Brevet FR2502168A1 — publié le 19820924

Certaines matières naturelles renferment un composant carboné qui, par chauffage, libère un produit hydrocarboné qui est utile comme charge dans le traitement du pétrole. Ces "matières solides contenant du carbone" telles qu'un schiste bitumineux et des sables asphaltiques, renfermant de la diatomite, peuvent être pyrolysées dans divers types de récipients de réaction. Après la pyrolyse de la matière solide contenant du carbone pour extraire les composants volatils, il reste une "matière solide pyrolysée" qui contient un résidu carboné qui peut être brûlé en produisant de l'énergie thermique. La chaleur récupérée à partir de ce résidu carboné peut être utilisée pour fournir de la chaleur à la pyrolyse de nouvelles matières solides contenant du carbone au cours du procédé. Le résidu inorganique qui reste après la com- bustion du résidu carboné est appelé "cendre" ou, dans le cas d'un schiste bitumineux, "schiste brûlé". Cette matière est recyclée dans certains procédés de pyrogénation comme "matière de transport de chaleur", c'est-à-dire que le schiste brûlé chaud résultant de la combustion est mélangé avec du schiste bitumineux frais et la chaleur produite est utilisée pour pyrolyser le schiste frais. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N0 4 199 432 et N0 4 183 800 décrivent des procédés dans lesquels le schiste bitumineux ou autre matière solide contenant du carbone est pyrolysé dans un lit à mouvement descendant contenant un mélange de schiste brûlé chaud recyclé (utilisé comme matière de transport de chaleur) et du schiste bitumineux frais en particules. Du gaz à contre- courant s'élève à travers le lit en éliminant les vapeurs de produit et en entraînant les plus fines fractions de particules du schiste bitumineux. Les fines particules et les vapeurs de produit sont déchargées à la partie supé- rieure du récipient de réaction, et les fines particules de schiste sont éliminées du courant de gaz par un disposi- tif séparateur tel qu'un cyclone. Des procédés de ce genre présentent certains problèmes dans la conception d'un dispositif de combustion efficace pour brûler le schiste bitumineux pyrolysé qui est recyclé comme rmatière de trans- port de chaleur. Au cours de la combustion du résidu carboné du schiste bitumineux pyro ysé pour produire de la chaleur, l'intégrité physique des particules de schiste est modifiée et il est produit une quantité importante de schiste brûlé finement granuleux, qui est inapte à être utilisé comme oarticules recyclées de transport de chaleur. Il est donc habituellement nécessaire de séparer cette matière fine avant de recycler les particules en grains plus grossiers. Dans des schémas de principe utilisant un dis- nos.itif de combustion à conduite d'élévation pour brûler le résidu carboné contenu dans le schiste bitumineux pyro- lysé, une durée de contact suffisante est nécessaire pour obtenir la combustion complète et pour garantir un équi- libre thermique entre les particules en combustion qui sont chaudes et les particules recyclées qui sont plus froides. Normalement, une durée minimale de contact de 2 à 3 secon- des dans la zone de combustion est nécessaire. Si les particules de schiste fines et grossières sont brûlées dans une conduite d'élévation, la conduite doit avoir une lon- gueur suffisante pour que toutes les particules aient une durée de contact satisfaisante. La présente invention est avantageuse pour brûler efficacement du schiste bitumineux pyrolysé en par- ticules ou d'autres matières solides contenant du carbone en particules, lorsque la matière en grains fins et la matière en grains plus grossiers sont séparées avant la combustion et que le schiste brûlé sert de matière de transfert de chaleur dans le procédé. Sous son aspect le plus large, la présente invention concerne un procédé pour brûler des matières solides pyrolysées contenant un résidu carboné de manière à produire de la chaleur destinée à la pyrolyse d'une matière solide en particules contenant du carbone, dans laquelle lesdites matières solides pyrolysées contiennent à la fois une fraction fine et une fraction grossière et une partie au moins de ladite fraction fine est contenue dans un courant séparé de charge provenant de la fraction 2502 1 68 grossière des particules solides pyrolysées, ledit procédé consistant: (a) à brûler au moins une partie du résidu car- boné de la fraction fine contenue dans ledit courant séparé dans un appareil de pré-combustion en phase diluée par entraînement de la fraction fine dans un premier courant de gaz d'entraînement contenant de l'oxygène et ayant une vitesse supérieure à la vitesse finale des particules con- tenues dans la fraction fine; (b) à mélanger la fraction fine entraînée, par- tiellement brûlée, provenant de l'appareil de pré-combus- tion,avec le reste des matières solides pyrolysées dans un second courant de gaz d'entraînement de vitesse supé- rieure à la vitesse finale des fractions grossière et fine; et (c) à brûler le résidu carboné imbrûlé contenu dans les fractions fine et grossière entraînées dans une seconde zone de combustion en phase diluée dans laquelle le second gaz d'entraînement et les matières solides en- traînées sont dirigés, ladite seconde zone de combustion en phase diluée contenant suffisamment d'oxygène pour brûler la totalité du résidu carboné imbrûlé contenu dans les fractions fine et grossière. Le procédé de la présente invention est parti- culièrement avantageux lorsque la matière solide contenant du carbone est un schiste bitumineux et lorsque la cendre (ou le schiste brûlé dans le cas d'un schiste bitumineux) est utilisé comme matière de transport de chaleur. Dans un procédé ainsi conçu, des moyens sont habituellement prévus pour séparer de la cendre grossière, la cendre fine sortant de la seconde zone de combustion en phase diluée. Il en est ainsi parce que des particules de cendre infé- rieures à environ 0,149 mm ne conviennent généralement pas au recyclage comme matière de transport de chaleur. Divers moyens permettant une telle séparation sont connus de l'homme de l'art et comprennent une zone de séparation rapide des matières solides, des cyclones, des dispositifs de tamisage, etc. Il y a lieu de remarquer que les termes "fins" et "grossiers", appliqués tant aux matières solides pyrolysées qu'à la cendre, sont des termes relatifs et que la grosseur précise des particules peut varier dans différentes formes de réalisation de l'invention ou selon le procédé de pyro- génation que l'on utilise. Toutefois, pour la plupart des applications, une grandeur de démarcation d'environ 0,149 mm représente une division raisonnable entre particules gros- sières et fines. La présente invention concerne en outre un procédé de production de chaleur à partir d'un schiste bitumineux pyrogéné contenant une matière carbonée rési- duelle, dans lequel ladite huile bitumineuse pyrogénée contient à la fois une matière en grains fins et en grains grossiers et une partie au moins de ladite matière en grains fins est connue dans un courant séparé de charge provenant de la matière en grains grossiers, ledit procédé consistant (a) à brûler au moins une partie de la matière carbonée résiduelle contenue dans la matière en grains fins présente dans ledit courant séparé dans un appareil de pré- combustion de la matière fine par entraînement de ces fines particules dans un premier courant de gaz d'entraînement contenant de l'oxygène et dont la vitesse est supérieure à la vitesse terminale des fines particules; (b) à brûler une partie du résidu carboné con- tenu dans la matière en grains grossiers dans un appareil de précombustion des particules grossières contenant de l'oxygène en quantité inférieure à la quantité stoechiomé- trique; (c) à mélanger la matière en grains fins par- tiellement brûlée entraînée provenant de l'appareil de pré-combustion des particules fines et la matière en grains grossiers partiellement brûlée provenant de l'appareil de pré-combustion des particules grossières dans un second courant de gaz d'entraînement de vitesse supérieure à la vitesse terminale du mélange de particules fines et gros- sières et contenant une quantité au moins stoechiométrique d'oxygène; et (d) à brûler le résidu carboné restant dans la matière entraînée en grains fins et grossiers dans une zone de combustion verticale vers laquelle ledit second gaz d'entraînement est dirigé. L'invention concerne également un dispositif perfectionné de combustion destiné à brûler un schiste bitumineux pyrogéné en particules, divisé en un courant de fines particules et en un courant de particules gros- sières, qui comprend: (a) une chambre de combustion principale à disposition généralement verticale présentant une zone supérieure fermée au sommet, une zone intermédiaire et une zone inférieure ouverte à la base, ladite zone infé- rieure étant pourvue de moyens d'entraînement pneumatiques des matières solides entrant dans cette zone, ladite zone intermédiaire étant une zone tubulaire allongée agencée pour la combustion de matières solides en particules en- traînées,ladite zone supérieure étant réalisée en vue de la séparation rapide des particules grossières entraînées et du rassemblement et de la décharge des particules grossières séparées rapidement, ladite zone supérieure présentant en outre un orifice d'échappement pour l'élimi- nation des gaz de combustion et des particules fines en- traînées; (b) une chambre de combustion tubulaire à dis- position générale verticale pour les matières solides en fines particules, conçue pour brûler des matières solides en fines particules entraînées pneumatiquement, ladite chambre de combustion des matières solides en fines parti- cules communiquant par son extrémité supérieure ouverte avec la zone inférieure de la chambre de combustion princi- pale, ladite chambre de combustion des matières solides en fines particules présentant en outre une extrémité infé- rieure pourvue d'une admission destinée à l'introduction du courant de fines particules et de moyens permettant l'entraînement pneumatique de la matière en fines particu- les et son transport le long de la chambre de combustion des matières solides en fines particules; et (c) une chambre de pré-combustion des matières solides grossières, présentant une admission pour l'intro- duction de la charge de particules grossières, des moyens de fluidisation d'un lit de combustion de la matière en particules grossières, etdes moyens permettant la coimmuni- cation avec la zone inférieure de la chambre de combustion principale. L'e:xpression "vitesse terminale" utilisée dans le présent mémoire désigne la vitesse maximale atteinte par une particule tombant dans une très longue colonne d'air stagnant. Une particule est entrainée dans un cou- rant de gaz lorsque la vitesse du gaz est supérieure à la vitesse terminale de la particule. Ainsi, un gaz d'entraî- nement est un gaz dont la vitesse est supérieure à la vitesse terminale d'une particule de diamètre donné. Sur les dessins annexés: la figure 1 est une représentation schématique d'un procédé de pyrogénation d'lun schiste bitumineux du type dans lequel la présente invention peut être utilisée très avantageusement; la figure 2 illustre en coupe transversale un type d'appareil de combustion qui peut être utilisé dans le procédé; la figure 3 est une illustration en coupe trans- versale d'une variante d'un appareil de combustion qui peut être utilisée dans le procédé; et la figure 4 est une illustration en coupe trans- versale d'une forme de réalisation préconisée du dispositif de combustion de la présente invention. Sur la figure 1, une charge fraîche de schiste bitumineux broyé arrive par une conduite 4 dans un disposi- tif 2 de pyrogénation o elle est mélangée avec la matière chaude de transport de la chaleur (schiste brûlé) entrant dans le dispositif de pyrogénation par une conduite 6. Le mélange de schiste brûlé chaud et de schiste neuf descend dans le dispositif 2 de pyrogénation à travers une série d'éléments 8, 10 et 12 de dispersion qui empêchent un mé- lange en retour vertical important des matières solides. 2502 16 8 Un gaz d'entraînement sensiblement dépourvu d'oxygène pénètre dans le dispositif 2 de pyrogénation par une admission de gaz 14 en créant un écoulement gazeux à contre-courant dans le dispositif de pyrogénation, s'opposant au lit mobile descendant de schiste. Le gaz venant de l'admission de gaz 14, les vapeurs de produit et les fines particules de schiste entraînées pneumatiquement montent dans le disposi- tif de pyrogénation et en sortent par une conduite 16. Le gaz et les vapeurs de produit sont séparés des fines par- ticules entraînées dans le cyclone 18; la matière gazeuse sort par une conduite 20 et les particules fines sont enlevées par une conduite 22. La matière grossière contenant des particules tant de schiste bitumineux brûlé aue de schiste bitumineux pyrolysé sort par la base de l'appareil 2 de pyrogénation par une conduite 24 à matières solides et elle est entraînée vers le dispositif de combustion 26. De l'air entrant dans le dispositif de combustion par une conduite à air 28 est mélangé avec les particules grossières de schiste, et la matière carbonée résiduelle présente dans la matière pyro- lysée est enflammée. Selon ce schéma de principe particulier, le schiste bitumineux en fines particules séparé par le cyclone 18 entre dans l'appareil de combustion sous la forme d'un courant séparé de la matière en particules grossières venant du dispositif de pyrogénation. Les avan- tages de ce schéma seront commentés en détail dans ce qui suit. La matière fine transportée par la conduite 22 est entraînée pneumatiquement par de l'air provenant de la conduite 30 et entre par la base dans l'appareil de com- bustion. Après la combustion du résidu carboné, les parti- cules grossières de schiste brûlé et les particules fines de schiste brûlé sont séparées dans la partie supérieure de l'appareil de combustion. Les particules grossières de schiste brûlé sortent de l'appareil de combustion par une conduite 32 commune. Du schiste brûlé chaud servant de matière de transport de chaleur est recyclé dans le dis- positif de pyrogénation par la conduite 6, tandis que le schiste brûlé en excès est déchargé par une conduite d'éva- cuation 34. Les gaz de combustion et les fines particules entraînées sortent de l'appareil de combustion par une conduite 36 et sont envoyés au cyclone 38. Les particules fines sont déchargées par une conduite 40. Les gaz de combustion sont dégagés par une conduite 42 prévue pour l'évacuation ou pour le recyclage comme gaz d'entraîne- ment. La figure 2 illustre un dispositif de combustion qui peut être utilisé dans le procédé de pyrogénation décrit ci-dessus. De fines particules de schiste séparées des vapeurs de produit et du gaz d'entraînement entrent dans la chambre d'admission 104 à la base de l'appareil de com- bustion par une conduite 102. De l'air entre dans la chambre 106 par une conduite à air 108. Les fines particules de schiste sont entraînées par le courant d'air et montent dans l'appareil 110 de pré-combustion des fines particules de schiste o elles sont enflammées et partiellement brûlées. Les fines en combustion sortent par l'extrémité supérieure ouverte 112 de l'appareil 110 de pré-combustion et par- viennent dans la zone d'admission 114 de la conduite ascen- dante 116 de combustion principale. Le schiste pyrolysé venant de la base de l'appa- reil de pyrogénation entre dans la zone d'admission 114 de la conduite ascendante principale par une conduite 118. Cette charge peut contenir quelques particules fines, mais elle est principalement formée de particules de schiste à grains grossiers de diamètre suffisamment grand pour qu'elles ne soient pas entraînées par le gaz d'entraîne- ment circulant dans le dispositif de pyrogénation. Du schiste entrant par la conduite 118 en même temps que du schiste en fines particules provenant de l'appareil 110 de pré-combustion sont entraînés dans de l'air additionnel arrivant par une conduite 120. Les particules grossières et fines sont entraînées vers le haut par le courant de gaz et brûlées dans la conduite ascendante 116 principale de combustion. Les particules brûlées de schiste bitumineux entrent dans la chambre 122 de séparation rapide, de plus grand volume, de l'appareil de combustion qui sert de zone 2502 168 de séparation rapide des matières solides grossières. Les particules grossières de schiste brûlé se déposent dans la zone collectrice 124, tandis aue les fines brûlées et les gaz de combustion sortent de l'appareil de combustion par une conduite d'échappement 126. Des particules grossières de schiste brûlé destinées à être recyclées dans le dis- positif de pyrogénation ou à être évacuées sont déchargées par une conduite 128. Une variante de réalisation d'un dispositif de combustion qui peut être utilisé dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention est illustrée sur la figure 3. Dans cette version, le schiste en fines particules entre dans le dispositif vertical de pré-combustion 202 des particules fines par une conduite 204. De l'air entre dans l'appareil de pré-combustion et entraîne les particules fines dans l'étranglement 206 d'un venturi. Les fines particules en combustion entrent dans une chambre de surpression 208 o elles sont mélangées avec de l'air secondaire entrant par une conduite 210. La majeure partie du schiste bitumi- neux pyrogéné entre dans l'appareil de combustion par une conduite 212 et il est mélangé dans la zone de contact 214 avec les fines particules arrivant de la chambre de sur- pression. La vitesse de l'air primaire et de l'air secon- daire est suffisante pour entraîner tant les particules gros- sières que les particules fines qui montent dans le disposi- tif de combustion 216 à conduite ascendante principale o la matière grossière est brûlée. Un siège réglable 218 limite le diamètre de l'ouverture 220 entre la zone de contact et l'appareil de combustion 216 à conduite ascen- dante principale. De l'air tertiaire peut être introduit suivant les besoins par une conduite 222 pour maintenir une vitesse suffisante pour empêcher un engorgement de la conduite ascendante, c'est-à-dire un affaissement des matières solides par suite d'une vitesse insuffisante pour maintenir l'entraînement, ou pour introduire de l'oxygène additionnel en vue de la combustion. Le schiste brûlé et le gaz de combustion sortent du dispositif de combustion par une conduite d'échappement 224 et arrivent dans une zone (non représentée) de séparation rapide des matières solides. Un mode particulièrement apprécié de mise en oeuvre du procédé de la présente invention consiste à inclure un dispositif de pré-combustion du schiste en particules grossières pour brûler partiellement le résidu carboné uu'il renferme avant le mélange avec le schiste en fines particules dans la seconde zone de combustion en phase diluée. Cette forme de réalisation est représentée sur la figure 4. Comme le montre la figure 4, de fines particules de schiste provenant du dispositif de pyrogénation sont amenées à l'appareil de combustion par une conduite 102 d'admission desdites particules. De l'air entrant par une admission 104 est réparti autour de l'extrémité ouverte 106 de la conduite ascendante 108 du schiste en fines par- ticules par un volume d'air 110 en surpression. Les fines entraînées pneumatiquement sont enflammées et montent dans une conduite ascendante 108 du schiste en fines parti- cules. Les fines en combustion sortent à l'extrémité supé- rieure ouverte 112 de la conduite ascendante 108 et entrent dans la zone 114 d'admission de la conduite ascendante 116 de combustion principale. Du schiste en particules grossières venant du dispositif de pyrogénation entre par une admission 120 dans la zone annulaire 118 de pré-combustion du schiste en particules grossières. Un lit fluidisé de schiste en particules grossières est supporté par un plateau perforé 122 et est brllé avec un gaz de fluidisation contenant une quantité d'oxygène inférieure à la quantité stoechiométri- que, introduite par une conduite d'admission 124. Des par- ticules grossières venant du lit fluidisé de l'appareil de pré-combustion 118 débordent dans la zone 114 d'admis- sion de la conduite ascendante de combustion principale o elles sont entraînées en même temps que du schiste en fines particules provenant de sa conduite ascendante 108, dans un courant de gaz contenant de i'oxygène en excès, entrant par l'admission d'air primaire 126. Des particules grossières et fines sont entraînées vers le haut par le courant de gaz et brûlées dans la conduite ascendante 116 de combustion principale. Les particules brûlées de schiste bitumineux entrent dans la zone supérieure 128 de plus grande capacité du dispositif de combustion qui sert de zone de séparation rapide des matières solides grossières. Les particules grossières de schiste brûlé se sédimentent dans la zone collectrice 130, tandis que les fines brûlées et les gaz de combustion s'échappent du dispositif de combustion par une conduite d'évacuation 132. Les particules grossières de schiste brûlé destinées au recyclage dans le dispositif de pyrogénation sont évacuées par une conduite 134. L'excès de schiste brûlé en particules grossières est déchargé par la conduite d'évacuation 136 en vue de son élimination. L'expression "fines particules de schiste brûlé" utilisée dans le présent mémoire désigne des particules d'un diamètre inapte au recyclage en tant que matière de transfert de chaleur. Habituellement, des particules infé- rieures à environ 0,149 mm sont inaptes à être utilisées dans le procédé de pyrogénation. Par conséquent, des parti- cules inférieures à cette limite sont de préférence élimi- nées avec le gaz de combustion, comme fines particules entraînées. La séparation des particules fines et gros- sières est inhérente à la conception de la zone supérieure de séparation rapide du dispositif de combustion. Par exclusion, des "particules grossières de schiste brûlé" correspondent à des particules de diamètre supérieur à en- viron 0,149 mm. Il y a lieu de remarquer que les termes "fin" et "grossier" sont des termes relatifs, dont l'ordre de grandeur peut légèrement varier en fonction des détails exacts du mode de mise en oeuvre du procédé. Ainsi, dans des procédés conçus de manière que des particules infé- rieures à 0,149 mm puissent être tolérées, le terme "fin" peut englober des particules d'un plus petit diamètre. De même, dans d'autres circonstances, des particules d'un plus grand diamètre minimal peuvent être désirées et la défini- tion du mot "fin" peut être révisée en conséquence. 2502168- Dans la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, les fines particules de schiste bitumineux pyrogéné sont de préférence brûlées dans la conduite ascen- dante de schiste en Mines particules avec une quantité d'oxygène inférieure à la stoechiométrie, c'est-à-dire une quantité d'oxygène insuffisante pour permettre une combus- tion complète du produit de carbonisation. Un rapport air: combustible dans la plage d'environ 0,2 à environ 0,9 conviendrait à l'opération. Il en est ainsi pour empêcher une décomposition excessive du carbonate. Habituellement, des températures tant dans la conduite ascendante des fines particules de schiste que dans l'appareil de pré-combustion des particules grossières sont maintenues au-dessous d'envi- ron 8160C. Pour assurer l'entrainement des fines particules dans la conduite ascendante correspondante, une vitesse minimale du gaz d'environ 1,22 à 1, 83 m/s est nécessaire pour empêcher un engorgement, c'est-à-dire un effondrement des matières solides dans la conduite pneumatique. De pré- férence, la vitesse du gaz d'entraînement se situe dans une plage d'environ 3,05 à environ 6,10 m/s. Dans la forme préconisée de mise en oeuvre de l'invention, les particules fines ont une durée de séjour d'environ 1,5 à 2 secondes dans leur conduite ascendante, ce qui a pour résultat la combustion d'environ 25 % du résidu carboné dans cette zone (rapport molaire air/combustible = 0,25). L'appareil de pré-combustion des particules grossières fonctionne également suivant le mode substoechio- métrique et il est habituellement conçu de manière à con- tenir un lit de matière grossière en combustion, fluidisé par un courant de gaz arrivant par le dessous. Le courant de gaz passant dans la conduite ascen- dante de combustion principale doit être suffisant pour entraîner tant les fines particules que les particules grossières de schiste. On utilise habituellement une vitesse du gaz comprise dans une plage d'environ 15,25 à environ ,75 m/s, notamment une plage d'environ 24,4 à environ ,5 m/s. Il v a lieu de remarquer que la vitesse du gaz dans la conduite ascendante de combustion principale est ordinairement supérieure à la vitesse dans la conduite ascendante des particules fines de schiste pour garantir l'entraînement des particules arrivant de l'appareil de pré- combustion des particules grossières. La combustion dans la conduite ascendante principale est effectuée en présence d'une quantité au moins stoechiométrique d'oxy- gène, et on utilise habituellement un excès d'oxygène. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, la vitesse du gaz dans la conduite ascendante de combustion principale est plus grande que dans la conduite ascendante des fines particules de schiste. Le dispositif et le procédé de combustion décrits dans le présent mémoire offrent l'avantage de minimiser la hauteur de la conduite ascendante nécessaire pour brûler complètement les particules de schiste bitumineux pyrogéné. Par combustion préalable des particules de schiste grossières et fines dans des zones séparées tirant profit des propor- tions relatives des deux charges, la durée totale de con- tact nécessaire pour la combustion est satisfaite dans une conduite ascendante plus courte. Bien que le procédé de l'invention soit utilisé très avantageusement dans un procédé de pyrogénation d'huile utilisant un schiste brûlé recyclé comme matière de transfert de chaleur, l'invention ne doit pas être limitée à un tel procédé de pyrogénation. L'homme de l'art peut aisément concevoir des schémas selon lesquels on uti- lise d'autres types de matière de transfert de chaleur, par exemple des compositions céramiques, du sable, de l'alumine, du fer, de l'acier, etc. Dans un tel cas, la matière de transfert de chaleur peut être mélangée simple- ment avec La charge de schiste en particules grossières entrant dans l'appareil de combustion. Même dans des pro- cédés dans lesquels on utilise un schiste usé comme prin- cipale matière de transfert de chaleur, il est souvent nécessaire d'ajouter aux circuits une autre matière de transfert de chaleur. De même, il est possible de concevoir d'autres formes de réalisation de l'invention qui pourraient utiliser les gaz chauds de combustion dans la pyrogénation d'un schiste bitumineux brut ou même d'utiliser l'appareil de combustion pour chauffer de l'eau afin de produire de la vapeur. En outre, si le résidu carboné contenu dans les matières solides pyroiysées est insuffisant pour produire la chaleur nécessaire pour maintenir la température dans le récipient de réaction aux niveaux de pyrolyse, un com- bustible supplémentaire,tel que du charbon granulaire ou une huile, peut être ajouté aux matières solides entrant dans l'appareil de combustion. Une telle façon de procéder peut être nécessaire lorsque la matière solide contenant du carbone est de faible qualité ou lorsque de grandes quantités de matière additionnelle de transfert de chaleur sont utilisées, en abaissant ainsi le pourcentage de résidu carboné présent dans la charge. 2502 1 68 REVENDICATIONS 1. Procédé de combustion de matières solides pyrolysées contenant un résidu carboné pour produire de la chaleur destinée à la pyrolyse d'une matière solide en particules contenant du carbone, o lesdites matières solides pyrolysées contiennent à la fois une fraction fine et une fraction grossière et une partie au moins de ladite'fraction fine est contenue dans un courant séparé de la fraction grossière des matières solides pyrolysées, procédé caractérisé en ce qu'il consiste (a) à brûler au moins une partie du résidu car- boné de la fraction fine contenue dans ledit courant séparé dans un appareil de pré-combustion en phase diluée par entraînement de la fraction fine dans un premier courant de gaz d'entraînement contenant de l'oxygène et ayant une vitesse supérieure à la vitesse finale des particules con- tenues dans la fraction fine; (b) à mélanger la fraction fine entraînée, par- tiellement brûlée, provenant de l'appareil de pré-combus- tion avec le reste des matières solides pyrolysées dans un second courant de gaz d'entraînement de vitesse supé- rieure à la vitesse finale des fractions grossière et fine; et (c) à brûler le résidu carboné imbrûlé contenu dans les fractions fine et grossière entraînées dans une seconde zone de combustion en phase diluée dans laquelle le second gaz d'entraînement et les matières solides en- traînées sont dirigés, ladite seconde zone de combustion en phase diluée contenant suffisamment d'oxygène pour brûler la totalité du résidu carboné imbrûlé contenu dans les fractions fine et grossière. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction fine de matières solides pyrolysées est partiellement brûlée dans l'appareil de pré-combustion avec une quantité d'oxygène inférieure à la stoechiométrie. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à séparer une fraction fine de cendre d'une fraction grossière de cendre, ladite cendre étant formée par la combustion des matières solides pyro- lysées contenant du carbone. 4. Procédé suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que la fraction grossière de cendre est re- cyclée comme matière de transfert de chaleur. 5. Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la matière solide contenant du carbone est une huile de schiste. 6. Procédé suivant la revendication 5, carac- térisé en ce que la température de la fraction fine dans l'appareil de pré-combustion n'excède pas 816'C. 7. Procédé suivant la revendication 5, carac- térisé en ce que le rapport de l'air au combustible dans l'appareil de pré-combustion se situe dans une plage d'en- viron 0,2 à environ 0,9. 8. Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un combustible supplémentaire est ajouté aux matières solides pyrolysées avant leur entrée dans la zone de combustion. 9. Procédé perfectionné de pyrogénation d'un schiste bitumineux utilisant une matière de transfert de chaleur chauffée par combustion de schiste bitumineux pyrogéné contenant de la matière carbonée résiduelle, o ledit schiste bitumineux pyrogéné renferme à la fois une matière en grains fins et en grains grossiers et au moins une partie de la matière en grains fins est contenue dans un courant séparé de la matière en grains grossiers, carac- térisé en ce que le perfectionnement consiste: (a) à brûler au moins une partie de la matière carbonée résiduelle contenue dans la matière en grains fins présente dans ledit courant séparé dans un appareil de pré- combustion de la matière fine par entraînement de ces fines particules dans un premier courant de gaz d'entraînement contenant de l'oxygène et dont la vitesse est supérieure à la vitesse terminale des fines particules; (b) à brûler une partie du résidu carboné con- tenu dans la matière en grains grossiers dans un appareil de précombustion des particules grossières contenant de l'oxygène en quantité inférieure à la quantité stoechiomé- trióue (c) à mélanger la matière en grains fins par- tiellement brûlée entraînée provenant de l'appareil de pré-combustion des particules fines et la matière en grains grossiers partiellement brûlée provenant de l'appareil de pré-combustion des particules grossières dans un second courant de gaz d'entraînement de vitesse supérieure à la vitesse terminale du mélange de particules fines et gros- sières et contenant une quantité au moins stoechiométrique d'oxygène; et (d) à brûler le résidu carboné restant dans la matière entraînée en grains fins et grossiers dans une zone de combustion verticale vers laquelle ledit second gaz d'entraînement est dirigé. 10. Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que la matière en grains fins est partiellement brûlée dans l'appareil de pré-combustion des fines parti- cules avec une quantité d'oxygène inférieure à la stoechio- métrie. 11. Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que la température de la matière brûlée dans l'appareil de pré-combustion des particules grossières et dans l'appareil de précombustion des particules fines n'excède pas 816'C. 12. Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que la matière en grains grossiers dans l'appa- reil de pré-combustion des particules grossières est con- tenue dans un lit fluidisé. 13. Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que la vitesse du gaz d'entraînement dans l'appareil de pré-combustion des particules fines est infé- rieure à la vitesse du courant de gaz dans la zone de com.- bustion verticale. 14. Procédé suivant la revendication 13, carac- térisé en ce que la vitesse du courant de gaz dans la zone de combustion verticale se situe dans une plage d'environ 24,4 à environ 45,75 m/s et la vitesse du gaz d'entraînement dans l'appareil de pré-combustion des particules fines se situe dans une plage d'environ 3,05 à environ 6,10 m/s. 15. Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce vue le schiste bitumineux brûlé est utilisé comme matière de transfert de chaleur. 16. Dispositif de combustion destiné à brûler un schiste bitumineux pyrogéné en particules divisé en un courant de fines particules et un courant de particules grossières, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une chambre de combustion (116) principale à disposition généralement verticale présentant une zone supérieure fermée au sommet, une zone intermédiaire et une zone inférieure ouverte à la base, ladite zone infé- rieure étant pourvue de moyens d'entraînement pneumatiques des matières solides entrant dans cette zone, ladite zone intermédiaire étant une zone tubulaire allongée agencée pour la combustion de matières solides en particules en- trainées,ladite zone supérieure étant réalisée en vue de la séparation rapide des particules grossières entraînées et du rassemblement et de la décharge des particules grossières séparées rapidement, ladite zone supérieure présentant en outre un orifice d'échappement pour l'élimi- nation des gaz de combustion et des particules fines en- traînées; (b) une chambre de combustion (110) tubulaire à dis- position générale verticale pour les matières solides en fines particules, conçue pour brûler des matières solides en fines particules entraînées pneumatiquement, ladite chambre de combustion des matières solides en fines parti- cules communiquant par son extrémité supérieure ouverte avec la zone inférieure de la chambre de combustion princi- pale, ladite chambre de combustion des matières solides en fines particules présentant en outre une extrémité infé- rieure pourvue d'une admission destinée à l'introduction du courant de fines particules et de moyens permettant l'entraînement pneumatique de la matière en fines particu- les et son transport le long de la chambre de combustion des matières solides en fines particules; et (c) une chambre de pré-combustion des matières solides grossières, présentant une admission pour l'intro- duction de la charge de particules grossières, de moyens de fluidisation d'un lit de combustion de la matière en particules grossières, et de moyens permettant la communi- cation avec la zone inférieure de la chambre de combustion principale. 17. Dispositif de combustion suivant la reven- dication 16, caractérisé en ce que la chambre de pré- combustion des particules solides grossières forme un espace annulaire autour de la zone inférieure de la chambre de combustion principale.