est décrit dans les brevets français nO 52.319 - 885.257 - 955.491 et suivants constitués par un four a' cuve généralement de section rectangulaire dans lequel on fait circuler des matières solides composées par du coke ou des charbons de toute nature dans le sens vertical descendant et où l'on fait circuler en sens inrerse des gaz réducteurs. 1) - Dans la zone centrale du four on injecte sous forme extrê- mement divisée de l'oxygène pur. Cette injection peut etre faite à travers de petites tuyères ou de préférence à travers des bon chons réfractaires poreux ou des briques réfractaires poreuses. 2) - On peut en complément de l'oxygène injecter dans les mêmes zones des gaz hydrocarburés, ou de la vapeur d'eau dont les chaleurs de décomposition permettent d'éviter les points chauds qui peuvent résulter de l'emploi d'oxygène pur. 3) - Le four est parcouru verticiement par des gaz réducteurs contenant une part de gaz oxydès par exemple du C02 et B20. Le passage de ces gaz sur le coke à haute température permet de les réformer en transformant les produits oxydés en gaz réducteurs CO et H2. Cette opération peut se dérouler en même temps que la décomposition d'hydrocarbures associés au gaz à traiter. Le gaz reformé recueilli au sommet du four est renvoyé dans les circuits d'utilisation. 4) - Le procédé ERIM Réforming est ajusté de telle sorte que le débit calorifique réglant les échanges thermiques entre gaz et matières solides dans la partie inférieure du four et dans sa partie supérieure soient tels que les gaz reformés sortent du four à basse température et que les produits solides sortent également froids. Pour cela on règle le débit du coke ou du charbon parcourant le four. Dans le cas où on utilise du charbon à la place du coke, le gaz reformé est enrichi par les matières volatiles provenant de la distillation. Le gaz est alors lavé et dégoudronné avant d'être 'utilisé. Du C02 en mélange avec Oxygène permet aussi de contrôler l'élévation de la température dans la cuve