Brevet FR2500470A1 — publié le 19820827

La présente invention concerne une installation pour obtenir des produits sous forme gazeuse à partir de combustibles contenant des cendres, solides et liquides, et de leurs mélanges, transportés par un courant de gaz dans un réacteur o les combustibles sont introduits parallèlement à l'axe, les composants de cendres solides et liquides étant séparés des produits gazeux formés en majeure partie avant un autre refroidissement dans un bain de laitier. On sait obtenir des produits sous forme gazeuse à partir de combustibles contenant des cendres, liquides et solides, et de leurs mélanges passant sous forme d'un courant de gaz dans un réacteur. Les produits gazeux obtenus sont alors chargés en composants de cendres solides et liquides, qui nécessitent des moyens de séparation de tels composants. Les moyens de séparation des composants de cendres liquides et solides à partir des produits gazeux formés sont prévus, d'après l'art antérieur, à l'extérieur du réacteur. On doit utiliser des appareils spéciaux. Une séparation des composants solides et liquides en opérant à l'extérieur du réacteur nécessite des frais élevés de construction et également un encombrement correspondant. L'invention a pour but de fournir une installation pour obtenir des produits sous forme gazeuse à partir de combustibles contenant des cendres, solides et liquides, et de leurs mélanges, passant sous forme d'un courant de gaz dans un réacteur, cette instal- lation étant pourvue d'une structure compacte et permettant une sépa- ration efficace des composants de cendres solides et liquides à partir des produits gazeux obtenus et en outre des éléments d'encrassement des surfaces de chauffe d'un échangeur de chaleur étant réduits à un degré suffisant lors d'un refroidissement ultérieur. Pour résoudre ce problème, il est proposé conformément à la présente invention une installation qui est caractérisée en ce que les produits gazeux chargés en composants de cendres solides et liqu.des sont déviés de_ 1800 après la sortie du réacteur et sont ensuite introduits et refroidis dans un ou plusieurs volumes annulaires disposés l'un derrière l'autre ou en parallèle, entourant concentriquement le réacteur et pourvus de surfaces de chauffe d'échangeur de chaleur. L'introduction des combustibles à convertir dans le réacteur peut s'effectuer de différentes manières. Conformément à un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention, les combustibles introduits dans le réacteur le traversent parallèlement à l'axe et de haut en bas et ils sont déviés de 1800 immédiatement audessus du bain de laitier placé en dessous du réacteur. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, les combustibles à convertir qui sont intro- duits dans le réacteur peuvent traverser également le réacteur parallèlement à. son axe et de bas en haut, auquel cas le courant de produits est dévié de 1800 dans la zone supérieure du réacteur, après une séparation efficace des composants de cendres solides et liquides à l'intérieur du réacteur dans un bain de laitier placé dans son fond. Les deux modes de réalisation de l'invention peuvent être mis en pratique de telle sorte que, conformément à une autre variante de l'invention, le courant de produits soit refroidi, dans la zone de déviation de 1800, par addition d'un courant d'agents réfrigérants. Dans le cadre de l'invention, il est en outre prévu que les surfaces de chauffe pour échangeur de chaleur sont agencées, dans le volume annulaire, sous la forme de surfaces de chauffe par rayonnement et/ou de surfaces de chauffe par contact. En outre il est prévu, conformément à la présente invention, de disposer dans la zone de sortie du réacteur ainsi que dans la zone d'entrée du volume annulaire des éléments influençant les courants de matière. Dans le cadre de la présente invention, il est également prévu que, dans la zone inférieure du volume annulaire, les surfaces de chauffe soient revêtues de couches de calorifugation. L'installation selon l'invention peut également fonctionner suivant un mode de suralimentation. Dans ce cas, les surfaces extérieures de chauffe du volume annulaire situé complètement à l'extérieur sont entourées par un récipient sous pression. Les avantages obtenus grâce à l'invention consis- tent en ce que, par la déviation de 1800 des produits gazeux chargés en composants de cendres solides et liquides, qui peut s'effectuer en une ou plusieurs fois, on obtient un degré suffisant de séparation et, du fait du refroidisse- ment ultérieur des gaz produits, on réduit au minimum l'encrassement des surfaces de chauffe. Il s'ajoute à cela, comme avantage important, la disposition particulière des surfaces d'échange de chaleur par rapport au réacteur, ces surfaces étant placées concentriquement à celui-ci et permettant ainsi d'obtenir une structure compacte tout en optimisant le traitement des produits gazeux. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la s uite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est une coupe longitudinale du côté droit d'un mode de réalisation de l'invention comportant des surfaces d'échange de chaleur qui sont disposées dans un volume annulaire alors que, sur la moitié de coupe de gauche, on a représenté le volume annulaire sans surfaces d'échange de chaleur, la fig. 2 représente l'installation selon l'invention qui est pourvue de deux volumes annulaires placés concentrique- ment autour du réacteur, et la fig. 3 représente l'installation de la fig. 1, avec inversion du trajet d'écoulement des agents intervenant dans le processus. La fig. 1 représente l'installation 1, dans laquelle des combustibles contenant des cendres, solides et liquides, et leurs mélanges sont introduits par l'intermé- diaire de la zone d'admission 2 au point le plus haut du réacteur 3 et sont soumis à une conversion, notamment à une gazéification. Les produits gazeux sortant du réacteur 3 sous forme d'un courant dirigé vers le bas sont déviés de 1800, immédiatement au-dessus du bain de laitier 4 placé en dessous du réacteur 3 et dans la zone 5 de la surface intérieure de chauffe 6 entourant le réacteur 3 puis ils parviennent dans le volume annulaire délimité par la surface de chauffe complètement extérieure 8 et par la surface de chauffe intérieure 6. Comme indiqué sur la moitié de gauche de la coupe longitudinale de la fig. 1, les produits gazeux sortent du volume annulaire de l'installation 1 sans être refroidis par l'intermédiaire de l'orifice de raccordement ll; en correspondance à la moitié de droite de la coupe longitudinale de la même figure, il est prévu, pour le refroidissement des gaz, dans le volume annulaire délimité par les surfaces de chauffe extérieure et intérieure 6 et 8, un échangeur de chaleur 9 agencé sous la forme d'une surface de chauffe à rayonnement et/ou d'une surface de chauffe par contact. Les composants de cendres solides et liquides qui sont séparés dans la zone de déviation 5 sont déchargés de l'installation 1 à l'aide du bain de laitier 4 et par l'intermédiaire de l'orifice de sortie 10. La fig. 2 représente un autre exemple de réalisa- tion de l'installation 1, comportant deux volumes annulaires qui sont délimités par les surfaces de chauffe 6, 7 et 8 et qui entourent le réacteur 3, l'installation comportant une autre zone de déviation de 1800 désignée par 12 et placée sur le bord supérieur de la surface de chauffe centrale 7. Sur la fig. 3, on a représenté dans un autre - exemple le réacteur 3 de l'installation 1 qui est parcouru par un courant ascendant. Dans ce cas les produits gazeux sortent du réacteur par son point le plus haut, o ils sont déviés de 1800, conformément à la présente invention, dans la zone 5 de la surface de chauffe 6, les gaz étant ensuite canalisés dans le volume annulaire constitué par les surfaces de chauffe 6 et 8 et duquel ils sortent de l'installation 1 par l'intermédiaire de l'orifice de raccor- dement 11. Le mode de réalisation de l'installation selon l'invention qui a été représenté sur la fig. 3 peut être modifié, en ce qui concerne les volumes annulaires entou- rant le réacteur 3, d'une manière analogue à la fig. 2. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Ili REVENDICATIONS 1. Installation pour obtenir des produits sous forme gazeuse à partir de combustibles contenant des cendres, solides et liquides, et de leurs mélanges, transportés par un courant de gaz dans un réacteur o les combustibles sont introduits parallèlement à l'axe, les composants de cendres solides et liquides étant séparés des produits gazeux formés en majeure partie avant un autre refroi- dissement dans un bain de laitier, caractérisée en ce que les produits sous forme gazeuse, chargés en composants de cendres solides et liquides sont déviés de 1800 après la sortie du réacteur (3) et sont ensuite introduits et refroidis dans un ou plusieurs volumes annulaires placés en série ou en parallèle, entourant concentriquement le réacteur et pourvus de surfaces de chauffe (6, 8) d'échangeur de chaleur (9). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réacteur (3) est traversé parallèlement à son axe et du haut vers le bas et le courant de produits est dévié de 1800 immédiatement au-dessus du bain de laitier (4) disposé en dessous du réacteur (3). 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réacteur (3) est traversé parallèlement à son axe du bas vers le haut et le courant de produits est dévié, après une séparation de la majeure partie des composants de cendres solides et liquides dans le réacteur, de 1800 vers le haut dans un bain de laitier (4) disposé dans le fond du réacteur (3). 4. Installation selon l'une des revendications 1 et 2 ou bien 1 et 3, caractérisée en ce que le courant de produits est refroidi, dans la zone (5) de déviation de 1800, par addition d'un courant d'agent réfrigérant. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le ou les volumes annulaires sont pourvus intérieurement et extérieurement de surfaces de chauffe (6, 8) parmi lesquelles la surface de chauffe intérieure (6) sert simulta- nément de structure portante pour la maçonnerie du réacteur et absorbe les forces engendrées par la différence de pression existant entre le réacteur (3) et le volume annulaire (6, 8). 6. Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce que les surfaces de chauffe d'échangeur de chaleur (9) sont agencées dans le volume annulaire comme des surfaces de chauffe par rayonnement et/ou comme des surfaces de chauffe par contact. 7. Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu des éléments influençant les courants de matière dans la zone de décharge du réacteur (3) ainsi que dans la zone d'entrée du volume annulaire (6, 8). 8. Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisée en ce que les surfaces de chauffe (6, 7, 8) sont revêtues de couches de calorifugation dans la zone inférieure du volume annulaire. 9. Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisée en ce que, dans le cas d'un mode opératoire en suralimentation, les surfaces extérieures de chauffe (8) du volume annulaire situé complètement à l'extérieur sont entourées par un récipient sous pression.