Brevet FR2146433A1 — publié le 19730302

La présente invention concerne un procédé pour obtenir une oxydation entretenue, pratiquerent adiabatique de cem- bustibles carbonés en phase vapeur, en mélange intime avec l'air dans des conditions qui produisent un effluent d'oxyda- tion relativement faible en polluants atmosphériques. Plus particulièrement eo procédé est destiné à éviter la production d'oxyde de carbone, d'hydrocarbures et d'oxydes d'azote, et assure pratiquement la combustion complète du combustible dans une gante avantageuse de température de 815 â 1650 C. IF. système oxydant, selon la présente invention, utilise une zone de combustion catalytique avec conditions réglées de vitesse d'entrée du gaz et conditions combustible-air, suivie par la combustion ultérieure du mélange intime en conditions essentiellement non-catalytique ou thermiquement induites, d'exydation en phase gazense. On peut utiliser les gaz effluents du système à la production d'énergie, en particulier par passage dans un moteur à turbine & gaz ou pour développer de autres sources d'énergie ou des formes d'énergie différentes par exeiple en utilisant la chaleur de l'effluent gazeux pour engendrer de la vapeur. Une forme particulièrement interessante de sise on oeuvre de la présente invention est un système de turbine à gaz dans lequel le combustible en vapeur est initialement oxydé on présence d'air et doun catalyseur, de la façon décrite. Le mélange gazeux résultant est ensuite brûlé dans un espace libre dans lequel la proportion entre la surface solide et le gaz est relativement faible, pour obtenir une réaction en phase vapeur thermiquement induite. De préférence, la combustion thermique est suivie par un nouveau contact des gaz avec un catalyseur d'oxydation solide et ce catalyseur peut être placé avec avantage, entre les étages de la turbine. Les gaz d'oxydation effluents passent à travers la turbine et sont dégagés ensuite dans 1'at- mosphère. L'effluent de la turbine est non seulement pauvre en oxyde de carbone et en contaminants d'hydrocarbures coae lors du fonctionnement des turbines classiques, mais en outre, la quantité des oxydes d'azote est également minimale dans les gaz. En raison de la fourniture de la zone d'oxydation thermique, le système selon la présente invention a une réponse nettement plus rapide aux variations des conditions opératoires que si la totalité de l'oxydation s'effectuait catalyti quement, et, cependant, les opérations conservent de nombreux avantages d'un procédé totalement catalytique. De mimez si on utilise un catalyseur après la zone d'oxydation thermique, la position de cette portion de catalyseur entre les étages de la turbine aide à avoir un délai de réponse plus bref et améliore l'efficacité de la turbine en assurant un étage intermédiaire de rechauffage. Donc, la présente invention fournit un fonctionnement de turbine très efficace en ce qu'il y a relativement peu de pollution de l'atmos phère par des composants indésirables de l'échappement et l'oxydation du combustible est adaptée à une réponse rapide aux variations des conditions du système. la turbine est, de ce fait, particulièrement utile lorsqu1on l'utilie pour propulser un véhicule automobile.Ces résultats sont très importants pour notre société puisque l'utilisation efficace des combustibles et la nécessité de ne pas contaminer l'atmosphère sont des impératifs et le deviennent de plus en plus à mesure que le temps s'écoule. On a abondamment utilisé le moteur à turbine à gaz comme moteur principal en particulier en aviation et dans des usines d'anergies stationnaires. De même, des efforts considérables ont été dirigés vers la mise au point de moteurs à turbine à gas appropriés à l'automobile et avec certains succès. L'adoption des turbines à gaz comme moteurs pour propulser de gros véhicules comme les camions et autobus s'est faite, et finalement on pourrait tout aussi bien les utiliser comme moteur principal dans des véhicules automobiles plus petits comme les cars à passagers. l'utilisation des turbines à gaz comme moteur principal pour ces véhicules est même devenue plus avantageuse puisque la technologie s'est développée pour faire fonctionner ces moteurs à températures de tordre de 815 & 1650C là cd le fonctionnement est exceptionnellement efficace. Les moteurs à turbine à gaz, mis à part le fait qu'ils sont légers, petits et relativement exempts de vibrations et de problèmes d'entretien, présentent aussi la caractéristique désirable d'émettre des gaz d'échappement qui sont pauvres en oxyde de carbone et en hydrocarbures. Par le fait que le combustible est blé en présence de grands excès d'air et à températures qui assurent la combustion pratiquement totale, l'oxydation se produit avec production concomitante de gaz carbonique relativement inoffensif et d'eau. Le moteur à turbine à gaz et autres systèmes, comme les bouilleurs à vapeur qui oxydent les combustibles en premier lieu avec utilisation d'une flamme, sont cependant assez désavantageux du point de vue de la contamination de l'atmosphère par les oxydes d'azote. Bien que l'échappement d'une turbine à gaz ne contienne pas de forts pourcentages d'oies d'azote (pas plus que, par exemple, l'échappement d'un moteur à combustion interne à pistons), la contamination totale de l'at oosphère par les oxydes d'azote émis par la turbine à gaz est rendue plus indésirable en raison de la grande quantité des gaz d'échappement qui proviennent de la turbine* Dans la demsnde de brevet des Etats-Unis d'Amérique N 142 939 déposée le 13 Mai 1971 par la Demanderesse, il est décrit un dispositif pour éviter ce résultat en effectuant l'oxydation du combustible en conditions qui, non seulement assurent une utilisation efficace du combustible, mais aussi une faible contamination atmosphérique. Parmi les systèmes de cette demande de brevet antérieur, se trouvent ceux dans lesquels la totalité de la réaction d'oxydation est conduite alors que le combustible et l'air en mélange se trouvent en contact avec un catalyseur. Pour fournir une longueur de contact suffisante entre le gaz et le catalyseur, le catalyseur doit présenter un volume approprié pour donner la durée de réaction catalytique désirée. Â mesure qu'augmente le volume du catalyseur cependant, le système prend un délai plus long pour répondre aux variations des conditions opératoires. Par exemple, Si la température de la zone de catalyse doit être modifiée et que la vitesse de la turbine change, I1 opération ne sera pas efficace tant que la majeure partie, sinon la totalité, du catalyseur ne se trouvera pas à la nouvelle température de fonctionnement. Ce processus de chauffage peut être trop lent pour un fonctionnement satisfaisant de la turbine lorsque cette turbine doit être utilisée dans un système destiné à une réponse rapide comme tel est le cas avec des véhicules automobiles. Le procédé selon la présente invention amorce at stabilise la combustion d5un mélange d'air et de combustible dans des conditions définies et, pour établir la combustion et l'oxydation concomitante du combustible sans formation de quantités indésirables d'oxydes d'azote, on effectue la combustion initiale par contact du gaz avec une quantité relativement faible de catalyseur. Avant que le combustible ait été brûlé suffisamment en gaz carbonique et en eau pour parvenir à des taux acceptables d'hydrocarbures dans les effluents du système, le mélange gazeux contenant l'air et le combustible et subissant l'oxyda- tion, est encore oxydé par des voies essentiellement non catalytiques On peut décrire cette oxydation thermiquement induite comme une réaction en phase gazeuse et se distingue d'une réaction catalytique en ce que la réaction est conduite par contact gaz-catalyseur solide. En raison de la présence de la zone réactionnelle thermique pour effectuer l'oxydation du combustible, le système répond rapidement aux modifications désirées en cours d'opéra~ tion comme il est dit ci-dessus et cependant l'oxydation donne toujours lieu à un effluent qui présente une quantité relativement faible dioxydes d'azote Bien qu'essentiellement la totalité du combustible demeurant dans l'effluent provenant de la zone catalytique initiale puisse être oxydé dans la zone d'oxydation thermique, 11 achèvement du processus de combustion pour donner un effluent à faible teneur en oxyde de carbone et en contaminants organiques comme des hydrocarbures, peut se faire par contact du mélange réactionnel gazeux provenant de la zone d'opZdation thermique avec un catalyseur dans des conditions oxydantes. En tous cas, l'effluent ou les gaz d'échappement provenant du système d'oxydation peuvent être utilisés pour la mise on oeuvre de formes différentes d'énergie. ainsi, on peut utiliser l'échappement comme fluide moteur dans les générateurs d'énergie, par exemple dans une turbine, ou la chaleur des gaz d'échappement peut être utilisée pour engendrer d'autres sour Ces d'énergie comme la Tapeur. On peut utiliser l'énergie dtun moteur à turbine d. façons diverses, par exemple le moteur peut servir particuli- renent comme moteur principal d'une automobile ou autres vEhi- cules et pour des générateurs d'électricité. En raison des con- ditions appliquées dans les opérations de combustion selon la présente invention, l'oxydation est très efficace et, en outre, le gaz d'échappement est non seulement à faible teneur en oxyde de carbone et en hydrocarbures, mais la quantité des oxydes d'azote dégagés dans l'atmosphère est rendue minimale.La présente invention fournit zone une combustion efficace Lu combus- tible et une récupération d'énergie avec un mininrun de pollution atmosphérique. Comme il-a été dit ci-dessus, on gbtient selon la présente invention une combustion stable pratiquement complète des combustibles carbonés par amorçage catalytique de l'oxy- dation du combustible suivi de l'oxydation du combustible par des voies non catalytiques ou thermiques. L'oxydation globale du combustible s'effectue dans des conditions réglées qui fournissent un effluent provenant du système à températures parti culièrement désirables pour la production d'énergie et cependant faible en contaminants. La charge gazeuse dans la zone d'oxydation initiale catalytique est un mélange intime de combustible, d'air et, si on le désire, d'autres matières en phase vapeur et ces composants sont présents en quantités telles que le Mélange présente une température théorique adiabatique d'inflammation dans les conditions d'arrivée sur le catalyseur d'oxydation d'environ 815 & 16500C, de préférence d'environ 980 à 1540 C. La température de la zone d'oxydation catalytique initiale aussi bien que dans la zone d'oxydation non catalytique qui, habituellement, est voisine de cette température adiabatique d'inflammation est par exemple à 1200C et mEme à 60 C de cette température théorique d'inflammation, puisque l'oxydation est conduite dans des conditions essentiellement adiabatiques de la façon qui est industriellement pratiquée et habituellement avec diffusion réglée dans la zone catalytique initiale. ainsi, en dépit de pertes de chaleur minimes dans l'atmosphère provenant de la zone d'oxydation les conditions sont en essence adiabatiques dans toutes les zones d'oxydation, puisqu'il y a peu, s'il y en a meme, de refroidissement de la zone d'oxydation par échange thermique indirect. De préférence, on règle par diffusion la sone de réaction catalytique initiale et la suivante, et la majeure partie et souvent pratiquement la totalité du catalyseur, sera à température voisine de la température théorique adiabatique d'inflamniation. Pour parvenir à ce réglage de la température, on doit régler les quantités de combustible, d'azote libre, d'oxygène libre et d'éventuels autres constituants du mélange chargé dans la zone d'oxydation, de façon à ce que le mélange se trouve à la température adiabatique d'inflammation désirée. On peut donc mélanger des combustibles plus énergiques avec de plus grandes quantités d'air et peut-être d'autres gaz que dans le cas des combustibles plus faiblement énergétiques, de façon à conserver la température désirée dans la zone d'oxyde dation. En tous cas cependant, la teneur en oxygène libre dans la charge de mélange gazez au catalysuer initial doit être d'au moins 1,1 fois ou meme au moins de 1,5 fois et de préférence au moins 2 fois environ la quantité qui est nécessaire pour oxyder complètement le combustible en gaz carbonique et en eau. La température dans une zone catalytique quelconque suivant la zone d'oxydation non-catalytique doit etre inférieure à 815 C environ, par exemple aussi faible que 54000 ou un mininnim due 65000 environ, mais cette température est de préférence d'au moins 8150C jusqu'à 1540 ou 16500C environ. De plus, conformément au procédé selon la présente invention, le mélange gazeux air-combustible de la zone dtoxy- dation catalytique initiale se trouve dans la gamme inflammabla en conditions d'oxydation ou du c8té pauvre en combustible de la gaime inflammable. Donc pour éviter la combustion ou la détonation du mélange lorsque par exemple on amène le combustible depuis le c8té riche en combustible de la gamme inflammable auquel on l'ontrepose ordinairement vers ou du coté pauvre en combustible de la gemme inflammable, le mélange air-combustible à oxyder a une vitesse à ou avant 1' entrée du catalyseur qui est supérieure â la vitesse maximale de propagation de la flamme dn mélange dans ces conditions.De préférence, on conserve cette vitesse à ou au voisinage de l'entrée sur la surface du catalyseur initial de combustion. Donc, on evite la combustion alors que le mélange air-combustible se trouve tel que sa température adiabatique d'inflammation est supérieure à 16500C environ, et la production des oxydes d'azote en est donc diminuée. Par ce processus, le retour du combustible riche est évité du coté amont de l'entrée de catalyseur initial et l'oxy- dation qui se produit sur la face entrée de ce catalyseur est pratiquement sans flamme. La combustion thermique ultérieure peut se faire avec ou sans la présence de flamme bien qu'avec inflammation en aval de l'entrée du catalyseur initias par exemple dans la zone de combustion thermique, ce qui n'est pas préjndiciable en particulier puisque le mélange est réglé de façon à avoir la température adiabatique d'inflammation. La présence de flamme dans la zone d'oxydation thermique peut autre préférable puisque le système est ainsi rendu plus sensible aux variations opérationnelles. Malgré le réglage de la composition de charge d'oxyde dation, la durée du contact du mélange de charge et de l'ef- fluent d'oxydation avec le catalyseur ou autrement, aux températures appliquées pour l'oxydation, peut autre sensible si elle est si importante que la proportion en oxydes d'azote en soit matériellement augmentée. En général, la durée du séjour du gaz dans l'oxydation globale est inférieure à 0,1 seconde, de préférence inférieure à 0,05 seconde et elle est,'en tous cas, suffisante pour donner une combustion pratiquement totale du combustible mais sans produire des quantités préjudiciables d'oxydes d'azote. La vitesse spatiale du gaz peut être, par exemple, comprise entre environ 28.000 à volume m3 de gaz total (température et pres sion étalons) par volume des zones de combustion catalytique et thermique au total, par heure On prend le volume de catalyseur comme total du volume superficiel comprenant le catalyseur actif et un éventuel support moins actif, y compris des lacunes éventuelles ou passages gazeux à travers le catalyseur. Le procédé selon la présente invention peut donc fournir un effluent gazeux provenant du système d'oxydation avec moins de 10 parties par million par volume (ppmv) d'hydrocarbures, moins de 300 ppmv environ d'oxyde de carbone et moins de 15 ppmv environ dioxydes d'azote de préférence moins de 5 ppmv d'oxydes d'azote. Selon une forme caractéristique du fonctionnement selon la présente invention, on oxyde un combustible en phase vapeur en contact avec de l'oxygène libre ou moléculaire et de l'azote libre ou moléculaire. L'oxygène et l'azote sont le plus souvent fournis en majeure partie par l'air bien qu'on puisse enrichir le mélange par addition de formes plus concentrées en oxygène ou diluées par des quantités supplémentaires d'azote ou autres gaz pratiquement inertes. Les composants non combustibles du mélange sont désignés généralement ici comme "air". Fréquemment, le mélange de charge air-combustible dans la zone d'oxydation a au moins 10% d'oxygène libre par unité de volume ou même au moins 15% environ0 Les combustibles utilisés selon la présente invention contiennent du carbone et sont donc désignés comme &num;carbonés". Ces combustibles sont, au moins lorsqu'ils sont oxydés conformément à la présente invention, essentiellement à 1'état de vapeurs, et ils ont une énergie suffisamment grande pour que, lorsqu'ils sont oxydés avec une quantité stoechiomé trique d'air, ils présentent une température adiabatique d'inflammation d'au moins 18200C environ. Les combustibles peuvent être gazeux ou liquides en conditions ambiantes et on peut donner en exemple le méthane, l'éthane, le propane et d'autres hydrocarbures à faible poids moléculaire ; le naphta et autres hydrocarbures normalement liquides ainsi que d'aitres combustibles carbonés cons l'.xy- de de carbone, des alcanols avec 1 à * atones de carbone et on particulier le méthanol, et autres matières contenant de l'oxygène combiné. Le combustible peut se présenter ou titre obtenu on mélange avec des composants qui sont pratiquement mettes dans le système oxydant.Le cosbustible a une teneur énergétique relativement élevée et est de nature qui permette la préparation des courants de charge d'oxydation utilisés selon la présente invention. Si le combustible n'est pas normalement gazeux, on le vaporise avant ou au moment d'atteindre la zone de combustien catalytique, et le combustible, l'air et autres consti- tuants éventuels de la charge sont convenablement mélangés pour éviter des températures localisées excessives qui peuvent avoir un effet indésirable sur le catalyseur ou une sagmentation de la production des oxydes d'azote. Le combustible est généralement entreposé en condition riche en combustible, c'est-à-dire on mélange avec peu d'oxygène s'il y on a et, on tous cas avec une quantité d'oxygène insuffisante pour fournir un mé- lange inflammable dans les conditions d'entreposage. On combine le combustible et l'air et on chauffe au préalable en conditions qui n'entretiennent pas une flamme. On peut éviter l'inflammation du mélange d'air et de onbustible avant le contact initial avec la première zone catalytique en s'assurant que la vitesse du mélange gazeux qui est initialement du c8té riche en combustible ou en-dessous de la gamme d'inflammation, et qui passe vers ou à travers la gam- ne d'inflammation, est suffisamment élevée pour être supérieure à la vitesse de propagation de la flamme. M3me si le procédé selon la présente invention fonctionne de sorte que l'oxydation catalytique soit conduite avec un mélange d'air et de combustible qui est faible en combustible et du côté pauvre on com- bustible de la gamme d'inflammation même à la température d*oxydation, le mélange air-combustible doit passer en un certain point par la gamme inflammable. Des vitesses de gaz appropriées qui sont supérieures à la vitesse linéaire de propagation de la flamme sont généralement supérieures à 1 m/seconde. Il est bien entendu cependant, que les opérations spécifiques définiront généralement la gamme inflammable du mélange air-combustible et la vitesse maximale qui entretient la flamme, et ces facteurs sont réglés par diverses conditions opératoires telles que la quantité d'air et de combustible présents, le type de combustible utilise sé, la température et la pression, comme l'apprécieront les spécialistes de cette question.De plus, en fonctionnement lorsqu'on utilise la présente invention il peut y avoir des périodes où la flamme est présente comme il est décrit ci- dessus, et au cours par exemple du démarrage du moteur ou de la combustion, nécessaire pour amener le catalyseur à une tem pérature à laquelle il favorise la réaction d'oxydation, ou au cours des périodes pendant lesquelles un problème opération nel eu autre provoque la diminution de la température du catalyseur en-dessous de son niveau efficace. Puisque selon le procédé de la présente invention, la zone catalytique initiale doit effectuer l'oxydation d'une portion seulement du combustible, le volume de catalyseur comme il est dit ci-dessus, est inférieur au volume de la zone de réaction thermique en aval. Donc, la proportion entre le volume de la zone de réaction thermique et celui de la zone de réaction catalytique initiale est supérieure à 1:1 et est de préférence d'au moins 1,5::1. la durée du séjour dans ces zones du gaz sera donc dans des proportions similaires et le volume total de la zone d'oxydation catalytique initiale et de la zone d'oxydation non-catalytique suivante est souvent suffisant pour oxyder au moins à 90% en poids le combustible en gas carbonique et en eau, de préférence au moins 99,949 dans ces zones, particulièrement en l'absence de zone catalytique suivante. Toutefois, si on utilise une zone d'oxydation catalytique pour le réchauffement de la turbine, 11 ampleur totale d'oxydation dans les zones d'oxydation catalytique initiale et non eatalytique peut avantageusement être aussi faible que 50% environ, pour augmenter l'ampleur de réchauffement accompli. Le volume de catalyseur dans la sone initiale d'oxy- dation est une proportion secondaire de la quantité totale qui serait nécessaire pour oxyder complètement le combustible en gaz carbonique et en eau, dans les conditions de l'oxydation, et cette quantité de catalyseur est au moins suffisante pour amorcer et stabiliser la combustion, ainsi le volume de catalyseur dans la zone d'oxydation initiale est inférieure à la moitié et de préférence inférieure au quart environ de la quan tité qui serait nécessaire pour une combustion complète du combustible. Cette quantité peut être aussi faible que 0,02 ou 0,01 ou moindre du volume nécessité pour la combustion complète du combustible. Selon une forme préférée de mise en oeuvre de la présente invention, la zone de combustion catalytique initiale et la zone de combustion thermique ou non-catalytique sont suivies par une autre zone d'o > dation catalytique qui est avantageusement disposée entre les étages d'une turbine à gaz, par exemple entre le premier et le second étage. Le volume de catalyseur dans la zone d'oxydation catalytique suivant la zone de combustion thermique peut être suffisant pour effectuer une oxydation on quantité importante des composants du combustible dans la charge de gaz de cette zone.Lorsque cette zone d'oxydation satalytique se trouve entre les étages de la turbine, en obtient le réchauffement de 1' effluent de l'étage de la turbine servant de source de charge de gaz pour cette zone d'oxydation. Donc, la température des gaz dans cette zone d'oxydation peut ttre augmentée dans cette zone d'oxydation de 300C environ, de préférence de 700C environ au moins. Avec ce catalyseur entre les étages de la turbine plumet qu'avant le premier étage de la turbine, le délai de reponse du système aux variations en fonctionnement est abaissé et le réchauffement des gaz entre les étages de la turbine améliore l'efficacité du fonctionnement de la turbine. Le catalyseur suivant la zone de combustion thermique, est de volume supérieur à celui du catalyseur de la zone d'oxydation initiale. L'effluent provenant du système global d'oxydation selon la présente invention, peut n'être pas totalement exempt de combustible non oxydé, de produits d'oxydation hydrocarbonés et d'oxyde de carbone, mais l'effluent aura une faible teneur en ces contaminants et en oxydes d'azote Comme il a été établi précédemment les températures d'oxydation selon la présente invention sont celles pour lesquelles les efficacités opérationnelles sont assez avantageuses. Si on le désire, la température de l'effluent provenant de la zone d'oxydation peut tre abaissée par dilution des gaz d'oxydation effluents par combinaison avec un gaz extérieur chauffé au préalable ou non, comme l'air qui ne traverse pas la zone de combustion. Dans de nombreuses opérations de turbines, ces gaz extérieurs sont chauffés par chauffage en échange indirect aveo effluent de la turbine et sont chargés dans l'effluent dtoxy- dation dans une zone entre la zone de combustion et l'entrée de la turbine. L'introduction de ces gaz étrangers fournit un mélange global de gaz à plus basse température si ceci est désirable pour l'opération particulière envisagée. Si, toutefois, les températures de combustion sont essentiellement les mêmes que celles désirées, par exemple à l'entrée de la turbine, qui est l'opération préférée les gaz effluents peuvent passer directement de la zone de combustion vers la turbine sans combinaison avec un gaz étranger et, par conséquent, sans refroidissement intermédiaire. Les réactions de combustion selon la présente invention, ont un autre avantage, celui de pouvoir faire passer d'assez grandes quantités d'air ou autres gaz dans la zone de combustion sans craindre de perte de flamme ou d'extinction de la flamme par application de vitesses de gaz excessives, ou formation de mélange de gaz appauvris au-dessus de la gamme drinflammation, tant que la température initiale du catalyseur est suffisante pour établir I'oxgdatlon du combustible en mélange d'air et de combustible, passant dans la zone de combustion. Lors du fonctionnement de la turbine, la proportion entre l'air et le combustible est souvent supérieure à 20:1 et certaines turbines sont dessinées pour des proportions entre l'air et le combustible supérieures à 100 ou 200:1 ou plus. Une autre caractéristique fréquente des opérations conduites conformément à la présente invention est le chauffage de l'air et mSme du combustible, avant leur passage dans le catalyseur initial. Ce préchauffage, dans le cas des opérations de la turbine, peut être d'au moins 2000C, de préférence d'au moins 540 C dans le cas des turbines à régénération. Dans les systèmes à bouilleurs toutefois, ce préchauffage est souvent aussi bas que 380C environ. Les catalyseurs solides utilisés selon la présente invention peuvent avoir des formes et des compositions variées et peuvent être des types utilisés et généralement connus de la technique pour oxyder des combustibles on présence d'oxygène moléculaire. Le catalyseur peut titre sous la forme de particules solides relativement petites de dimension et de fermes différentes, de dimention souvent inférieure à 2,5 cm pour la plus grande dimension, plusieurs de ces particules étant assem blées pour former une eu plusieurs masses catalytiques ei lits dans la zone de combustion. De préférence, le catalyseur est de grande-dimension avec une structure squelettique permettant la traversée par le flux gazeux. Des catalyseurs unitaires en forme de nid d'abeilles sont un exemple de cette forme préférée. Les catalyseurs ont généralement un ou plusieurs composants métalliques qui sont catalytiquement actifs en ce qu'ils favorisent des réactions désirées d'oxydation, et en raison des températures assez élevées auxquelles ces catalyseurs sont utilisés selon la présente invention, des matières normalement considérées comme étant relativement inactives ou insuffisamment actives pour favoriser convenablement l'oxydation du combustible peuvent être appropriées.Le métal catalytique peut gtre sous forme combinée, comme une oxyde plutôt qu'uniquement à l'état élémentaire, et de préférence, le composé métallique catalytique est supporté par un support catalytiquement moins actif ou niSme pratiquement inerte qui peut Autre, par exemple, de nature céramique. Dans ces catalyseurs, le composant métallique catalytiquement le plus actif est souvent en quantité secondaire du catalyseur tandis que le support constitue la proportion principale. Les métaux catalytiquement actifs sont souvent choisis parmi les groupes de métaux lourds du Tableau périodique des éléments et donc dans les groupes IB, IIB, ou III i VIII. Les formes catalytiquement actives de ces métaux sont utilisées, et les oxydes d'un métal donné, par exemple 11 aluminium, peuvent être plus actifs ou moins actives en fonction de l'état physique, du degré d'hydratation ou autres facteurs qui sont bien connus de la technique. Généralement parlant, toutefois, les composants catalytiques des métaux des groupes III et IV, par exemple la silice, l'alumine, la zircone et leurs mélanges sont moins actifs que les formes catalytiques des métaux du VIII Groupe, on particulier les métaux du groupe du platine comme le platine, le palladium et le rhodium, ou bien des métaux des groupes IB, IIB, V, VI, VI et de la série du fer du Groupe VIII, par exemple Cu, Cr, Nis V, Ce, Fe, etc... Pour certaines formes préférées, les catalyseurs utilisés peuvent être composés à la fois d'un composant plus actif présentant un ou plusieurs métaux des groupes IB, IIB et V t YIII avec un ou plusieurs composants catalytiquement moins actifs de métaux des groupes III et IV et ces combinaisons peuvent titre ou non, mais sont de préférence supportées par un véhicule moins actif et même pratiquement inerte.Par exemple, un tel catalyseur peut contenir 1% de platine sous forme active et 10 d'alumine sous forme active sur un support en nid d'abeille d'alpha-alumine ou de cordierite. le catalyseur présente souvent une surface active efficace y compris la surface des pores dans la surface d'au moins 10 et de préférence d'en- viron 50 =2/grammeX De préférence, ou dispose le catalyseur dans la zone de combustion de sorte que la chute de pression des gaz qui traversent le catalyseur soit inférieure à 0,7 kg/cm2 et même inférieure à 0,21 kg/cm2. Le type de structure squelettique unitaire pour le catalyseur d'oxydation peut se caractériser comme présentant plusieurs canaux d'écoulement s'étendant en son sein dama la direction générale du flux gazeux. Il n'est pas nécessaire que les canaux s'étendent en ligne droite dans la structure de catalyseur et ils'peuvent comporter des éléments détournant le flux. le support à structure squelettique est constitué de préférence en une matière chimiquement inerte pratiquement, rigide, solide pour conserver sa forme et sa résistance à température élevée par exemple jusqu'à 16500C ou plus. Le support doit avoir un coefficient d'expansion thermique faible, une bonne résistance thermique au choc et une faible conductivité thermique. Souvent le support squelettique est poreux mais sa surface peut titre relativement non poreuse et il peut autre désirable de rendre rugueuse sa surface de façon à mieux retenir l'enduit de catalyseur, en particulier si le support est relativement non-porenx. Le support peut être métallique ou céramique de nature ou leurs combinaisons. Les canaux à travers le corps unitaire ou structure suqelettique peuvent être de dimension et de forme quelconque en accord avec la surface spécifique et ils doivent être assez larges pour permettre le passage relativement librement du mélange gazeux. Les canaux peuvent etre parallèles ou généralement parallèles et stétendre au sein du support d'une face à la face opposée, ces canaux étant séparés les uns des autres de préférence par des parois minces. Les canaux peuvent aussi être muIti-directionnels et ils peuvent même communiquer avec un ou plusieurs canaux adjacents. On peut disposer les orifices d'entrée des canaux sur toute la surface ou section du support soumis au contact initial avec le gaz à oxyder. La présente invention sera plus amplement décrite en regard des planches de dessins annexés qui sont des repré- sentations schématiques de systèmes à turbine matérialisant la présente invention. La figure 1 représente une forme de mise en oeuvre de la présente invention selon laquelle la zone d'oxydation catalytique suivant la zone d'oxydation thermique est avant la première turbine, - la figure 2 présente un autre système dans lequel la seconde zone d'oxydation catalytique est entre les étages du turbine. En se référant à la figure 1, des dessins, un arbre moteur 11 porte un type de turbine à compresseur d'air 12 et une turbine d'énergie à gaz 14. L'arbre Il peut astre relié à un système de transmission d'énergie quelconque approprié pour utiliser l'énergie impartie à l'arbre par la turbine 14. La turbine 14 peut eAtre utilisée pour faire fonctionner un véhicule automobile par exemple par une liaison à turbine libre, un générateur électrique, etc.* La turbine 14 peut entre, par exemple, une turbine à forte compression, dont le taux de compression est par exemple de 10::1 et, du fait que la structure, le fonctionnement et la régulation de ces turbines sont connus des spécialistes de la question, des détails seront omis à cet égard dans la description puisqu'ils ne sont pas nécessaires pour expliquer la présente invention. Un hydrocarbure combustible, par exemple un naphta d'extraction directe qui est normalement liquide, pénètre dans le système de turbine par une conduite 15 et passe à travers une vanne 16 qui règle la quantité de combustible envoyé dans le système de turbine. Le combustible liquide passe de la vanne 16 par une conduite 21 et est pulvérisé dans l'air entrant dans le compresseur par une conduite 23. Le mélange résultant de combustible et d'air varie de riche en combustible à la surface des gouttelettes de combustible, à pauvre dans la masse, de sorte que des gaz inflammables peuvent exister dans le mélange. Par conséquent, on applique une vitesse de gaz supérieure à la vitesse de propagation de la flamme pour prévenir des détona tionsO Le mélange d'air et de combustible passe du compresseur 12 où la pression et la température du mélange sont augmentées et le combustible résiduel éventuellement liquide est vaporisé dans le compresseur 12. Le mélange gazeux d'air et de combustible sort du compresseur 12 par une conduite 25 et passe vers un carburateur catalytique 30 qui contient deux sections de catalyseurs 31 et 33 placées sur les c8tés opposés d'un espace de combustion libre 32. Le mélange d'air et de combustible s'écoule & travers le carburateur et son catalyseur sans chute de pression importante.Le carburateur 30 peut aussi oontonir un dispositif d'allumage 36, et une entre de combustible 38 conduit dans le carburateur 30 voisin de l'allumage 36. Le combustible passe vers l'entrée de combustible par une conduite 39. On règle l'injection de ce combustible par une vanne 27. Des thermocouples 40 et 41 seat disposés à l'en trée du catalyseur 31 et à l'extrémité de sortie du catalyseur 33, respectivement de façon à ce que ces thermocouples décèlent les températures dans le carburateur on ces points. L*effluent gazeux provenant du carburateur 30 passe par une conduite 35 vers la turbine énergie 14 où les gaz servent de fluide moteur et s'y détendent de la façon habituelle dans la roue de la turbine (non représentée) sur l'arbre 11 pour impartir une énergie de rotation à la turbine et à l'arbre 11. Le gaz provenant de la turbine 14 sort par la conduite de sortie 44. Dans le système de la figure 1, l'allumage 36 peut outre activé et le combustible entre par une conduite 39 et une entrée 38 au cours du démarrage du moteur et brûle avec flamme jusqu'à ce que la température du catalyseur 31 soit assez élevée pour que le catalyseur puisse entretenir l'oxydation du combustible lorsque l'allumeur 36 est coupé. Pendant ce temps, on peut fermer la vanne 16. Lorsque le fonctionnement du catalyseur a été établi, l'allumeur 36 peut être coupé et le combustible entrant dans le carburateur par la conduite 39, arreté par fermeture de la vanne 27. Pour protéger le catalyseur contre des températures très élevées, l'allumeur 36 et l'entrée 38 de la conduite 39 peuvent autre disposés de sorte que la flamme provenant de l'oxydation de ce combustible n'arrive pas directement sur le catalyseur 31, puisque la température élevée de la flamme pourrait endommager le catalyseur. Au cours du démarrage de la turbine et la montée de température de fonctionnement du catalyseur 31, le mélange de combustible et d'air dans le carburateur 30 est dans la gamme de conditions d'inflammation existantes au voisinage de l'allumeur et la vitesse des gaz en contact avec l'allumeur est telle que la vitesse de propagation de la flamme n'est pas dépassée. En conséquence, au cours de cette période, il y aura une flamme au voisinage de l'allumeur 36 et la chaleur produite ainsi sert à augmenter la température du catalyseur 31 suffi samment pour qu'il devienne efficace en provoquant l'oxydation du combustible lorsque l'allumeur 36 n'est pas en fonctionnement. Pour passer de la combustion avec flamme à une combustion sans flamme ou oxydation dans le catalyseur, conformément à la présente invention, la décharge de combustible en supplément peut se faire dans la zone de combustion par la conduite 39, de façon discontinue, avec extinction de la flamme.On ouvre la vanne 16 et le combustible pénètre dans le courant d'air par la conduite 21 ce qui sert à établir l'oxydation selon la présente invention et la vitesse des gaz dans le carburateur 30 est supérieure à la vitesse maximale de propagation de la flamme à l'entrée du catalyseur 31. On a effectué l'essai suivant pour illustrer le pro cessul d'oxydation pratiquement totale de combustibles carbonés par contact avec un catalyseur dont la température est comprise entre environ 815 et 16500C, pour amorcer la combustion et oxyder partiellement le combustible. Ensuite, la portion principale du combustible est oxydée par combustion thermique et ensuite les gaz passent à travers un autre catalyseur pour oxyder les contaminants restant, s'ils sont présents dans les gaz, et obtenir ainsi un gaz effluent contenant des quantités minimales d'hydrocarbures, d'oxyde de carbone et d'oxydes d'azote. Dans cet essai, les catalyseurs sont du type en nid d'abeille avec des canaux non obstrués pour l'écoulement gazeux, (voir le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 565 830), et conservés fermement et espacés à l'intérieur d'une conduite en aciers Les catalyseurs sont composés d'un support de corderie de 35 mm environ de diamètre avec une mince couche d'alumine active contenant 0s35% de platine (par rapport au catalyseur), sous forme catalytique. Le catalyseur initial a 19 mm de longueur (sens du flux gazeux) et le catalyseur en aval a 50 mm de longueur. Il est prévu un espace d'oxydation thermique de 50 Mm entre les catalyseurs dans la direction de l'écoulement gazeux. On fournit de l'air préchauffé par une extrémité ouverte de la conduite conduisant vers le catalyseur initial jusqu'à ce que le catalyseur ait atteint la température de 593 à 6500C environ On ajoute alors de l'essence au courant d'air préchauffé et on établit l'ignition sans flamme du mélange d'air et de combustible dans le catalyseur initiale On fait passer les gaz résultants dans les deux catalyseurs et dans l'espace intermédiaire. bu cours de ces essais, la température maximale, telle qu'indiquée par la coloration de la paroi du réacteur s'obtient dans la zone de 50 mm entre les sections de catalyseur. On recueille les gaz effluents au moment où la température adiabatique d'inflammation est d'environ 15900C. On analyse le gaz effluent et il présente 20%o de C02, 7Ippm d'oxydes d'azote, 20 ppm d'oxyde de carbone et'0;6 ppm d'hydrocarbures. Par calculs, ces résultats indiquent qu'un grand excès d'oxygène par rapport au carburant est fourni à l'entrée de la zone de combustion au cours de cet essai. Une autre forme de mise en oeuvre de la présente invention est présentée par la figure 2 des dessins annexés dans laquelle les mêmes chiffres désignent les mêmes éléments qu'à la figure 1. Selon le système de la figure 2, toutefois, le catalyseur 33 est disposé pour oxyder l'effluent dans la conduite 44 provenant de la turbine 14. Les gaz réchauffés passent alors par la conduite 50 pour propulser la roue de la turbine (non représentée) sur l'arbre 52 dans la turbine 51 et sortent ensuite par la conduite 53e Cette dernière turbine peut être utilisée comme turbine d'énergie par l'arbre 52. Dans ce système, on utilise la turbine 14 dans ce qu'on appelle une turbine libre. La sortie dans la conduite 44 du système de la figure 1 ou dans la conduite 53 de fonctionnement selon la figure 2 peuvent autre utilisés comme source de chauffage indirect pour les gaz qui passent vers la zone initiale d'oxydation catalytique. En plus de l'utilisation selon la présente invention comme éléments d'action de turbines à gaz, on peut l'appliquer à dtautres situations lorsqu'il est avantageux d'oxyder le combustible dans les conditions décrites, en particulier Si l'on désire éviter la pollution de l'atmosphère par les effluents gazeux. Souvent, avec ces systèmes, la chaleur et/ou la vitesse de l'effluent gazeux servent finalement à engendrer une énergie mécanique ou électrique. Donc, ce système de combustion peut être appliqué comme source thermique dans un bouilleur à vapeur dans lequel la chaleur des gaz d'échappement est utilisée pour engendrer de la vapeur comme dans un bouilleur à tubes à eau. Dans ces systèmes, la zone de combustion peut être amenée à démarrer essentiellement de la même façon que celle décrite ci-dessus en ce qui concerne les opérations d'une turbine et ensuite, la combustion est transmise au type selon l'invention qui utilise des vitesses de gaz supérieures à la vitesse de propagation de la flamme0 En d'autres termes, le fonctionnement de la zone de combustion à la fois en ce qui concerne l'ignition et le fonctionnement selon la description précédente, sauf en ce que les gaz d'échappement au lieu d'etre utilisés pour faire fonctionner une turbine à gaz, sont utilisés pour engendrer de la vapeur par échange thermique indirect. REVENDICATIONS 1) Procédé pour l'oxydation adiabatique d'un combustible carboné qui, bilié avec une quantité stoechiométrique d'air présente ueo température adiabatique d'influiation d'au moixs 18150C, caractérisé en ce quton oxyde un mélange intime contenant ce combustible sous forme de vapeur et de l'air, aans une zone d'oxydation catalytique à température d'environ 815 à 16500C, le mélange présentant une vitesse d'écoulement du gaz à et avant l'arrivée sur le catalyseur supérieure à la vitesse maximale de propagation de la flamme du mélange dans ces conditions, la proportion en volume d'oxygène libre et de combustible dans le mélange étant d'au moins 1,1 fois la quantité stoechiométrique nécessaire pour la combustion complète du combustible, et le mélange étant dans on sur la partie pauvre en combustible de la gamme d'inflammation et présentant une température adiabatique théorique d'inflammation d'environ 815 à 1650 C dans les conditions d'amorçage de l'oxydation, cette oxydation servant à oxyder une portion du combustible, et on oxyde sans catalyseur l'effluent provenant de ce contact avec un catalyseur à température d'environ 815 à 1650 C pour oxyder une quantité supplémentaire du combustible, la quantité au catalyseur dans cette zone d'oxydation catalytique étant d'au moins la moitié du catalyseur nécessaire pour oxyder complAtement le combustible en gaz carbonique et en eau, et le volume de la zone d'oxydation catalytique étant inférieur au volume de la zone d'oxydation non catalytique. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'oxygène libre dans le mélange est d'au moins 2 fois la quantité stoechiométrique nécessaire pour l'oxydation totale du combustible. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le combustible est un hydrocarbure. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la durée du séjour du mélange réactionnel dans la zone d'oxydation est inférieure à environ 0,05 seconde 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'effluent provenant de l'oxydation non catalytique est ensuite oxydé dans une zone dtoxydatioa à température d'environ 650 9 1650 C. 6) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'effluent provenant de l'oxydation non catalytique est ensuite oxydé dans une zone d'oxydation à température d'environ 540 & 1650 C. 7) Procédé do fonctionnement d'une turbine à gaz comportant l'oxydation adiabatique d'un combustible carboné qui, brillé avec une quantité stoechiométrique d'air présente une température adiabatique d'inflammation d'environ 18150C environ au moins par oxydation partielle d'un mélange intime comportant le combustible en phase vapeur et de l'air, dans une zone avec un catalyseur d'oxydation solide à température d'environ 815 à 165000, ce mélange présentant une vitesse de gaz 9 ou avant l'entrée sur le catalyseur supérieure à la vites se de propagation de la flamme du mélange dans ces condi tion s, la proportion en volume de l'oxygène libre par rapport au combustible dans le mélange étant d'au moins 1,5 fois environ la quantité stoechiométrique nécessaire pour la combustion complète du combustible, et le mélange se trouvant à ou sur le côté pauvre en combustible de la gamme d'inflammation et présentant une température théorique adiabatique d'inflammation d'environ 815 à 16500C dans les conditions d'amorçage de l'oxy- dation, la quantité du catalyseur dans la zone d'oxydation catalytique étant inférieure à la moitié de celle de catalyseur nécessaire pour oxyder totalement le combustible en gaz carbonique et en eau, et on oxyde sans catalyse l'effluent provenant du contact avec le catalyseur à température d'environ 815 à 16500C pour oxyder une proportion principale du reste de-combustible et on fait passer les gaz effluents provenant de cette oxydation dans une turbine à gaz pour faire tourner la turbine. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la proportion en volume entre l'air et le combustible dans le mélange est supérieure à 20:1 environ. 9) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le combustible est un hydrocarbure. 10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mélange a une vitesse supérieure à la vitesse maximale de propagation de flamme à l'entrée du catalyseur. 11) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la durée du séjour du mélange réactionnel dans la zone d'oxydation est inférieure à 0,05 seconde environ. 12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé on ce que l'effluent provenant de la zone d'opydation non catalytique est ensuite oxydé dans une zone d'oxydation catalytique à température de 650 à 16500C environ. 13) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone d'oxydation catalytique suivant la zone d'oxydation non catalytique est située entre les étages de turbine et sert i réchauffer l'effluent provenant d'un étage de la turbine qui passe vers l'étage suivant. 14) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lteffflUenS provenant de l'oxydation non catalytique est oxydé ensuite dans une zone d'oxydation catalytique à température d'environ 540 à 16500C. 15) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la zone d'oxydation catalytique après la zone d'oxy- dation non catalytique est située entre les étages de turbine et sert à réchauffer l'effluent provenant d'un étage de la turbine passant vers un étage suivant de la turbine. 16) Turbine à gaz, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité d'étages de turbine et des alimentations en air et en combustible, des dispositifs comportant un cataly seur, pour l'oxydation catalytique d'un mélange de combustible et d'air passant dans la turbien, des dispositifs pour l'oxy- dation non catalytique de effluent provenant du dispositif d'oxydation catalytique, ces dispositifs d'oxydation non catalytique présentant une zone d'oxydation dont le volume est supérieur à celui du catalyseur du dispositif d'oxydation catalytique, des dispositifs pour faire passer l'effluent du dispositif d'oxydation non catalytique vers l'un des étages d'une pluralité d'étages de turbine, des dispositifs comportant un catalyseur pour l'oxydation catalytique et le réchauffage de l'effluent provenant d'un des étages de la turbine, des dispositifs pour faire passer l'effluent réchauffé résultant vers l'un des autres étages de la turbine.