Brevet FR2371505A1 — publié le 19780616

L'invention concerne un procédé de production de gaz de synthbse par réaction de carbone et de vapeur d'eau dans un réacteur consistant à introduire du carbone et de la vapeur deeau dans le réacteur et à fournir au réacteur suf- fisamment de chaleur pour que se produise la réaction du carbone et de la vapeur0 L'augmentation du prix et la pénurie de pétrole de ces dernières années a fait de la gaséification du charbon une source de combustible compétitive0 Lgun des problbmes liés à l'utilisation du charbon lui-mame comme combustible consiste en ce que le charbon extrait de la mine contient souvent une forte proportion de soufre0 Les règlements antipollution prohibent l'émission d'une quantité trop importante d'anhydride sulfureux par rapport à la quantité de chaleur produite par le combustion du charbon0 Cependant, lors de la gaséification du charbon, on peut facilement éliminer le soufre du gaz produit de telle sorte qu'une usine utilisant le gaz à l'eau comme source de sombustible n'aura généralement pas besoin d'installations hères et compliquées pour controler la pollution et satisfaire aux réglements en vigueur. La réaction de production du "gaz à l'eau" est celle de la vapeur sur un solide contenant du carbone à température élevée pour produire de l'hydrogne et de l'oxyde de carbone et elle a -été mise en pratique depuis de nombreuses années. Elle est fortement endothermique.Une méthode couramment utilisée pour fournir la chaleur de réaction nécessaire consiste à introduire et à faire brdler dans le réacteur du combustible et de ltoxygèneO Cette méthode présente de nombreuses difficultés Les.gaz de combustion chaud, le C02 principalement, sont entraînés avec le gaz produit en même temps que les autres gaz pouvant accompagner 19 oxygène. Les gaz produits sont dilués par ces gaz indésirables entrains ce qui cause des difficultés et des dépenses considérables pour récupérer l'hydrogène et l'oxyde de carbone.En outreS du soufre et d'autres impuretés péuvent accompagner les solides contenant du carbone et ils sont oxydés dans la réaction de combustion en oxydes de soufre et en autres pooduits gazeux de combustion indésirables0 Il sst encore à noter qu'il est nécessaire de séparer les oxydes et les autres produits indési rables du gaz produite On connait un procédé de gaséification suivant lequel on introduit de la scorie fondue dans le réacteur pour pour fournir la chaleur nécessaire à la réaction de production du gaz à l'eau, éliminant ainsi le besoin d'effectuer une combustion au sein du réacteur0 Une sections de chauffage séparée est alors prévue pour produire la scorie fondue, de telle sorte qu'on peut la faire passer dans le réacteur de gaséification sensiblement exempte de gaz oxydant.De cette façon, les gaz de combustion ne sont pas entraînés avec le gaz à l'eau formé, On peut aussi éviter la dilution du gaz produit par les produits de la combustion en chauffant indirectement les solides contenant du carbone dans un échangeur de chaleur à lit fluidisé de telle sorte que les gaz de combustion chauds ne se mélangent pas avec le lit de carbone fluidisé. Le but de l'invention est de créer un procédé de production de gaz de synthèse par la réaction de la vapeur dteau sur le carbone, ce gaz pouvant contenir jusqu'8 90* d'hydrogène ou pouvant contenir de lthydrogène et de l'oxyde de carbone suivant un rapport désiré. Le gaz-obtenu convient alors à un traitement ultérieur tel qutune conversion en méthane, méthanol, ammoniac* hydrazine, ou une conversion par hydrogénation en combustibles liquides. A cet effet, l'invention concerne un procédé de production de gaz de synthèse par réaction de carbone et de vapeur d'eau dans un réacteur, consistant à introduire du carbone et do la vapeur d'eau dans le réacteur et à fournir au réacteur suffisamment de chaleur pour que se produise la réaction du carbone et de la vapeur, caractérisé en ce que lton fournit au réacteur de la vapeur surchauffée à une température et en quantité suffisantes pour fournir la chaleur do réaction du carbone et d'une partie de la vapeur surchauffée, cette vapeur surchauffée étant sensiblement la seule source de chaleur fournie au carbone dans le réacteur, le réacteur étant sensiblement exempt d'un gaz contenant de l'oxygène0 On peut régler le rapport de l'hydrogène à l'oxyde de carbone en réglant la température et la quantité de vapeur en excès introduite dans le réacteur. Suivant une caractéristique de l'invention* la -va- peur surchauffée est produite en continu ou par lots distincts. Il est encore possible de choisir les quantités de réactifs et la température et la pression de la réaction de telle sorte qugil ne reste pas de carbone ntayant pas réagi et de ce fait ni suie ni imbrfllés dans le réacteur. On fait réagir la source de carbone avec la vapeur surchauffée de telle sorte que la source de carbone ne soit jamiis au contact de l'air ou de 1oxygène. On fait-réagir la source de carbone avec un excès de vapeur suffisant pour que le soufre contenu dans la source de carbone se transforme en H2S que l'on peut ensuite convertir en S et en H26 Par le procédé suivant l'invention, on produit un gaz synthétique contenant en premier lieu un mélange d'hydrogène et d'oxyde de carbone dans lequel l'hydrogène est saturé de vapeur d'eau. On empêche ainsi la fragilisation de l'appareillage utilisé pour la production et le transport du gaz synthétique. On utilise la condensation de la-vapeur en excès n'ayant pas réagi pour séparer en meme temps du gaz synthétique les cendres volantes. Par un refroidissement rapide des gaz fermés dans le réacteur. de gazéification on stabilise l'équilibre à une compostion souhaitée pour le produit de la réaction. On peut utiliser le gaz produit pour satisfaire à tout ou partie des besoins en énergie de l'installation de mise en oeuvre du procédé suivant-l'invention. Il est également possible d'utiliser des combustibles de rebut solides pour fournir au moins 30* des besoins en énergie du procédé. On fournit la vapeur surchauffée qui est sensiblement la seule source de chaleur.néeessaire à la-réaction à une température inférieure à la température de fusion des cendres pour éviter la formation de clinkers et en quantité suffisante pour que réagisse sensiblement tout le carbone contenu dans la source de carbone. Suivant une caractéristique importante de lin- vention, on fournit un excès de vapeur allant jusqu'à 2 à 10 fois la quantité requise pour la réaction avec le carbone dans un réacteur de gazéification0 On peut de cette façon faire glisser équilibre de la réaction en faveur de la production d'hydrogène et le gaz produit peut en contenir jusqu'à 90% ou plus après enlèvement du gaz carbonique, de l'hydrogène sulfuré et de la vapeur en excès En utilisant la vapeur comme source de chaleur, cn peut fournir suffisamment de chaleur pour effectuer la réaction tout en faisant en outre favorablement glisser l'équilibre de la réaction vers la production d'hydrogène.Les procédés connus jusquQà maintenant utilisant une autre source de chaleur que la vapeur servant de réactif n'emploient généralement pas un excès de vapeur puisque cela nécessite un chauffage supplémentaire et diminue le rondement du procédé. Un des avantages de li.ntroduotion d'un excès de vapeur réside en ce que l'on peut maintenir la température de la vapeur inférieure à la température de fusion des cendres qui est d'environ 12000C0 On évite ainsi le risque de formation de clinker dans le réacteur. On peut aisément régler le rapport de l'hydrogène à l'oxyde de carbone dans le gaz produit en réglant la quantité et la température de la vapeur en excès dans le réacteur. Cette régulation détermine la température du gaz produit à sa sortie du réacteur (température de trompe). Le gaz produit dans le réacteur peut être refroidi pour condenser la vapeur en excès et traité ensuite pour l'élimination du gaz carbonique et de l'hydrogène sulfure qui lalsse un gaz produit exempt d'impuretés gênantes et constitue dthydrogène et d'oxyde de carbone. Lorsque l'on utilise un four à gravillons pour surchauffer la vapeur, on peut utiliser de lgair comme source d'oxygène pour la combustion et la production du gaz chaud destiné au chauffage des gravillons sans diluer la vapeur surchauffée par de l'azote ou des produits de la combustion. Dans le cas où le gaz produit doit autre converti en méthane, il est souhaitable que le rapport molaire de l'hydrogène à l'oxyde de carbone soit d'environ 3/1 conformément à l'équation 3 H2 + CO CH4 + H20. Ce rapport est aisément obtenu par ajustement de la quantité et de la température de la vapeur en excès Lorsque le rapport molaire de l'hydrogène à l'oxyde de carbone du gaz produit est environ 2/1 , le gaz produit peut aisément être converti en méthanol suivant léqua- tion o 2 H2 + CO CH3 OH 0 Lorsque la réaction a lieu en présence d'un important excès de vapeur, conformément au procédé décrit ici, le gaz produit aura un rapport molaire de l9hydrogène- à l'oxyde de carbone supérieur à 9/1 . Des rapports molaires aussi élevés sont avantageux lors de la conversion d gaz produit en ammoniac, en hydrazine et pour son hydrogénation en vue de sa conversion en combustibles liquides. La réaction du carbone avec la vapeur d'eau est basée sur les équations suivantes C + H20 ---- CO + H2 + A kilocalories et C + 2 H20 C02 + 2 H2 b B kilocalories. 2 On trouve quen fournissant de la vapeur surchauffée en excès par rapport à la quantité nécessaire pour la réaction avec le charbon, la totalité de la chaleur de la réaction peut être folii nie par la vapeur tout en faisant glisser l'éqiilibre vers des pourcentages plus importants d'hydrogène et d'oxyde de carbone dans le gaz produit. Dans les procédés de gazéification du charbon sui vant l'art antérieur* la vapeur n est pas fournie à une température ou en quantité suffisantes pour fournir la totalité de la chaleur de réaction de production du gaz à oiseau. Au lieu de cela, il est nécessaire de prévoir une autre source de chaleur pour forrnir la chaleur de- réaction. Il est donc indési- rable dans les procédés de l'art antérieur de fournir la vapeur en excès trop important parce que la vapeur en excès nécessite une augmentation de la fourniture de chaleur nécessaire au chauffage de la vapeur se trouvant en excès dans le réacteur de gazéification. Le procédé suivant lfinvention fournit de la vapeur à une température supérieure à la température de réaction du carbone avec la vapeur de telle sorte que la vapeur agit à la fois comme réactif et comme source de chaleur pour fournir la chaleur de la réaction. La vapeur est fournie en quantité ds 2 à 10 de préférence de 4 à 7 fois celle nécessaire-pour la réaction-avec le carbone0 Le gaz produit à haute température sortant du réacteur de gazéification et comprenant la vapeur en excès est utilisable pour chauffer l'eau d'alimentation et fournir une partie de la chaleur nécessaire au surchauffage de la vapeur admise dans le réacteur de gazéification.En outre, la vapeur en excès peut aisément être séparée du gaz produit par condensation et éliminer les cendres par lavage. Dans le procédé suivant l'invention.9 le charbon ou le carbone ne viennent jamais au contact direct de ltair ou de l'oxygène. L air est ici utilisé dans la combustion de production de la vapeur surchauffée mais il ne vient Jamais au contact du charbon0 Ceci empêche la présence de l'azote et des gaz de combustion dans le gaz combustible produit.Le gaz combustible peut aussi être produit en proportions convenables d'hydrogène et dioxyde de carbone pour la conversion directe en méthane fournissant ainsi un gaz de haut pouvoir calorifique sans même utiliser de l oxygene purO Suivant une caractéristique importante do l'in- vention, on surchauffe la vapeur à une température supérieure à la température de réaction de la vapeur sur le carbone sans diluer la vapeur avec de l'azote ou avec des produits de combustion.De cette manière, les gaz diluants tels que l'azote aussi bien que les produits de -combustion polluants tels que les oxydes de soufre et les oxydes dgazote ne font pas partie du gaz produit0 Une méthode de surchauffe de la vapeur de cette façon consiste à chauffer un matériau inerte de trans- fert de chaleur dans un récipient et à surchauffer la vapeur au contact du matériau inerte ehauffé dans un autre récipient tout en maintenant une séparation gazeuse entre les deux ré cipients. Ceci se fait en utilisant un four à gravillons, ces derniers, utilisés comme agent de transfert de chaleur étant par exemple constitués de mellite (72% Al2O3 , 28% SiO2) ou étant des gravillons de magnésie.Les gravillons ont de préférence un diamètre de 6 à 13 mm. Une autre méthode de surchauffe évitant la du lu tion de la vapeur par de l'azote ou par des produits de la combustion consiste à utiliser un récupérateur de chaleur tournant en céramique tel qu'un four de Ljungstrom. Les charbons ayant une teneur élevée en soufre, supérieure par exemple à 5* en poids peuvent avantageusement être utilisés comme source de carbone dans le procédé suivant l'invention. Le soufre du charbon réagit avec la vapeur en excès pour donner de l'hydrogène sulfuré et lon récupère à la fois l'hydrogène et le oufre par des méthodes connues en soiO Cette récupération d'hydrogene polit augmenter la quantité do gaz produite eau molys deux pour cent et elle augmente en outre le rapport molaire de l'hydrogène à l.oxyde do carbone. La présente invention est décrite plus en détail à laide de divers modes de réallsatlon représentés schématiuuement à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels; la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe d'une installation de mise on. oeuvre du procédé suivant 1 invention9 les figures 2 et 3 représentent des variantes des installations de mise en oeuvre du procédé suivant I'invention, et la figure 4 reproduit des courbes d'équilibre du procédé suivant 1Ginvention, L'eau d'alimentation est amenée par la pompe 12 entrainée par le moteur 13 dans la section 14 du réfrigérant 6 du gaz produit Dans le chauffeur d alimentation 14, l'eau d'alimentation est réchauffée par le gaz produit.De ce ré chauffeur, l;eau est pompée dans le réservoir supérieur 18 de la chaudière 20 où elle est transformée en vapeur. De la chaudière, elle passe à la section de surchauffe 22 du réfrigérant 16 du gaz produit où elle est surchauffée avant de passer au four 24. Le four 24 comprend deux chambres9 une chambre 24A de chauffage des gravillons et une chambre 24B de surchauffe de la vapeur la chambre 24A étant disposée au-dessus de la chambre 24E Un agent convenable de transfert de chaleur tel qu'un grand nombre de gravillons réfractaires 26 sont admis dans la chambre 24A et y sont chauffés par contact direct avec les gaz brûlés provenant du bradeur 28 Les gaz de combus- tlon montent à contre=courant des gravillons descendants. Les gravillons chauds descendent pour leur part vers la chambre de surchauffe 24B à contre=courant de la vapeur provenant de la section 22 de surchauffe du réfrigérant 16. La vapeur provenant du surchauffeur 22 entre dans la chambre de surchaufee 24B par l'entrée de vapeur 30 et elle monte tout en étant surchauffée par les gravillons 26. Elle quitté la chambre 24B par lUorlfice de sortie 32 en ayant atteint la température dgapproxmativement 1S50 C En ajustant eonvenablement le contrôle de pression 34 de la chambre 24A et le contrôle de pression 36 dans la chambre 24B, on peut être assuré que les gaz de combustion de la chambre supérieure 24A passent vers le haut et ngentrent pas dans la chambre Pour empêcher tous les produits de la combustion d'entrer d entrer dans la chambre 24B de surchauffe de la vapeur, on autorise une légère fuite de vapeur de la chambre 24B vers la chambre 24A de chauffe des gravillons en relevant la pression dans la chambre 2hB légèrement au-dessus de celle régnant dans la chambre 24Ao En ajustant les controles de pression 34 et 36, on peut être assuré que sensiblement toute la vapeur surchauf fée passe par l'orifice de sortie 32 tout en maintenant une séparation de gaz entre les chambres 24A et 24E. Les gravillons 26 refroidis en cédant leur chaleur pour Sa surchauffe de la vapeur s'écoulent dans un conduit élévateur 38 où de l'air comprimé chaud passant par l'ajutage 40 les élève jusqu'à un cyclone 42 où lotir chauffé est séparé des gravillons Lair chauffe utilisé pour faire monter les gravillons de l'orifice de sortie 46 de la chambre inférieure 24B au cyclone 42 est comprimé dans le compresseur 48 entrainé par le moteur 49 et chauffé dans l'échangeur de chaleur 50. Il est avantageux utiliser au moins une partie des gaz de combustion chauds provenant de la chambre 24A de chauffage des gravillons comme source de chaleur pour réchauffer l'air dans l'échangeur de chaleur 50o Lotir chaud séparé du cyclone 42 est dirigé vers le bradeur 28 par la conduite 44 et les gravillons 26 tombent dans la section de chauffage 24A. Leur température est élevée à environ 19250C. Il est important que l'air et les produits de co-nbustion de la chambre 24A de chauffe des gravillons ne viennent jamais au contact de la source de carbone.Pour augmenter le rendement, on peut employer jusqu'à 30 de combustible de rebut dans le brûleur 21o Le gaz chaud produit dans le brtleur 28 vient au contact des gravillons 26 dans la chambre 24A et par contact avec les gravillons sa température s abaisse à environ 6500C avant de quitter la chambre 24A par ltorifice de sortie 52. Les gaz de combustion refroidis sont amenés en passant par la turbine 54 à l'échangeur de chaleur 50 où les gaz de combustion réchauffent l'air comprimé provenant du compresseur 48 utilisé pour élever les gravillons Jusqu'au cyclone 42o La vapeur srchauffée provenant de la chambre de surchauffe 24B est amenée par une conduite 56 et un orifice 58 dans un réacteur de gazéification 60. Elle y est utilisée à la. fois comme agent de transfert de chaleur et comme réactif avec le charbon 62. On introduit un grand excès de vapeur pour qutil y ait suffisamment de chaleur pour la réaction et que l'équilibre se déplace en faveur de la production d'hydrogène et dioxyde de carbone0 C'est une caractéristique importante du four 24 que les chambres 24A et 24B n'autorisent pas ou quasiment pas d'échanges gazeux entre elles et qu'il nty ait pas de gaz à passer de la chambre- 24A à la chambre 24Bo La vapeur surchauffée produite en 24B ne peut donc pas autre diluée par de ltazoto ou tout autre constituant indésirable contenu dans les gaz de combustion traversant la chambre 24A.Il est important que la vapeur soit sensiblement le seul agent de tranfert de chaleur dans le réacteur de gazéification 60 pour minimiser la formation de gaz indésirables. Le charbon est admis dans le réacteur 60 par transport pneumatique et séparation dans le cyclone 64. L'air sortant du cyclone est dirigé vers la turbine 65 où l'on peut récupérer son énergie en entrainant un générateur non représenté ou en entraînant une soufflerie d'air pour fournir un supplément d'air passant par l'échangeur 67 à la chaudière 20. Dans le réacteur 609 le charbon 62 réagit avec la vapeur surchauffée pour donner des produits de réaction comprenant surtout de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone. La cendre est collectée dans une trémie 63 au fond du réacteur 60.Les gaz produits s'écoulent à travers ltorifice 66 et sont dirigés vers un refroidisseur de gaz 16 oÙ la chaleur du gaz est récupérée pour la surchauffe de la vapeur dans la section de surchauffe 22 et pour le chauffage de lieau d'alimentation dans la section 14. Les gaz produits sont alors condensés dans la section 68 du réfrigérant 16 pour enlever une partie importante de la vapeur en excès contenue dans le gaz produit. Les impuretés condensées en même temps que la vapeur en excès dans la section 68 sont enlevées par le piège 69. Les gaz produits refroidis par le réfrigérant 16 sont dirigés vers une installation 70 de récupération dfhydrogène sulfuré puis vers une installation 71 de récupération de C02 par exemple par traitement à la mono- éthanolamino. Le gaz produit est alors stocké en 72 et on peut en utiliser une partie dans le brdleur 28 et encore une partie dans la chaudière 20. L0ens-emble de l'installation est relativement exempte de pollution. Les figures 2 et 3 décrivent un procédé suivant l'invention de gazéification par lots distincts. Sur la figure 2 liteau est pompée par une pompe d'alimentation 12 dans la section 14 du refroidisseur de gaz i6. Elle y est chauffée par le gaz produit dans le réacteur 60 En sortant du réchauffeur 142 l'eau est pompée vers la partie supérieure 18 dune chaudière 20 où elle est vaporisée, De la chaudière 20 la vapeur est amenée à un accumulateur 80 où la pression monte jusqu'à la valeur désirée. La vapeur est transportée de l'accumulateur 80 par la section de surchauffe 22 du rofroidîssour 16 en ouvrant la vanne 82 disposée entre la section de surchauffe 22 et le four 24.Dans la section de surchauffe 22, la vapeur est surchauffée par contact indirect avec le gaz chaud produit par le réacteur de gazéification 60. Elle est ensuite dirigée vers le four 24 où elle entre au- contact des gravillons chauffés 26 et se surchauffe alors a une température environ 16500C. Le chauffage dss gravillons 26 est effectué dans une étape séparée qui est décrite en se référent à la figure 3. Pendant la surchauffe de la vapeur dans le four 24 les vannes 84 86 et 88 sont formées et la vanne 90 est ouverte pour laisser passer la vapeur surchauffée dans le réacteur 60. La vanne 92 est fermée parès que le charbon 62 provenant de la trémie 94 ait été chargé dans le réacteur 60. Avant que ne puisse avoir lieu toute réactinn appréciable dans le réacteur 60, la vanne 96 est fermée. Lorsque la pression dans le réacteur 60 monte et atteint une valeur prédéterminée* ce qui-résulte de la production de gaz combustible, la vanne 96 soufre pour permettre au gaz chaud produit de passer à travers le refroidisseur de gaz 16, tout d'abord à travers la section de surchauffe 22, puis à travers la section 14 de réchauffage de l'eau d1alimontation et enfin à travers la section de condensation 68, La cendre est collectée par la trémie 63 au fond du réacteur 60.Les impuretes condensées avec la vapeur dans la section 68 sont collectées par le piège 69 au fond du refroidisseur de gaz 16. De ce refroidisseur, le gaz produit refroidi s'écoule à travers une conduite 96 vers un stockage 98. Le gaz H2S et le C02 contenus dans le gaz produit sont éliminés d'une façon connue en soi en un point quelconque après que le gaz ait quitté le refroidisseur 16, de préférence avant le stockage en 98. Sur la figure 3, pour chauffer les gravillons 26 dans le four 24, la vanne 82 est fermée pour emp8cher la vapeur d'entrer dans le four 24. Puisque le charbon dans le réacteur de gazéification 60 a été consommé dans l'opération de gazéification précédentes la vapeur d2eau remplit le four 24 et le réacteur 60. La vanne 96 est fermée par l'accumulation de la pression dans le refroidisseur 16 du gaz produit. La vanne 100 du réacteur 60 est alors ouverte pour injecter suffisamment d'eau par l'alimentation par pompe 12 à travers l'ajutage 102 pour ramener la pression dans le four 24 et le réacteur de gazéification 60 au voisinage de la pression atmosphérique. La vanne 90 entre le four 24 et le réacteur 60 est alors fermée et les vannes 84, 86 et 88 sont ouvertes. De l'air préchauffé provenant de l'échangeur de chaleur 104 est admis dans le four 24 par la vanne 86 et du gaz produit provenant du réservoir de stockage 98 est admis dans le four 24 par la vanne 88. On démarre alors la combustion dans le four 24 pour chauffer les gravillons 86. Tandis que les gravillons 26 sont chauffés dans le four 24 par la combustion, le réacteur de gazéification 60 peut être préparé pour l'opération de gazéification suivante. Les cendres collectées dans la trémie 63 peuvent être enlevées et le charbon 62 recharge en ouvrant la vanne 92 pour permettre le chargement du charbon 62 dans le réacteur de -gazéifica- tion 60 par la trémie 94. On peut démarrer le fonctionnement de l'instalZ lation en utilisant une source de combustible auxiliaire telle que de l'huile ou du gaz-introduits par ltorifice 106 dans le four 24 et l'orifice 108 dans la chaudière 20. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la figure 1, on procède à la gazéification du charbon en continu à une pression d'environ 15 atmosphères en admettant une vapeur surchauffée à une température d'environ 16500C à l'orifiçe d'entrée dans le réacteur 60. Les paramètres de débit suivants sont indiqués pour une installation ayant une capacité d'environ 540 tonnes de charbon pa jour. Ces débits peuvent etre.modifiés en fonction de toute capacité d'installation désirée. L'eau est donc pompée à un débit de 2,8 minute par la pompe 12 à travers le réchauffeur d'alimentttion 14. Elle est ensuite pompée au réservoir supérisur 18 d'une chaudière 20 où toute l'eau d'alimentation est transformée en vapeur à 15atm. De la chaudière 20, la vapeur à 15 atmosphères est introduite dans la section de surchauffe 22 du refroidisseur 16 où la vapeur à 15 atmosphères est surchauffée à environ 650 C, température et pression auxquelles elle est introduite dans la chambre 24B de surchauffe du four 24 à contre-courant des gravillons chauffés 26 descendants et elle atteint alors la température environ 1650C avant de s'écouler par l'orifice 32 dans la conduite 56. TouJours à 165i00C et environ 15 atm4 la vapeur passe par l'orifice 58 dans le réacteur 60. Lo charbon est introduit dans le réacteur 60 à la cadence d'environ 22.377 kg/heure, soit environ 1 mole de carbone pour 5 moles d'eau.La vapeur abandonne dans lé réacteur 60 la chaleur de réaction entre la vapeur et le carbone du charbon0 Le gaz produit quittant le réacteur 60 par l'orifice 66 contient principalement de lghydrogènes de l'oxyde de carbone, un peu de gaz carbonique, de la vapeur en excès et de l'hydrogène sulfure. Le gaz produit quitte le réacteur 60 à une température de trempe environ 8150C et à une pression de 15 atm. et il est dirigé vers le refroidisseur de gaz 16. L'eau de refroidissement est introduite dans la section de condensation 68 du refroidisseur 16 à un débit d'environ 38 minute pour extraire la vapeur par condensation du gaz produit. On récupère appro ximativement 2,3 m3/minute d'eau condensée dans le piège 69 avant que le gaz produit ne soit envoyé aux installations 70 et 71 de récupération et d'élimination de l'hydrogène sulfuré et du gaz carbonique Le gaz produit est stocké dans le réservoir de stockage 72 à une pression d'environ 1397 atmosphères. Le gaz ainsi produit est obtenu à un débit de 1100 Nm3/minute. On en utilise approximativement 665 m3 dans les brdleurs 28 et 21, la production nette d'hydrogène et dioxyde de carbone est donc de 435 Nm3/minuto. En se référant à la figure 2, l'eau est pompée avec un débit de 2,8 m3-par minute à 42 atm par la pompe 12 et à travers la section-de réchauffage 14 du refroidisseur 16 où elle est chauffée à 238 c. L'eau chaude est pompée au Qser- voir supérieur 18 de la chaudière 20 où l'on produit de-la vapeur à 3992 atm0 De la chaudière 20, la vapeur est introduite dans l'accumulateur 80 où on la garde à 38,5 atm et 247 C. De là, elle passe à la section de surchauffe 22 du refroidisseur 16 où elle est surchauffée à 65000 et envoyee-par la vanne 82 dans le four 24.Le four 24 est un récipient d'un diamètre de 6 mètres-et dune hauteur de 12 mètres contenant 50 tonnes de gravillons réfractaires chauffés à environ 192500 suivant le procédé décrit en se référant à la figure 3. Le charbon est introduit dans le réacteur 60 par la trémie 94 à la cadence do 23 tonnes à l'heure. De la vapeur à 16500C y contacte le charbon et réagit avec lui pour former un produit gazeux contenant de l'hydrogène, de lfoxyde de carbone du gaz carbonique de la vapeur n'ayant pas réagi et un peu d'hydrogène sulfuré. Le gaz produit quitte le réacteur à environ 815-G et 36,8 atm. La cendre est collectée dans la trémie 63.Le gaz produit passe à travers le refroidisseur 16, passant tout d'abord à travers la section de surchauffe 22, puis à travers le réchauffeur d'eau d'alimentation 14 et enfin à travers la section de condensation 68. Dans la section de condensation, la vapeur en excès est condensée et les impurotés telles que les cendres volantes servent d'agents de nucléation à la condensation de la vapeur et elles sont ainsi éliminées. Liteau se condensant dans le refroidisseur 16 est collectée dans le piège 69 avec un débit d'environ 2,3 m3/ minute. Cette eau peut titre envoyée dans une installation d'é- puration d'eau et être réutilisée.Le gaz produit contenant en viron 90% d'hydrogène s'écoule par la conduite 96 à 380C et 35 atm vers le réservoir 98 de stockage de gaz. De l'eau est encore collectée dans le piège 99 lorsque l'on poursuit le refroidissement du gaz stocké à la température ambiante. Généralement, cette eau collectée dans le piège 99 est collectée avec un débit de 75,7 litres par minute jusqu'à ce que le gaz se soit refroidi à la température ambiante. Le gaz produit provenant du réservoir de stockage 98 est collecté au débit de 1100 Nm3/minute et la production nette est comme précédemment de 435 Nm3/minute. On peut augmenter la production nette de gaz en utilisant des combustibles solides do rebut dans la chaudière 20. En se référant à la figure 32 les gravillons 26 sont chauffés dans le four 24 à environ 192rOC de la manière suivante. La vanne 90 est fermée pour arrêter l'écoulement de la vapeur dans le four 24. La vanne 96 est alors fermée par la contre pression dans le refroidisseur 16 de gaz. La vanne 100 est ouverte pour injecter de l'eau par la pompe 12 dans le réacteur de gazéification 60 et ramener la pression dans le four 24 et le réacteur 60 à une pression voisine de la pression atmosphérique. La vanne 90 entre le four 24 et le réacteur 60 est alors fermée et les vannes 84, 86 et 88 sont ouvertes.La combustion est alors initiée dans le four 24 en faisant brdler 380 m3/minute de gaz produit avec de l'air à 3430C provenant de l'échangeur 104 pour produire des gaz de combustion chauds à 25000C. Ces gaz de combustion chauffent 50 tonnes de gravillons dans le four 24 à environ 1925 C. Les deux facteurs affectant surtout le rendement du procédé ici décrit sont la température de la vapeur entrant dans le four 24 et la pression dans la chaudière 20. En accord avec les données exposées dans le tableau 1, on choisit une pression de chaudière jusqu'à 105 atm, la température de l'a- gent de tranfert do chaleur réfractaire et, de ce fait, la température de la vapeur sortant du four 24 est ajustée entre 1925 et 25500C pour déterminer diffdrents rendements en fonction des différentes combinaisons de pressions de chaudière et de températures de vapeur. Le tableau 1 montre que l'élévation de la pression dans la chaudière et de la température de la vapeur améliorent le rendement.En utilisant du combustible de rebut dans la chaudière 20, le rendement de 83% peut encore être augmenté jusqu'à 86* ou même plus. Tableau 1 Pression chaudière atm 35 35 105 105 Temp. maux. gravil. OC 1925 2480 1925 2480 débit vap. en M3 eau/min. 2,8 1,6 2,8 1,6 eau consommée m3/minute 0,45 0,45 0,45 o,4g eau de refroidissement m3/minute pour diff. de 220C 37,9 21,6 37,9 20,8 production nette m /minutie 435 576 521 620 rendement en % 58 77 69 83 EQUILIBRES Dans le procédé suivant ltinvention, il y a fondamentalement cinq produits de la réaction s hydrogène, oxyde de carbone; gaz carbonique, vapeur n'ayant pas réagi et carbone ntayant pas réagi. L'équation qui en rend compte peut s'écrire de la façon suivante: C+a HO a1 CO + a2 C02 + a3 H2 + a4 H20 5 a5 C dans laquelle:: aO = moles de vapeur/moles de carbone initialement introduites dans le réacteur de gazéification, al = moles d'oxyde de carbone/moles de carbone initial a2 = moles de gaz carboniquefmoles de carbone initial a3 = moles d'hydrogène/moles de carbone initial a4 = moles de vapeur en excès/moles de carbone initial a5 = moles de carbone n'ayant pas réagi/moles de C initial, Il y a fondamentalement trois réactions d'équi libre impliquées dans la production du gaz à l'eau. Ces réac tions de base sont indiquées ci-dessous, les données d'équi libre étant pour des températures de 800 à 12000K. (i) C + H20(g) CO + H2 + 31.398 keal/g-mole log10 K1 1 log10 (PCO PH2/PH2O) = 7,641 - 7.230/T( K) (2) C + 2 H20(g) C02 + 2 H2 + 21,57 kcal/g-mole (3) CO + H2O(g) H2 + CO - 9.828 kcal/g-mole log10 K = log10 (PH2 CO2/PCOPH2O) = - 1,791 + 1.872/T( K) Les courbes d'équilibre de la figure 4 ont été tracées en utilisant différentes quantités de vapeur initiale a0, a0 étant successivement égal à l, à 2 puis à 5. L'absence d'excès de vapeur représente un procédé typique de l'art antérieur. Dans le procédé suivant l'invention, il est avantageux d'utiliser Jusqu à cinq moles de vapeur pour chaque mole de carbone (aO = 5). Outre les données d'équilibre du procédé suivant l'invention, la figure 4 donne une comparaison du procédé suivant l'invention avec les procédés de étant antérieur dans lesquels aO = 1. A dix atmosphères, la figure 4 représente une comparaison du procédé suivant l'invention lorsque aO = 5 et qu'il ne reste pas d'imbrûlés dans le réacteur a5 = 0 avec un procédé de l'art antérieur où aO = 1 et a5 = o,l. Le point A représente le procédé suivant l'invention et le point B suivant l'art antérieur. Pour a5 =0 et pour une pression de 10 atm dans le réacteur, la température de la réaction pour le procédé ici décrit est de 605 C tandis qu'elle est de 9490C pour le procédé de l'art antérieur dans lequel on a pour a0 une valeur égale à 1. En montant à la verticale du point A vers la moitié supérieure du graphique, le pourcentage molaire de CO (a1) pour le procédé suivant l'invention est de 0,2 tandis qu'il est de 0,82 pour le procéda suivant l'art antérieur. Le procédé suivant linvention arrive donc à des proportions de 90* de H2 et lOs de CO tandis que le procédé suivant l'art antérieur n'ar- rive qu'à une proportion de 54,5% de H2 et 45,5% de CO. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et rerpésentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans sortir pour cela du cadre de l'invention R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Procédé de production de gaz de synthèse par réaction de carbone et de vapeur d'eau dans un réacteur* consistant à introduire du carbone et de la vapeur dteau dans le réacteur et à fournir au réacteur suffisamment de chaleur pour que se produise la réaction du carbone et de la vapeur* caractérisé en ce que lton fournit au réacteur de la vapeur surchauffée à une température et en quantité suffisantes pour fournir la chaleur de réaction du carbone et dune partie de la vapeur d'eau surchauffée, cette vapeur surchauffée étant sensiblement la seule source de chaleur fournie au carbone dans le réacteur et le réacteur étant sensiblement exempt de gaz contenant de l'oxygène. 2. Procédé suivant la revendication l, caractérisé en ce que l'on surchauffe la vapeur à une température supérieure à la température de réaction du carbone et de la vapeur d'eau et que l'on introduit cette vapeur dans le réacteur en quantité égale à au moins deux fois la quantité nécessaire à la réaction avec le carbone de la source de carbone. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on surchauffe la vapeur à une température supérieure à environ 10900C. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la vapeur surchauffée est obtenue en chauffant un agent de transfert de chaleur inerte à une temps rature au moins égale à celle de la vapeur surchauffée produite et lton met cet agent au contact de l'eau pour produire a vapeur surchauffée. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on maintient une séparation de gaz entre le récipient où l'on chauffe l'agent de transfert et le récipient de surchauffe de la vapeur pour empêcher le gaz provenant du rdoipient de chauffe d'entrer dans le récipient de surchauffe et réciproquement. 6. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on utilise de la chaleur du gaz produit pour la transférer à l'eau l'eau et produire de la vapeur surchauffée, 7. Procédé suivant la revendication 5, -caracté- risé en ce que l'agent de transfert de chaleur inerte est chauffé par combustion de combustible avec de l'oxygène pour produire des gaz de combustion chauds et l'on met 1agent de transfert de chaleur au contact de ces gaz de combustion chauds. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lon transfert une partie du gaz de synthèse produitdans le réacteur au récipient de chauffage pour fournir au moins une partie du combustible nécessaire à la combustion. 9. Procédé suivant revendication 5 caractérisé en ce que le récipient de chauffe est disposé audes sus du récipient de surchauffe et intercennecté avec celuici pour permettre à l'agent de transfert de chaleur inerte de s'écouler par gravité du récipient de chauffe au récipient de surchauffe. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'on fait arriver l'eau dans le récipient de surchauffe près du fond pour que la vapeur d'eau s'écoule à contre-courant de layent de transfert de chaleur inerte. 11. Procédé suivant la revendication 22 caractérisé en ce que leon introduit de 4 à 7 moles environ de vapeur surchauffée dans le réacteur de gazéification par mole de carbone introduite dans ce réacteur. 12. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction a lieu sensiblement en l'absence d'azote. 13. Procédé suivant ltune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on introduit la vapeur surchauffée dans le réacteur à une température supérieure à 10000C.