Brevet FR2230583A1 — publié le 19741220

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un gaz de synthèse consistant à introduire un hydrocarbure liquide, un gaz contenant de l'oxygène libre et un gaz de modération de température dans un générateur de gaz par oxydation partielle non catalytique avec écoulement libre afin de produire par réaction des mélanges gazeux contenant et CO, par exemple un gaz de synthèse, un gaz réducteur et un gaz combustible. Dans la génération d'un gaz de synthèse, par exemple des mélanges gazeux contenant principalement H2 et CO, par oxydation partielle d'un combustible hydrocarburé avec un gaz contenant de l'oxygène libre, on atteint des températures extrêmement élevées, par exemple de 6500C et plus. Bien qu T11 soit nécessaire pour le brûleur de gaz de synthèse d'effectuer un mélange très rapide et complet des réactifs, il est impératif que le brûleur ou mélangeur soit protégé d'une surchauffe et/ou d'une attaque chimique qui pourraient conduire à une défaillance ultérieure. Un mélange inadéquat des réactifs provoque de fortes concentrations en oxygène dans des zones localisées. Une combustion complète d'une partie du combustible s'effectue alors dans ces zones en dégageant de grandes quantités de chaleur. Egalement, du fait de la réactivité de l'oxygène et du soufre avec le métal dont le brûleur est constitué, il se produit une oxydation, une sulfuration et une détérioration rapides du métal du brûleur. Une autre difficulté tient au recyclage des gaz combustibles sur le nez du brûleur et à la combustion qui en résulte à proximité des surfaces du rûleur, ce qui peut produire une surchauffe et endommager le nez du brûleur. En outre, les éléments du brûleur peuvent etre soumis à un chauffage par ra yonnemcnt et il peut se former du carbone sur les surfaces du brûleur. Ce rayonnement engendre également une surcl.lauffe et des pannes.Lorsque on introduit des réactifs très préchauffes, afin de réduire la co-nsommation en oxyènc et 'augmenter le rendement en aaz produit, le problème est encore aerave. La structurc dc brûleurs classique nécessite des améliorations permettant d'augmenter leur longévité. C'est ainsi, par exemplc, que les brûleurs classiques du tYpe annulaire sont habituelîciient guipes sur leur partie avant d'une chambre de refroidissemert à face plate. Dans ces structures, de larges bandes métalliques plates sont soumises aux températures élevées régnant sur le nez du brûleur. En outre, l'épaisseur de la face du nez de brûleur doit être grande pour résister à de fortes différences de pression. Dans ces conditions, la propagation de la chaleur est entravée et ces brûleurs tombent souvent en panne sous l'effet d'une surchauffe. Certains brûleurs comportent plusieurs trous de petit diamètre répartis circulairement sur le nez du brûleur. Ces trous ont tendance à provoquer un mélange inégal des réactifs sur le nez du brûleur, des surchauffes localisées à des espaces morts et un refroidissement inégal des deux côtés des éléments métalliaues du nez de brûleur. En outre, il existe un danger d'encrassement des trous. Au brevet des Etats Unis NO 3 705 I08, on décrit l'introduction dans un générateur de gaz d'un courant d'oxygène par le conduit central d'un brûleur annulaire, l'introduction d'un brouillard uniforme de particules d'huile atomisées dans un courant porteur de vapeur d'eau ou de gaz carbonique par le couduit annulaire extérieur du brûleur et l'introduction simultanée d'un courant de vapeur ou de gaz carbonique par le conduit annulaire intermédiaire. Le procédé perfectionné suivant l'invention, est basé sur un mode d'atomisation frontale dans lequel le courant d'huile en phase liquide, ou bien l'oxy- gène, passe dans le conduit central, tandis que l'autre courant passe dans le conduit intermédiaire du brûleur.Simultanément, de la vapeur d'eau, du gaz carbonique ou un autre gaz de modération de température passe toujours dans le conduit annulaire extérieur du brûleur en enveloppant les autres courants de réactifs et en retardant leur réaction par recyclage d'hydrogène et d'oxyde de carbone dans le générateur de gaz Avantageusement, le procédé de l'invention permet d'empêcher une surchauffe du nez du brûleur en augmentant sa longévité. En outre, on peut introduire une charge d'huile liquide dans le générateur de gaz sans la préchauffer et la vaporiser, ce qui permet de réaliser des économies sur l'appareillage. L'invention concerne un procédé pour introduire un hydrocarbure liquide, un gaz contenant de l'oxygène libre et un gaz modérateur de température dans un générateur de gaz dans lequel se déroule une réaction à une température minimale d'environ 6500C. On fait passer l'hydrocarbure liquide par l'orifice central ou intermédiaire du brûleur. En variante, on fait passer simultanément le gaz contenant l'oxygène libre par l'orifice central ou intermédiaire non utilisé par l'ilydrocar- bure liquide. Simultanément, on fait passer le gaz modérateur de température par l'orifice extérieur.Bien que la vitesse du courant d'hydrocarbure liquide soit comparativement faible, par exemple de 3 à 30 mètres par seconde, la vitesse du courant de gaz contenant de l'oxygène libre peut être comprise entre environ 33 mètres par secnnde et la vitesse. du snn, tandis que la vitesse du gaz modérateur de température peut être comprise entre environ I5 mètres par secnnde et la vitesse du son. Lorsqu'on désire compenser les effets d'une contrepression variable dans le génerateur de gaz, il est préférable de faire passer les courants de gaz à la vitesse soniaue. On produit ainsi des mélanges gazeux contenant de l'hydrogène et du carbone, par exemple un gaz de synthèse, un gaz réducteur ou un gaz combustible. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure I est une vue de l'ensemble de brûleur; la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie de l'extrémité d'aval de l'ensemble de brûleur correspondant à la partie entourée par des lignes en trait mixte à la figure I; la figure 3 est un schéma d'un brûleur placé dans la chambre de réaction, la figure montrant l'écoulement des réactifs à partir du nez de brûleur ainsi que le recyclage du gaz de synthèse à la périphérie. L'invention se rapporte à un procédé de fabrication de mélanges gazeux, tels qu'un mélange d'hydrogène et d'oxyde de carbone,par exemple un gaz de synthèse, un gaz réducteur ou un gaz combustible. Plus particulièrement, elle se rapporte à la fabrication de ce produit à une pression et à une température élevées par combustion partielle d'un hydrocarbure liquide par un gaz contenant de l'oxygène libre en présence d'un modérateur gazeux, tel que H2O, C02, azote, du gaz de combustion et des mélanges de ces gaz. Comme il est connu, on peut convertir des hydrocarbures en oxyde de carbone et en hydrogène par réaction contrôlée sur des agents oxydants de la famille comprenant l'oxygène moléculaire, la vap-eur d'eau et le gaz carbonique. La réaction sur l'oxygène est exothermique, tandis que les deux derniers agents réagissent endothermiquement. En conséquence, le déroulement d'une réaction s'entretenant automatiquement nécessite d'utiliser un gaz contenant de l'oxygène libre. Ce gaz contenant de l'oxygène libre est de préférence constitué par de l'air, de l'oxygène essentiellement pur (95 mole % d'O2 ou plus) ou bien de l'air enrichi en oxygène, comme par exemple un mélange air-oxygène contenant plus de 21 t d'oxygène moléculaire. Il est avantageux d'effectuer la combustion partielle à une pression élevée supérieure à I4 kg/cm, par exemple dans une plage comprise entre 28. et 280 kg/cm. D'autre part, on opère à des pressions faibles, par exemple d'une ou deux atmosphères. La réaction d'oxydation partielle non cata -lytique se déroule de préférence dans un récipient sous pression en acier à revêtement réfractaire, dans des conditions de turbulence relative et pendant une période comprise entre 0,5-et 8 secondes. Pour atteindre les objectifs de l'invention, les paramètres constitués par le temps ou la pression de réaction n'ont pas d'influence critique et ne sont pas à régler. Dans le brevet des Etats Unis NO 2 838 I05, on décrit, en référence à la figure I, un générateur de gaz de synthèse à écoulement libre ayant un brûleur à gaz axialement-dans sa partie supérieure. Le brûleur d'introduction des matières de charge est nécessairement soumis à une pression et à une chaleur intenses. En outre, mis à part le rayonnement thermique intense auquel le brûleur est soumis par l'intérieur du réacteur, une circulation turbulente des gaz de combustion balayant les surfaces exposées des buses les sollmet à une érosion et à une attaque chimique. Même sous l'influence d'un refroidissement interne, la forte quantité de chaleur peut se traduire, en l'absence des moyens de l'invention, par une détérioration du brûleur et elle peut provoquer les dangers résultant d'un endommagement mécanique. Suivant l'invention, les deux courants de réactif et le courant de gaz modérateur de température sont introduits dans la chambre de combustion à l'aide d'un brûleur comprenant trois buses concentriques, conçues et fonctionnant de manière à remédier, dans une large mesure aux effets perturbateurs. Dans un mode de réalisation préféré,l'hydrocarbure liquide peut être introduit par une buse centrale.Simultanément, le courant de gaz contenant de l'oxygène libre sort séparément d'une buse annulaire intermédiaire entourant la buse centrale à une vitesse linéaire bien supérieure à celle de l'hydrocarbure liquide et il converge suivant un angle conique aigu vers l'axe du courant d'hydrocarbure. I1 en résulte que ce combustible est soumis à une action de cisaillement par laquelle il est d'abord divisé en filets, puis atomisé sous forme de fines gouttelettes. Les gouttelettes forment un brouillard descendant finement dispersé dans le courant de gaz contenant l'oxygène libre, la dispersion étant suffisamment fine pour établir un contact intime favorable pour une oxydation partielle ultérieure. De même, on peut invcrser les deux courantes, le courant de gaz contenant de l'oxygène libre pénétrant par la bùse centrale et l'hydrocarbure liquide par la buse annulaire intermédiaire, pour autant que les éléments soient agencés pour effectuer une atomisation à une distance prédéterminée en aval du nez de brûleur. Dans ce cas, la vitesse du courant de gaz modérateur de température doit dépasser la vitesse du courant d'hydrocarbure annulaire d'au moins 30 mètres par seconde. On fait passer simultanément un troisième courant ou courant extérieur de gaz modérateur de température, par exemple de vapeur ou de gouttelettes d'eau, par la buse annulaire extérieure entourant la buse intermédiaire, ce courant pouvant s'écouler à une vitesse linéaire égale ou sensiblement inférieure à celle du courant intermédiaire d'atomisation d'oxygène moléculaire, la réduction de vitesse étant par exemple de moitié. Par exemple, lorsque la vitesse du gaz modérateur de température n'est moindre, l'écoulement turbulent du gaz de re cyclaae chaud sur les surfaces de la buse extérieure est réduit et on diminue l'endommagement chimique on physique des parties exposées de la buse. Les courants de réactif sont maintenus separés l'un de l'autre et aucun ne peut se mélanger à l'autre jusqu' ce qu'il quitte son nez respectif et soit injecté dans la chambre de réaction pour se mélanger avec les courants adjacents a une petite distance de l'extrémité du nez de brûleur. En conséquence, ni l'llydrocarisure liquide, par exemple de l'huile, ni le gaz contenant de oxygène libre, par exemple de I'oxygène, ni le gaz modérateur de température, par exemple de la vapeur d'eau, ni un conduit ou ses extrémités, n'entre directement en contact avec le mélange de combustion. Cela résulte également du fait que les courants d'oxygène et d'huile, en particulier le courant d'oxygène, sont entourés par le rideau annulaire extérieur de gaz modérateur, par exemple de la vapeur d'eau, et ainsi l'oxygène est empêché d'entrer en contact et de brûler avec le gaz de synthèse recyclé jusqu'à une distance importante en aval des nez du brûleur. Comme indiqué précédemment, en réduisant la vitesse linéaire du courant annulaire extérieur par rapport à l'écoulement d'oxygène, on peut diminuer l'énergie périphérique et réduire en correspondance la turbulence ou le recyclage. En conséquence, lorsqutune grande force vive d'écoulement produit des vitesses élevées nuisibles de propagation de la chaleur et des effets correspondants de corrosion et/ou d'érosion des gaz sur le nez du brûleur, un réduction de la vitesse du courant de gaz, par exemple 3 une valeur sensiblement inférieure à celle du courant d'oxygène, diminue la violence de la turbulence engendrée par le brûleur.Puisque le flux de chaleur varie avec la vitesse du gaz, la vitesse de propagation de la chaleur entre la zone de réaction et le nez de brûleur est également diminuée ainsi que les effets de corrosion ou d'érosion par les gaz chauds recyclés. L'enveloppe annulaire formée par le gaz mo dérateur constitue au voisinage de l'extrémité extérieuredu brûleur un volume environnant contenant un réactif endothermique, par exemple de la vapeur d'eau, qui, dans sa réaction sur des hydrocarbures, est essentiellement un absorbeur de chaleur et non pas un réactif dégageant de la chaleur, tel que de l'oxygène. On voit par conséquent que par l'expression gaz modérateur de température on entend de la vapeur d'eau ou des gouttelettes d'eau, ou bien toute matière gazeuse inerte ou sensiblement inerte par rapport aux autres constituants du mélange de la charge ou de la zone de réaction. Par l'expression "sensiblement inerte", on entend des constituants qui réagissent endother miquement-pour former le produit final ou bien présentent un degré d'exothermicité qui est faible et négligeable.Plus particulièrement, le terme "gaz modérateur de température" est limité à des matières gazeuses, telles que de la vapeur ou des goutte tettes d'eau, du gaz carbonique, des gaz inertes (tels que l'azote), des gaz de carneau et des résidus gazeux provenant d'une zone de réduction de minerai et qui sont riches en un ou plusieurs des gaz modérateurs précités ou des srtelanges de ces gaz. I1 va de soi, en particulier, que les gaz inertes, tout en tant utilisables, présentent l'inconvénient de diluer le produit de réaction. Lorsque la dilution a un effet perturbateur et lorsque le diluant ntest pas aisément séparable, il est préférable d'utiliser comme modérateurs de température du gaz corbonique et de l'eau sous forme de vapeur ou de gouttelettes. A titre d'exemple, les vitesses d'écoulement suivantes mettent en évidence des conditions d'écoulement existant dans la buse du dispositif décrit plus haut. Plage de vitesses (m/s) Préférée Etendue Large Hydrocarbure 3 à I5 3 à 30 3 à 30 liquide Gaz contenant de 60 à I80 entre Supérieure d'au moins l'oxygène libre I80 et la vi- 30 m/s à la vitesse tesse du son du courant dthydrocar- bure liquide > en étant comprise par exemple entre 33 m/s et la vi tesse du son Gaz modérateur I6,5 à 90 entre Supérieure à la vitesde température 90 et la vi- se linéaire du courant tesse du son d'hydrocarbure liqui c dc, par exemple entre I6,5 m/s et la vitesse du son. On peut modifier ces vitesses en fonction des dimensions, de la pression et d'autres paramètres de fonctionnement, mais la vitesse relative du courant d'atomisation, à savoir le gaz contenant de l'oxygène libre, est maintenue bien supérieure à celle du courant d'huile, afin de permettre au gaz contenant de l'oxygène libre d'effectuer l'atomisation nécessaire de l'huile et du mélange avec l'oxygène pour former un brouillard de combustion.Bien que ce résultat puisse être obtenu avec une vitesse relative de gaz contenant de l'oxygène libre assez basse et de l'ordre de I5 à 30 m/s, il est préférable d'effectuer l'atomisation à une vitesse supérieure d'au moins 30 m/s (et de préférence supérieur à 30 à 90 m/s) à celle à laquelle l'huile est éjectée de la buse, par exemple entre 60 et I80 m/s et avantageusement dans la gamme comprise entre I80 m/s et la vitesse du son. La limite supérieure de la vitesse pour le gaz contenant de l'oxygène libre peut être celle à laquelle se produisent une atomisation et un mélange complet et où une augmentation supplémentaire de vitesse n'offre plus d'avantage.Néanmoins, dans cette gamme, les grandes vitesses d'écoulement d'oxygène et les petites dimensions résultantes des gouttelettes d'huile, ainsi que le mélange intime avec l'oxygène, conduisent finalement au rendement maximal de réaction, cela étant mis en évidence par exemple par une faible formation de suie. Comme indiqué ci-dessus, lorsque le problème d'une grande force vive d'injection et d'une turbulence dans la zone de réaction n'est pas critique, il n'existe pas de limite supérieure de la vitesse d'écoulement du gaz modérateur. Ainsi, dans un autre mode de réalisation de l'invention où on désire éliminer l'effet de variations de la pression du générateur de gaz sur le courant de gaz contenant de l'oxygène libre et sur le courant de gaz modérateur de température, la vitesse de ces deux courants gazeux passant dans le brûleur peut être augmentée de façon à être comprise entre I80 m/s et la vitesse du son sur le gaz contenant de l'oxygène libre et entre 90 m/s et la vitesse du son pour le gaz modérateur de température. En outre, lorsque les variations et fluctuations de la pression dans le générateur de gaz sont maximales, il est préférable de faire passer simultanément le courant de gaz contenant de l'oxgyène libre et le courant de gaz modérateur de température dans le brûleur à la vitesse sonique. Comme indiqué ci-dessus, dans le type de brûleur de l'invention, on a constaté que la buse centrale était relativement insensible à une attaque en cours de marche, du fait qu'elle est physiquement éloignée de tout mélange combustible et, en outre, du fait que l'huile, bien que pouvant être avantageusement préchauffée, agit néanmoins comme un réfrigérant protecteur efficace pour le nez métallique du brûleur. L'huile ne peut pas > rlller tant ou'elle n'a nas été atomisée et éventuellement vanorisée à une distance finie en aval du nez de brûleur. Cela résulte du fait aue le aaz contenant de l'oxygène ne peut pas brûler immédiatement avec de I'huile non vaporisée et non atomisée. Le nez annulaire intérieur est également relativement insensible à une attaoue, puisqu 'il n'est pas en con- tact avec un mélange combustible. De la vapeur d'eau ne peut pas brûler avec ltoxyeène. Ce nez de brûleur n'est donc pas attaqué, à moins qu'il ne soit surchauffé,ce dont il est protégé par une exposition limitée ainsi que par l'action de refroidissement du courant d'oxygène et de vapeur s'écoulant respectivement sur ses surfaces intérieures et extérieures. Le nez ou buse annulaire extérieure est également relativement insensible à une attaque, du fait Qu'il n'est pas en contact avec un mélange combustible. Ce nez est seulement en contact avec un courant de vapeur et un courant environnant turbulent du gaz de synthèse en circulation dans la chambre de combustion, comme décrit ci-dessus. De la vapeur d'eau ne peut pas brûler avec du gaz de synthèse (suivant une réaction fortement exothermique), bien qu'elle puisse réagir par la transformation du gaz à l'eau suivant une réaction faiblement exothermique. Comme indiqué ci-dessus, la vitesse de propagation de la chaleur de la chambre de réaction à la partie extérieure ou nez de la buse annulaire extérieure peut être contrôlée en choisissant une vitesse de gaz modérateur suffisamment basse pour que l'énergie cinétique transmise au courant recyclé de gaz de synthèse chaud à travers la face de la chemise soit sensiblement limitée. Ce procédé limite par conséquent le flux thermique ainsi que les contraintes thermiques et mécaniques et les effets de corrosion et/ou d'érosion physiaue et chimique de la paroi extérieure formant chemise du brûleur. En outre, on peut augmenter la résistance en utilisant une paroi de forme convexe en une section relativement mince. Il est évident qu'une partie du gaz modérateur peut être mélangé au courant d'oxygène dans la buse annulaire intermédiaire, de préférence en une quantité inférieure à environ 25% du poids de oxygène. Comme indiqué précédemment, chacun des trois courants de réactif qui sont fournis séparément peuvent être pré chauffé indépendamment à la température désirée. L'équipement du type à atomisation par le nez auquel l'invention s'applique fait intervenir normalement, comme indiqué précédemment, un courant d'un réactif, tel que de l'oxygène, sur un autre courant, tel qu'un hydrocarbure liquide, pour désagréger et, en fait, atomiser le liquide sous forme d'une pulvérisation de gouttelettes finement dispersées. D'une manière genérale, l'effet de mélange est basé sur des variables telles que la différence relative de vitesse entre deux écoulements, l'écoulement d'oxygène ayant une vitesse linéaire supérieure à l'écoulement central d'huile. I1 dépend également de l'angle d' arrivée des deux courants, par exemple lorsque le courant d'oxygène est incliné et arrive graduellement en direction du courant central d'huile. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'anale de convergence entre l'axe du brûleur et les buses annulaires tronconiques intermédiaire et extérieure peut varier dans de larges limites. I1 est clair qu'un angle plus obtus peut rapprocher le point de combustion de la face du brûleur alors qu'un point de combustion un peu plus éloigné peut augmenter la longévité du brûleur. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les angles des orifices par rapport à l'axe du brûleur sont comme indiqué ci-dessous. La buse centraleest de préférence coaxiale à l'axe du brûleur et les deux buses annulaires sont agencées de manière à décharger des courants coniques convergeant vers l'intérieur , dont les surfaces coniques font avec l'axe longitudinal du brûleur des angles entrant dans les plages suivantes Angle préféré,0 Angle large, Courant ejecté de la buse coaxiale 20 à 35 IO à 55 intermédiaire convergeant vers 1' intérieur Courant ejecté de la buse coaxiale 25 à 45 I5 à 60 extérieure convergeant vers 1' intérieur De même, il est souhaitable d'éviter une désagrégation ou une interruption dans le rideau annulaire de gaz rodrateur sortant de l'orifice annulaire extérieur, ce qui pourrait tre provoqué par des irrégularités, des séparateurs, des saillies, etc., se trouvant dans l'orifice de brûleur et ce qui permet d'oivtenir un fore uniforme et ininterrompu dbe gaz. En poutre , lorsqu'un rideau relativerent épair de waz modérateur sort de l'orifice extérieur, la différence re latine de vitesse entre les courants intermédiaire et extérieur peut être évidemment grande.C'est ainsi, par exemple, que si on fait intervenir dans l'exemple précédant un rideau mince de gaz modérateur, il est souhaitable d'avoir une plus grande vitesse linéaire de gaz modérateur afin de protéger le courant d'oxygène entre l'extrémité de l'orifice et le point de réaction avec le gaz de synthèse. Ainsi, si on utilise à la place d'un courant de gaz modérateur d'une largeur de I2,8 mm et d'une vitesse de 45 m/s, comme indiqué dans l'exemple particulier représenté, un rideau de gaz modérateur ayant une épaisseur radialc, par exemple de 6 mm ou inférieure, sa vitesse devra être de préférence voisine de 60 m/s. Les proportions de réactifs et leur repartition dans les divers courants permettent d'obtenir un produit gazeux présentant la composition désire dans le générateur de gaz de synthèse par oxydation partielle non catalytique et à écoulement libre pour une température de réaction comprise entre environ 650 et I9000C et sous une pression comprise entre environ I et 275 atmosphères. A cet égard, on peut se référer au document connu suivant Partial Combustion of Résidual Fuels, par W.L. SLATER et R.!l. DULLE, TEXACO Inc. Montebello, Californi, Novembre 1965. Comme indiqué précédemment, l'invention concerne la combustion partielle d'hydrocarbures normalement liguides. Cela signifie par conséquent des hydrocarbures qui sont liquides dans les conditions et températures ambiantes indiquées ci-dessous. Cela stapplicue par exemple à des butanes, des pen- tanes, ves texanes et à la gamme es hydrocarbures liquides comprenant les essences naturelles, les izerosènes, les gas oils, les naphtes, les huiles pour diesel, les huiles brutes, les résidus obtenus sous la pression atmosphérique ou sous vide, les voudrons de oille, les huiles de sable asphaltique, les huiles de schiste, ainsi que des 1.iydrocarbures pouvant contenir d'autres atomes tels que oxygène; cependant les proportions doivent être telles qu'elles n'entravent pas la combustion qui s'entretient d'elle-même. On inclut également des boues de combustible carboné solide dans les hydrocarbures liquides précités. L'invention s' applique en particulier à tous les hydrocarbures présentant une densité comprise entre -I5 API et I50 API. Les proportions de réactif, comme cela a été mis en évidence dans les documents citées en référence > imposent de limiter suffisamment les agents oxydants pour effectuer seulement une "oxydation partielle", ce qui signifie la production d'oxyde de carbone et d'hydrogène gazeux au détriment de la formation de produits d'oxydation complets, à savoir H20 et C02. La sélection est par conséquent une question de spécialistes et il est évident par exemple que des hydrocarbures de densité plus basse ont tendance à produire des températures de flamme adiapatiques plus élevées et par conséquent à nécessiter de plus grandes proportions d'oxydants modérateurs, telles que C02 et H20 et par conséquent à augmenter la formation relative des produits désirés, tout en modérant les températures excessives dans la zone de réaction. Lorsque par exemple les températures ont tendance à s'élever au-dessus de I3I5 à I3700C, le technicien peut normalement souhaiter remplacer l'oxygène pur par un gaz modérateur sous forme de C02 ou H20. Inversement, dans le cas des hydrocarbures liquides, c'est la même condition imposée au gaz modérateur qui permet d'introduire un rideau protecteur extérieur de gaz modérateur conformément à l'invention, alors que cela ne serait autrement pas possible dans le cas des hydrocarbures gazeux où la chaleur exothermique disponible en présence d'oxygène peut être insuffisante pour permettre l'utilisation appropriée de modérateurs. En ce qui concerne les dimensions des orifices, elles sont évidemment liées aux débits de matières premières à fournir et aux vitesses choisies pour les buses et déterminées par les impératifs précisés dans le présent memoire. En ce qui concerne le mélange d'une partie de la vapeur d'eau ajoutée au courant d'oxygène, il est habituellement préféré lorsqu'il se manifeste une tendance particulière à une -combustion localisée et intensifié au voisinage du nez de la buse, comme cela peut se produire lors de l'utilisation d'un hydrocarbure liquide assez volatil, qui a tendance à se vaporiser et par conséquent à se mélanger et à réagir rapidement avec l'oxygène pur. On peut remedier à cette séquence, dans le cas d'hydrocarbures volatils pré chauffés qui ont tendance a dégager une grande quantité de chaleur à proximité de la buse, en introduisant une partie du gaz modérateur dans le courant d'oxygène pour ralentir la réaction entre l'oxygène et l'hydrocarbure liquide. Inversement, avec une huile liquide non volatile qui doit être vaporisée ou atomisée intensivement avant de pouvoir produire une combustion poussée, il peut être inutile d'introduire de la vapeur d'eau dans le courant d'oxygène. Cependant, dtune façon générale, il n'est pas habituellement nécessaire ou recommandé pour modérer de façon appropriée l'activité du courant d'oxygène d'effectuer une dilution à la vapeur d'eau de plus de 25 en poids du courant d'oxygène. En conséquence, bien qu'il soit préférable dans le cas d'hydrocarbure liquide lourd ordinaire d'introduire I00% de la vapeur d'eau ajoutée dans le rideau gazeux, on peut transférer une certaine proportion de cc courant, déterminée par les paramètres de l'installation. dans le courant d'oxygène ou bien la mélanger avec l'hydrocarbure liquide. On va maintenant décrire l'invention en référence aux dessins ci-joint. Le brûleur représenté à la figure I comprend des moyens pour introduire les divers courants dans la zone de réaction du générateur de gaz de synthèse. L'entrée E assure l'introduction d'un écoulement de gaz modérateur de température, tel que de la vapeur d'eau, dans un passage annulaire extérieur I4. Un gaz contenant de l'oxygène libre, tel que de l'oxygène essentiellement pur, est introduit par l'entrée F dans un passage annulaire intermédiaire I6, tandis que l1hydrocarbure liquide, tel que de l'huile, est introduit par l'entrée G dans un passage axial central I8. La face annulaire, sollicitée thermiquement, du brûleur a une configuration convexe uniforme sur le nez d'aval B. On utilise une plaque à collerette C pour positionner le brûleur dans l'entrée à bride prévue à la partie supérieure G'un Générateur de gaz de synthèse (non représente). Des serpen tins de réfrigérant D sont disposés autour de et en contact avec la surface extérieure du brûleur du voisinage de son extrémité d'aval. Les tubes de refroidissement sont reliés à une chambre 32 de manière que du réfrigéralt puisse pénétrer par l'entrée 33 et sortir par la sortie adjacente 35. A la figure 2, on a représenté une coupe de l'extrémité d'aval de l'ensemble de brûleur; une buse centrale d'alimentation 20 est fixée sur l'extrémité d'un conduit central I7, par exemple par soudage ou par filetage. Le brûleur a une structure symétrique et concentrique par rapport à son axe longitudinal. La buse centrale 20 comporte une partie conique 45 convergeant vers l'intérieur en direction de l'axe longitudinal du brûleur, une partie cylindrique 46 et un orifice circulaire de décharge placé au nez 47 situé à l'extrémité d'aval. De préférence, la partie conique 45 de la buse centrale 20 est prolongée par une partie cylindrique 46 de manière à établir un profil de vitesse aplati dans sa section cylindrique. Plusieurs nervures ou ailettes de verrouillage I9 sont réparties en plusieurs points afin d'aligner, d'espacer et de positionner latéralement et longitudinalement le conduit central I7 et la buse centrale 20 par rapport à la buse coaxiale intermédiaire 23 disposées concentriquement et de forme tronconique convergente. La buse intermédiaire 23 part de et est de préférence soudée sur un conduit coaxial intermédiaire concentrique 44. Le conduit intermédiaire 44 est disposé radialement autour de la surface extérieure du conduit central I7 sur sa longueur afin de former le passage annulaire intermédiaire I6 et l'orifice annulaire de décharge 24. La buse intermédiaire 23 converge vers l'intérieur en direction de l'axe longitudinal du brûleur et elle comporte un nez circulaire 22 à son extrémité d'aval. La surface intérieure 29 de la buse intermdédiaire 23 délimite avec la surface extérieure 31, de profil convergeant vers l'intérieur, du tube central 20 ledit passage intermédiaire tronconique convergeant vers l'intérieur et pourvu à son extrémité d'aval d'un orifice annulaire de décharge 24 non obstrué. Ce passage re çoit par l'intermédiaire du passage annulaire intermédiaire I6 le courant de gaz contenant de l'oxygène libre et il est conçu pour accélérer ce courant jusqu'à une vitesse élevée. Le nez annulaire 22 de la buse intermédiaire de décharge 23 est avantageusement décalé légèrement vers l'aval par rapport au nez circulaire 47 de la buse 20. Cette disposi tin permet de protéger le nez 47 contre les rayonnements. Cependant, les deux nez peuvent se terminer dans le mêmeplan ou bien le nez annulaire intermédiaire 22 peut être évidé axialement sur une courte distance, comme indiqué par la ligne en tirets 42 de la figure 2. Cette dernière disposition permet un mélange limité des courants de vapeur et d'oxygène avant qu'ils pénètrent dans le réacteur.Cependant, par suite de cet évidement, le rideau protecteur de vaDeur ne doit pas être excessivement aminci jusqu'à un point où oxygène pourrait diffuser au travers de la couche de vapeur et brûler avec le gaz de synthèse trop près du nez du brûleur ou bien attaquer, en coopération avec d'autres réactifs, la surface extérieure du nez métallique de brûleur. Plusieurs nervures ou pattes de positionnement 53 sont réparties en plusieurs endroits pour aligner, espacer et positionner latéralement et longitudinalement le conduit intermédiaire 44 et la buse convergente intermédiaire 23 avec le conduit extérieur 48 et la buse tronconique convergente extérieure 26. Le conduit extérieur 48 entoure radialement la péripilé rie extérieure du conduit intermédiaire 44 sur toute sa longueur. ta buse tronconique extérieure de décharge 26 est une prolongement du conduit tubulaire extérieur 48. La buse extérieure 26 converge vers l'intérieur en direction de l'axe longitudinal du brûleur jusqu'à l'orifice 50 où commence un passage central divergent 55. Un plan imaginaire passant par 1 'ori- fice 50 est perpendiculaire à l'axe longitudinal du brûleur et est de préférence situé un peu en aval d'un plan imaginaire passant par le nez circulaire 47 de la buse centrale 20. L'orifice 50 est commun à la buse extérieure convergente 26 et au passage divergent 55 dans une zone où le diamètre est réduit au minimum. L'orifice 50 est entouré par un fluide de refroidissement tel que de l'eau contenu dans une chambre de réfrigérant 32, comme cela va être décrit dans la suite. Le passage annulaire tronconique convergent 28 partant de l'extrémité d'aval du passage annulaire exterieur I4 est délimité par la surface intérieure SI de la buse annulaire extérieure de décharge 26 et par la surface extérieure 52 de la buse annulaire intermdédiaire de décharge 23. L'orifice 50 est adjacent à ltorifice de décharge du passage annulaire extérieur 28. Le nez de brûleur thermiquement exposé est pourvu d'une chambre annulaire de refroidissement 32. La partie intérieure de la chambre annulaire 32 est délimitée par une paroi intérieure commune 34 disposée concentriquement à l'axe du brûleur. Comme indiqué précédemment, la paroi 34 fait partie de la buse tronconique extérieure de décharge 26. La partie extérieure ou paroi d'enveloppe de la chambre de réfrigérant 32 comprend'la paroi périphérique du passage divergent 55 qui se prolonge par une face annulaire de profil convexe 36 à l'extré- mité complètement extérieure du nez d'aval du brûleur. La partie extérieure de la chambre de réfrigérant 32 présente de préférence une paroi relativement mince, par exemple de I à IO mm. La face convexe 36 peut avoir une section droite par exemple sensiblement demi-elliptique.Pour faciliter la fabrication, la chambre de réfrigérant 32 est obturée sur son côté circonférentiel extérieur par une paroi annulaire ou virole 38 soudée en 40. Un plan tangent imaginaire passant par le point 54 situé à l'extrémité d'aval de la surface convexe annulaire 36 sur la face extérieure de la chambre de réfrigérant 32 est perpendiculaire à l'axe longitudinal du brûleur. En conséquence, des plans imaginaires passant par 54, 50 et 47 sont de préférence orientés sensiblement parallèlement entre eux et sont répartis le long de l'axe longitudinal dans cet ordre. La position axiale du nez de buse centrale 47 et les dimensions du passage central divergent 55 sont de préférence telles que l'angle de divergence M soit compris entre 70 et I40 , en étant de préférence supérieur à 90 et inférieur à I350C.L'angle de divergence M est l'angle formé entre deux côtés d'un angle situé dans un plan passant par l'axe longitudinal du brûleur et dont le sommet est placé en un point déterminé par l'intersection de l'axe longitudinal du brûleur et d'un plan passant par le sommet 47 de la buse centrale 20 et perpendiculaire à l'axe longitudinal du brûleur, lesdits côtés étant respectivement tangents à la surface périphérique, divergeant vers l'extérieur, du passage 55, la face annulaire de la configuration convexe 36 étant située dans la partie extérieure de la chambre de réfrigérant 32, comme indiqué sur le dessin. Ainsi, un courant de gaz modérateur de tem perdure est introduit dans la zone de réaction par le trajet suivant : passage annulaire I4, passage annulaire extérieur convergent 28 ou il est accéléré en traversant l'orifice circulaire non obstrué 50 qui est placé à proximité du nez du brûleur, en étant ensuite déchargé par l'intermédiaire du passage central évasé, non obstrué, concentrique 55 qui est coaxial à l'axe longitudinal du brûleur. Le rideau annulaire de gaz modérateur de température sortant du brûleur empêche une réaction exothermique à proximité du front de brûleur entre les courants de H2 et CO recyclés à partir de la zone de réaction et le courant d'oxygène introduit dans cette zone par l'intermédiaire du brûleur.En conséquence, les trois buses concentriques se déchargent simultanément dans un seul passage central 55 divergeant vers l'extérieur, non obstrué et coaxial, les deux courants de réactif étant enveloppés par le courant de gaz modérateur de température. En outre, une enveloppe de gaz n'entretenant pas de combustion est maintenue dans une zone immédiatement adjacente à la surface de brûleur correspondant à l'orifice 50 de sorte que ce dernier est isolé en permanence de la réaction proprement dite et qu'on l'empêche d'être endommagé. Egalement, on favorise un me lange des courants dans la proportion correcte pour maintenir la température à la valeur maximale désirée, la réaction étant amorcée au delà des parties du brûleur et les produits de réaction chauds étant immédiatement éloignés du brûleur. Les tubes de refroidissement D précédemment mentionnés sont reliés à la chambre de réfrigérant 32 d'une manière appropriée pour faire passer en permanence un écoulement de réfrigérant dans celle-ci. Par exemple, le réfrigérant peut pénétrer par l'entrée 33, circuler autour de la chambre 32 de forme torique et sortir par l'orifice 35 adjacent à l'entrée 33. Des chicanes internes peuvent diriger l'écoulement à l'in térieur de la chambre 32. En outre, il est à noter que, puisque la paroi frontale 36 a un profil convexe et est relativement mince par comparaison à un brûleur à paroi plate, le brûleur peut mieux résister aux pressions élevées regnant dans la chambre de réaction et mieux évacuer la chaleur. La figure 3 représente des parties de la chambre de rection du générateur de gaz de synthèse qui sont disposées sur la périphérie du brûleur, à savoir une virole extérieure IO et un revêtement réfractaire intérieur I2. Le brûleur A comportant un nez ou buse B est disposé dans un passage allongé ménagé dans le récipient de réaction et dans un revêtement réfractaire de façon que son extrémité axiale ou nez B soit dirigée vers le, volume intérieur chauffé de la chambre de réaction. Une bride de fixation C, représentée sur la figure I, mais non sur la figure 3, remet de maintenir le brûleur en position siir le récipient de réaction.On peut utiliser les tubes de réfrigérant D pour faire passer un écoulement continu de ré frigérant dans le nez de brûleur, comme indiqué précédemment. La figure 3 montre comment on peut produire des courants turbulents par l'énergie cinétique engendrée par injection à grande vitesse des courants de réactif dans la chambre de réaction. Comme indiqué, l'énergie cinétique d'un courant à grande vitesse tel que 30 engendre des tourbillons qui peuvent balayer les surfaces exposées du nez de brûleur avec un écoulement à grande vitesse de gaz chauds chimiquement actifs pouvant produire sur la surface du métal des températures excessivement élevées. L'invention permet d'éviter cette turbulence et d'augmenter ainsi la longévité du brûleur. On va décrire un exempledeprocédé mettant en oeuvre un brûleur à atomisation par le nez et à triple orifice de I05 mm correspondant à celui représenté sur les dessins. De l'huile liquide, plus particulièrement une fraction de pétrole présentant une densité de 5 API pénètre à un débit de 20 000 kg/h et à une température de I750C par -l'ori- fice central du brûleur précité. L'orifice complètement intérieur a un diamètre de 3,I mm et la vitesse du liquide dans la zone du nez du brûleur est de 9 m/s. L'oxygène pénètre par l'orifice intermédiaire, convergeant suivant un angle conique d'environ 250 par rapport à l'axe de l'orifice central. Le débit d'oxygène s'élève à 620 tonnes par jour à une température de I750C. Le brûleur est fabriqué à partir d'alliage résistant à la chaleur et à l'oxydation. Le diamètre intérieur de l'orifice annulaire intermédiaire de sortie d'oxygène est de 32 mm et le diamètre extérieur est de 43 mm, tous les diamètres étant mesurés dans des plans perpendiculaires à l'axe de la buse centrale. En conséquence, le courant d'oxygène sortant de l'orifice annulaire intermédiaire s'écoule à la vitesse de I25 m/s. Il passe par l'orifice annulaire extérieur un courant de gaz modérateur d'un débit de I2 I50 kg/h de vapeur à une température de 4000C. Le diamètre intérieur de l'orifice extérieur est de 46 mm et le diamètre extérieur est de 68 mm. En conséquence, la vitesse de la vapeur dans la buse est de 45 m/s. La buse annulaire extérieure'converge suivant un angle conique de 300 par rapport à l'axe longitudinal de la buse centrale, de sorte que la paroi extérieure reste sensiblement équidistante de la paroi intérieure. Le diamètre de l'orifice annulaire extérieur est de I3 mm, tandis que le diamètre de l'orifice annulaire intérieur est de 6;5 mm, c'est-à-dire approximativement la moitié du premier diamètre. Cela permet par conséquent en pratique une variation un peu plus grande entre les vitesses relatives de la vapeur et de l'oxygène que dans le cas d'un rideau de gaz modérateur extérieur qui pourrait avoir une épaisseur sensiblement réduite et qui serait par conséquent sujet à une désagrégation. Le brûleur injecte les courants de réactifs directement dans une chambre de combustion qui fonctionne sous une pression de 84 kg/cm2 et à une température d'environ I3700C. Du fait que le diamètre du tuyau extérieur de brûleur est approximativement de I25 mm, il existe une longueur considérable de la partie extrême de brûleur qui dépasse radialement vers l'extérieur de la périphérie de l'orifice annulaire extérieur et qui est soumise aux conditions régnant à l'intérieur de la zone de réaction. L'épaisseur de paroi de la face convexe de la chambre de refroidissement sur le front de l'ensemble de brûleur est d'environ 3,2 mm. Si le brûleur avait un front plat, il serait nécessaire d'augmenter I 'épaisseur de paroi d'environ 25% ou plus pour résister à la différence de pression de 77 kg/cm2 existant entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre de refroidissement. En dépit de cette épaisseur de paroi réduite, le brûleur peut fonctionner pendant des périodes prolongées sans endommagement de surfaces exposées. En outre, la durée de service du brûleur de l'invention est augmentée d(au moins 25% par comparaisoa a un brûleur comportant un front plat exposé a lachaleur. R E V E N D I C A T I O N S I. Procédé de fabrication d'un gaz de synthèse, d'un gaz réducteur ou d'un gaz combustible en faisant réagir un courant de gaz contenant de l'oxygène libre et un courant dthydro- carbure normalement liquide en présence d'un courant d'un gaz modérateur de température dans une zone de réaction d'un générateur de gaz à écoulement libre et non catalytique, procédé consistant à injecter simultanément lesdits réactifs dans la zone de réaction à partir d'un brûleur comportant plusieurs passages concentriques séparés coaxiaux par rapport à l'axe longitudinal du brûleur et comprenant un passage central cylindrique de décharge, un seul passage annulaire intermédiaire de décharge convergeant vers l'intérieur et coaxial au passage central et un passage extérieur de décharge comportant un conduit annulaire convergeant vers l'intérieur et entourant les premiers passages en étant disposé coaxialement à ceux-ci, caractérisé en ce qu'on fait passer le courant d'hydrocarbure liquide ou le courant de gaz contenant de l'oxygène libre dans le passage central et l'autre courant dans le passage intermédiaire afin de les faire passer dans la zone de réaction à des vitesses linéaires fortement différentes et de leur donner une orientation relative correspondant à un angle aigu pour produire une atomisation de l'hydro- carbure liquide et pour mélanger les réactifs à une distance réduite en aval de l'extrémité du nez de brûleur et en ce qu'on fait passer au moins une partie du gaz modérateur de température dans le passage extérieur. 2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la vitesse de l'hydrocarbure liquide est comprise entre environ 3 et 30 m/s, en ce que la vitesse du gaz contenant de l'oxygène libre est comprise entre environ 33,5 m/s et la vitesse du son et en ce que la vitesse dugaz modérateur de température est comprise entre environ I6,75 m/s et la vitesse du son. 3. Procédé suivant la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'on fait passer le courant de gaz contenant de l'oxygène libre dans la passage annulaire intermédiaire et en ce qu'on fait passer le courant d'hydrocarbure liquide dans le passage central de décharge. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la surface du courant décllarFe du passage annulaire intermédiaire convergeant vers l'intérieur fait avec l'axe longitudinal du brûleur un angle compris entre environ IO et 550C et en ce que la surface du courant sortant du passage annulaire extérieure convergeant vers l'intérieur fait avec l'axe longitudinal du brûleur un angle compris entre environ I5 et 60 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la réaction se déroule sous une pression comprise entre environ I et 275 atmosphères et à une température comprise entre environ 650 et I9250C. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que le gaz modérateur de température est de la vapeur d'eau, des gouttelettes d'eau, du C02, de l'azote ou d'autres gaz inertes, des gaz de carneau ou des résiduaires provenant d'une zone de réduction de minerai. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le gaz modérateur de température est de la vapeur d'eau ou des gouttelettes d'eau et en ce qu'on introduit jusqu a 25 t en poids dudit gaz modérateur de température dans le générateur de gaz en le mélangeant au gaz contenant de l'oxygène libre.