Brevet FR2309623A1 — publié le 19761126

La présente invention a pour objet un procédé de semicokéfaction de la houille ou du lignite sous forme de poussier, qui peut trouver son application dans la production d'énergie et dans l'industrie chimique. Il y a plusieurs méthodes connues de semi-cokéfaction du charbon. Elles se distinguent les unes des autres par la façon dont la chaleur est fournie, par la granulation du charbon et par les mode de construction des fours de semi- cokéfaction. Le procédé de semi-cokéfaction proprement dit consiste à dégazer deshydrocarbures liquides et gazeux ainsi que les autres composants volatils à partir du charbon dans la gamme de températures de 500 à 650 C, dans uné atmosphère dépourvue d'oqg- gène. Le semi-coke obtenu est utilisé comme combustible ou comme matière première dans l'industrie chimique; par contre, les produits liquides constituent des sources de matières pre mières de grande valeur dérivées du charbon, et le gaz de semicokéfaction sert à produire de l'hydrogène ou est destiné au chauffage. Jusqu'à présent, on connait un procédé qui consiste à accomplir une semi-cokéfaction du charbon avant de le brûler dans les chaudières à vapeur ou dans les autres installations industrielles. Cette solution rend possible la récupération des hydrocarbures liquides à partir du charbon, avec un rendement de 10 % par rapport à la masse du charbon brûlé, ainsi que la réduction à un très haut degré de l'émission du soufre dans le milieu ambiant. Les conceptions connues jusqu'à présent concernaient la semi-cokéfaction du charbon trié ou du tout-venant dans les fours diaphragmatiques de semi-cokéfaction. Le semi-coke obtenu était brûlé sur des grilles mécaniques ou pulvérisé et billé dans des chaudières ou pulvérisé. Toutefois, cette solution n'a pas été généralement acceptée. L'utilisation de fours normaux de semi-cokéfaction est très coûteuse au niveau de l'investissement et très compliquée au niveau de l'exploitation. Au surplus, on se heurte à des difficultés relatives à la protection de l'environnement. En raison de la grandeur de ces fours et de leur structure compliquée, il n'ase pas possible de mettre cette solution en pratique dans les installations existantes de production d'énergie. L'invention a pour but d'écarter tous ces inconvénients qui n'ont pas permis d'obtenir une semi-cokéfaction du charbon avant l'étape de combustion dans les installations de production d'énergie. Ce but est atteint en ce sens que le procédé de semicokéfaction de la houille ou du lignite selon l'invention est caractérisé par le fait que la poussière de charbon est mélangée avec la partie des gaz brûlés chauds provenant du foyer, et en ce que le semi-coke formé, sous les conditions de convection dans le gaz, est séparé dudit gaz, tandis que ce dernier qui est un mélange de gaz brûlés et de gaz de semi-cokéfaction, est soumis à une purification des fractions liquides, puis est désulfuré. On soumet à une semi-cokéfaction la poussière de charbon à la granulation utilisée dans les brûleurs au pulvérisé des chaudières à vapeur.La poussière de semi-coke obtenue dans le processus de semi-cokéfaction et séparation des gaz est dirigée directement aux brûleurs ou on amène aussi et brûle ensemble le mélange de gaz de semi-cokéfaction et de la partie des gaz bilés se trouvant dans le même circuit. L'étape de se mi-cokéfaction peut également avoir lieu au cours de ltopéra- tion où l'on sépare la poussière de semi-coke des gaz de semicokéfaction. L'avantage du procédé de semi-cokéfaction selon l'invention est de simplifier considérablement l'installation de semicokéfaction, qui se borne à une incorporation de l'élément de séparation dans le système de chaudière nouveau ou existant, et de supprimer la nécessité de réfrigérer le semi-coke. Par conséquent, il est possible d'incorporer une installation de semi-cokéfaction dans toutes les installations de chaudières au pulvérisé et d 'obtenir deux avantages très essentiels, à savoir une récupération d'hydrocarbures liquides du charbon et une très haute désulfuration des gaz brûlés qui sont évacués vers le milieu ambiant. Ceci constitue un progrès fondamental dans le développement de la production d'énergie en tenant compte de la protection intégrale de l'environnement. L'avantage qui résulte de la récupération d'hydrocarbures liquides est évidente. Il faut prendre en considération le fait que tout le soufre.provenant du charbon passe dans le goudron primaire à 70 % et dans le gaz de semi-cokéfaction à 30 % sous forme de H2S. Le traitement du goudron et de ses dérivés sera réalisé par l'atelier des produits dérivés du charbon tandis que la purification du gaz de semi-cokéfaction du H2S sera effectuée in situ. La technologie de cette dernière opération est maîtrisée depuis longtemps et elle ne fait pas naître de difficultés. Par contre, on n'a pas résolu définitivement, à ce jour, du point de vue technique et économique l'évacuation de S02 contenu dans les gaz brtlés obtenus pendant la combustion du charbon. De plus, la quantité des gaz brûlés purifiés du S02 est dix fois plus grande dans le système existant par rapport à la quantité de gaz de semi-cokéfaction purifié du 5oe2 selon l'invention. Un mode de mise en oeuvre du procédé de semi-cokéfaction du charbon selon l'invention est décrit à titre d'exemple, en référence à la figure unique de dessin annexé qui représente schématiquement le processus On amêne,au moyen du tube 9, le mélange de poussière de charbon et de gaz brûlés venant de l'installation de préparation de la poussière 4 jusqu'au Albe de mélange 10, dans lequel on aspire aussi les gaz brûlés à une haute température au moyen du tube 8. Du fait que la granulation de la poussière de charbon est comprise entre 0 et 200 microns, le processus d'échauffement et de semi-cokéfaction de la poussière de charbon se fait en quelques millièmes de seconde, sous des conditions sn pratique isothermes, à une température établie comprise dans la gamme de 500 à 550 C. Dans le cyclone 5 a lieu la séparation des poussière de semi-coke du gaz chaud de semi-cokéfaction. La poussière chaude de semi-coke est amenée au moyen d'un distributeur 6 à la conduite 3 qui la conduit vers le brûleur 2 de la chaudière à vapeur, les gaz brulés froids jouant le-rôle de gaz vecteur. Les gaz brûlés pour transporter la poussière de semi-coke sont aspi rés par la soufflante 7 hors de la zone où règne une température de 300 C environ. Le gaz chaud de semi-cokéfaction s'égoutte diaphragmatiquement dans le refroidisseur 11 au moyen de l'eau qui alimente la chaudière ou au moyen d'air passant dans la chambre de combustion de la chaudière à vapeur. Les produits liquides égouttés, comprenant la fraction de poussière de semi-coke qui n' a pas été extraite par le cyclone 5, sont reconduits à un wagon-citerne, puis à un atelier de traitement des produits dérivés du charbon. Le gaz de semi-cokéfaction purifié est aspiré par la soufflante 13 et refoulé dans l'installation de désulfuration 14 où le est évacué du gaz de semi-cokéfaction. Le gaz de semi-cokéfaction désulfuré, au pouvoir calorifique de 800 à1 200 keal/ m3 N ,est reconduit au brûleur 2 et brûlé ensemble avec la poussière de semi-coke. Le refroidisseur il et l'installation de désulfuration de gaz de semi-cokéfaction 14 peuvent se trouver dans un endroit arbitraire en dehors de la chaufferie. REVENICI ONS 1.- Procédé de semi-cokéfaction de la houille ou du lignite, caractérisé en ce que lton mélange la poussière de charbon soumise à la semi-cokéfaction à la partie des gaz brûlés chauds provenant du foyer, et en ce que la poussière de semi-coke formée, dans les conditions de mélange avec le gaz est séparée des gaz, tandis que le gaz, constitué d'un mélange de gaz brûlés et de gaz de semi-cokéfaction est soumis à une purification des fractions liquides, puis est désulfuré. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet à la semi-cokéfaction de la poussière de charbon à la granulation utilisée dans les brûleurs au pulvérisé. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la poussière de semi-coke obtenue dans le processus de semi-cokéfaction et séparée des gaz est dirigée directement aux brûleurs où l'on amène aussi et brûle ensemble le mélange de gaz de semi-cokéfaction et de la partie des gaz brûles se trouvant dans le même circuit. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le processus de semi-cokéfaction peut également avoir lieu au cours de l'opération où l'on sépare la poussière de semi-coke des gaz de semi-cokéfaction.