Brevet FR2340765A1 — publié le 19770909

L'invention concerne un procédé pour purifier dec produi4a gazeux tels qu'ils se présentent dans le cas de processus thermiques, par exemple dans le cas de gazéification sous pression de charbon. Le produit gazeux se présentant lors de processus de cette sorte, contient-suivant le type du procédé de fabrication et de la matière première mie en oeuvre, une série d'impuretés en partie de nature gazeuse, en partie de nature corpusculaire. Pour que le produit gazeux puisse titre acheminé vers son utilisation ultérieure prévue, il doit être purifié en conséquence. Â cet effet, suivant l'état connu de la technique, il est mis en oeuvre des séparateurs opérant en milieu humide ou bien des séparateurs opérant électriquement ou encore des combinaisons des deux. Un inconvénient dans le cas de ces procédés est que la température et la pression des produits gazeux se présentant lors du processus de fabrication, doivent être adaptées aux conditions du procédé de purification.On peut alors se trouver en présence du cas où, par exemple, des constituants à température d'ébullition élevée, tels que des goudrons, se condensent, lors de l'abaissement de température, en brouillard difficile à extraire, et rendent nécessaire le raccordement à la suite du premier étage de purification, d'un second étage destiné à la séparation de ce brouillard. Cela se produit également lorsque le premier étage est un étage de lavage travaillant avec une huile minérales une huile de goudron ou analogue, qui recueille ces carbures d'hic drogène à température d'ébullition élevée. La formation-de bron lard se trouve ainsi renforcée, car ces liquides de lavage présentent déjà à la température de fonctionnement, une pression de vapeur élevée, et se vaporisent ainsi dans une large mesure.Les fractions de vapeur parvenant ainsi dans le gaz, peuvent être, selon le brevet allemand 2 052 248, utilisées pour augmenter la chaleur de combustion du produit gazeux. Ceci présente un intérêt particulier lorsque le gaz à purifier contient des parties constitu tives combustibles sous une concentration trop faible, et que, du fait de ces vapeurs combustibles supplémentaires introduites à la sortie de l'étage de lavage, une post-combustion devient possible sans faire appel à une fourniture importante de carburant à partir de l'extérieur. lors de l'utilisation ultérieure du produit gazeux à température plus basse, la formation d'un nuage de condensation doit toutefois être escomptée ici aussi, et, en conséquence, il r a lieu de craindre l'encrassement des canalisations, des soupapes et, éventuellement, des organes de régulation et de leurs accessoires. L'invention a pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, il est proposé de laver le produit gazeux avec un métal liquide, le lavage proprement dit pouvant alors s'effectuer dans une tour de lavage, dans un laveur à Venturi, ou dans des laveurs d'au tres types. Par exemple, le gaz, qui dans le cas de la gazéification sous pression du charbon se présente à peu près avec une température de 8000 E et une pression de 25 bars qui est réducteur et qui en tant qu'impuretés contient du soufre sous forme d'hydrogène sulfuré et de mercaptan léger, ainsi que des cendres impalpables et un brouillard de goudron, doit être purifié de façon à préserver la propreté de l'équipement. À cet effet, la température et la pression auxquelles le gaz se présente, doivent, dans l'ensembles rester l'une et l'autre inchangées.Comme laveur, on met en oeuvre des dispositifs connus en soit dont la construction et le matériau sont toutefois déterminés par la température et la pression du gaz. Pour ces raisons, un laveur particulièrement avantageux pourrait être un laveur du type Venturi. Comme liquide de lavage, on utilise un métal liquide, qui peut 8tre aussi bien un métal pur qu'un alliage métallique, notamment un alliage eutectique. Le gaz sous pression est acheminé à travers le laveur en utilisant son propre potentiel de pression. Dans le cas d'un laveur de type Venturi, le gaz est tout d'abord accéléré à une vitesse élevée avec laquelle il passe le col du Venturi. Le métal liquide est injecté en amont de ce col ou dans ce col lui-m8me pour obtenir un lavage du gaz dans le Venturi. À la sortie du col, le mélange de gaz et de métal liquide est freiné, les particules de poussière présentes dans le gaz se déposent sur les gouttelettes de métal liquide, et peuvent être séparées du courant gazeux en m8me temps que ces gouttelettes dans le séparateur cyclone faisant suite au Venturi, tout comme les produits de réaction prenant naissance sous forme d'impuretés par adsorption ou désorption chimique. Le choix du métal liquide s'effectue en considérant les paramètres du procédé, qui concernent la composition du gaz ainsi que sa température et sa pression, de façon que les sulfures métalliques se formant à la surface du métal, fortement augmentée par suite de la formation des gouttelettes, soient entra#nés avec les cendres ims palpables par les gouttes de métal liquidE. Ces gouttes sont séparées du courant gazeux dans le séparateur qui fait suite au Venturi, et sont acheminées vers une installation de raffinage de métal qui, pour surmonter le niveau de pression, est par exemple immergée à une profondeur correspondante. Dans cette installation de raffinage, les impuretés qui ont été séparées, surnagent sous forme de scories et peuvent être enlevées. Les exigences posées à un liquide de lavage de ce type, déterminent son chois. Ainsi, la pression de vapeur à la température d'utilisation doit être relativement basse, pour réduire les pertes par vaporisation. La tension superficielle doit permettre la formation de fines gouttelettes, et enfin, la tension limite superficielle doit également permettre l'entrainement des particules de poussière qui ont été séparées. En outre, le métal doit réagir avec les impuretés gazeuses pour former des scories.Dans l'exemple du gaz provenant de la gazéification sous pression du charbon, une scorie à base de sulfure doit se former sous atmosphère réductrice, ce sulfure doit être stable à la température de fonctionnement, mais pouvoir être détruit facilement dans d'autres conditions par exemple sous atmosphère oxydante, et dégager un gaz riche en Boa, les oxydes se formant alors devant pouvoir être facilement traités pour 2cueillir le métal0 De telles exigences pourront par exemple être satisfaites par l'étains qui pourra être mis en oeuvre éventuellement allié au plomb. La nature de l'invention va être expliquée plus en détail à l'aide de l'exemple suivant t Un gaz obtenu artificiellement par la combustion d'une huile, a la composition volumétrique suivante 2 bioxyde de carbone : 8 % oxyde de carbone : 6 % hydrogène . . . . .2 4 ,' Eau 2 ~ ~ . . . . .: 6 % Azote . . . . . . .: 73 % Oxygène . . . . . .2 traces La production du gaz, pour un débit de I000m3/h, est maintenue à 675 K et 2 bars. Les impuretés qu'il contient sont essentielle ment 2 soufre X hydrogène sulfuré, mercaptan léger, traces de sou fre élémentaire à une concentration de 1,9 g m3 poussières s cendre d'huile, brouillard de produits à point d'ébullition élevé tels que des asphaltes à une concentration de 10 g m3. Les indications de concentration s'entendent pour la preo- sion et la température de fonctionnement. Le gaz maintenu à ces conditions est accéléré dans un laveur Venturi à environ 80 ms. Dans ce courant de gaz est injecté de l'étain liquide, et cette injection se fait suivant un dosage, spécifique pour le lavage, d'environ 0,5 litre par m3 de gaz à purifier. Les gouttelettes du produit de lavage chargées d'impuretés, seront séparées dans un séparateur cyclone branché à la suite du laveur à Venturi, et seront recyclées pour remplir la fonction de moyen de lavage. Au total, 120 kg d'étain sont mis en oeuvre, et sont recyclés 30 fois par heuw re. Après une heure de fonctionnement, on retire 22 kg de scories avec une teneur en étain de 40 P. L'étain présent principalement sous forme de sulfure, est récupéré par grillage avec dégagement d'un gaz à haute teneur en 802 est séparé de la scorie résiduelle, et disponible pour le recyclage. Dans ce mode de fonctionnement, une différence de pression d'environ 80 000 Pa s'établit au Venturi. Dans le gaz résultant de cette purification dans le laveur à Venturi, se trouve encore environ 0,1 g m3 de soufre résiduel et 0,01 g m3 de poussière résiduelle. Rapporté aux concentrations réduite s correspondant aux conditions normales du gaz, le taux de séparation du laveur à Venturi ainsi utilisé, se situe à 91,5 ffi pour le soufre et 99,83 P pour les poussières. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour purifier des produits gazeux tels qu'ils se présentent dans le cas de processus thermiques, par exemple dans le cas de gazéification sous pression de charbon, procédé caractérisé en ce qu'on lave ces produits gazeux dans un laveur connu en SOI, avec un métal liquide. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme métal liquide un métal lourd ou un alliage contenant un métal lourd. 5.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alliage contenant un métal lourd est un alliage eutectique. 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal lourd liquide est de 1' étain ou un alliage contenant de 1' 'tarin. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise le métal liquide en circuit fermé, et en ce que le métal liquide contenant des impuretés est débarrassé de ces impuretés dans une installation de raffinage. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, comme laveur, on met en oeuvre un laveur à Venturi connu en SOI, avec, comme séparateur branché à la suite, un séparateur centrifuge, dont l'alimentation et l'évacuation en métal liquide sont immergées de façon correspondant à la densité du métal liquide pour surmonter la différence de pression du gaz par rapport à l'atmosphère.