Brevet FR2513146A1 — publié le 19830325

L Ia présente invention concerne un dispositif vertical pour le refroidissement de gaz soumis à un traitement, provenant d'un processus de gazéification et, simultanément, pour la séparation des composants solides contenus dans lesdits gaz. Avec les gaz traités, engendrés dans un réacteur de gazéi- fication, tels que ceux provenant de la gazéification du charbon, il est indispensable de refroidir les gaz de gazé- ification, sortant du réacteur à une température d'environ 15002 C, jusqu'à une température permettant de les soumettre, sans perturbations, à une technique secondaire de traite- ment Il y a lieu en outre de rechercher, à coté de ce refroidis- sement, à soumettre les gaz de gazéification, chargés de particules solides et liquides, à un brassage intensif au cours de leur cheminement, de façon à obtenir, dans une phase finale de refroidissement, généralement effectuée par convection, un gaz dont la neutralité réactionnelle, par rapport aux surfaces de transfert dehhaleur utilisées dans cette dernière phase, sera très poussée Il y a également lieu de séparer d'avec ces gaz traités, avant leur refroidissement par les surfaces de transfert de chaleur agissant par convection, une partie au moins des composants solides qu'ils contiennent La présente invention a donc pour objet de réaliser un dis- positif du genre défini au début, permettant de refroidir, dans un état essentiellement ilbre de particules solides, les gaz traités provenant d'un réacteur de gazéification Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'un dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué par 2. une cuve cylindrique composée de plusieurs sections; en ce que la partie inférieure d l'enveloppe de la cuve comporte une entrée de gaz disposée tangentiellement et débouchant dans un cyclone; en ce qu'au dessus dudit cyclone sont disposées des surfaces réfrigérantes dont celle surmontant immédiatement ledit cyclone ont la forme de surfaces de transfert de chaleur en formation compartimentée et celles disposées plus haut ont la forme de surfaces de transfert de chaleur en formation cylindrique; en ce que lesdites surfaces de transfert de chaleur en formation cylindrique sont suspendues dans la cuve au moyen d'éléments porteurs à la manière de thermo-plongeurs, les éléments porteurs des surfaces de transfert de chaleur en formation cylindrique assurant, conjointement avec un tube et un registre disposé à la sortie des gaz traités, le réglage de la quantité de gaz traités parcourant la surface de transfert de chaleur en formation cylindrique occupant la position la plus éle- vée; en ce qu'outre les surfaces de transfert de chaleur en formation compartimentée et celles en formation cylin- drique, il est prévu des surfaces réfrigérantes, disposées verticalement et constituées par des éléments tubulaires alternant avec des entretoises, constituant la paroi de la cuve et centrées sur la paroi externe de celle-ci au moyen d'une masse compactée; et en ce qu'à chaque système de surfaces de transfert de chaleur, associé dans chaque cas à une section de la cuve, sont adjoints des organes géné- rateurs de chocs en vue du nettoyage desdites surfaces de transfert de chaleur Les avantages découlant de la présente invention sont les suivants: les gaz traités sont refroidis avant leur entrée dans le cyclone à gaz chauds; 13146 3. la surface réfrigérante, incorporée à cette fin au conduit de gaz menant au cyclone, peut être nettoyée, pendant le déroulement du processus, au moyen d'organes de percus- sion; l'enveloppe supportant la pression est protégée par la surface réfrigérante; les vides entre la surface réfrigérante et l'enveloppe de pression, sont emplis d'une masse isolante; le cyclone est incorporé à la cuve de pression les surfaces de transfert de chaleur formant parois des sections de cuve peuvent être nettoyées, pendant le dé- roulement du processus, au moyen d'organes de percussion les surfaces de transfert de chaleur en formation compar- timentée et celles en formation cylindrique peuvent être nettoyées, pendant le déloulement du processus, au moyen d'organes de percussion; les surfaces de transfert de chaleur en formation compar- timentée et celles en formation cylindrique peuvent être suspendues dans la cuve à la manière de thermo-plongeurs les intervalles entre la surface de transfert de chaleur formant paroi et la paroi de la cuve supportant la pres- sion sont emplis d'une masse isolante pour éliminer les cavités; et la température de sortie des gaz traités est maintenue constante au moyen d'un tube de dérivation L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à un exemple préféré, non limitatif, de réalisation repré- senté sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe verticale du dispositif selon l'invention; et la figure 2 est une coupe verticale 9 à plus grande échel- le, de la zone A de la figure 1 4. Comme le montrent les figures 1 et 2, les gaz traités, pro- venant d'un réacteur non représenté, parviennent, par la conduite 16 garnie intérieurement de surfaces réfrigérantes 17 formées d'une tubulure faite d'éléments tubulaires al- ternant avec des entretoises, à la cuve cylindrique compo- sée de plusieurs sections ( 1, 2, 3, 4, 5) L'entrée de gaz 6 est située à la partie inférieure de l'enveloppe de la cuve qu'elle rejoint tangentiellement Cette entrée de gaz 6 débouche dans un cyclone 7 dans lequel une fraction des particules de matières solides véhiculées par le gaz en est séparée Au dessus du cyclone 7 sont disposées des surfa- ces réfrigérantes dont celles surmontant immédiatement le cyclone 7 ont la forme de surfaces de transfert de chaleur en formation compartimentée 8 Celles disposées plus haut présentent des formations cylindriques 9 Ces surfaces de transfert cylindriques 9 sont suspendues dans la cuve par des éléments porteurs 10 à la manière de thermo-plongeurs Ces éléments porteurs sont disposés de façon à assurer, conjointement avec un tube 11 et une vanne (ou registre) 12 disposée à la sortie 18 des gaz traités, le réglage de la quantité de gaz traités parcourant les surfaces de trans- fert cylindriques 9 occupant la position la plus élevée, de façon à pouvoir toujours obtenir, à la sortie de la cuve, une température de sortie des gaz pratiquement constante Outre les surfaces de transfert compartimentées 8 et les surfaces de transfert cylindriques 9, le dispositif com- porte également des surfaces réfrigérantes 13, formant surfaces de transfert de chaleur verticales, composées d'é- léments tubulaires alternant avec des entretoises, et cons- tituant la paroi de la cuve Ces surfaces réfrigérantes 13 sont centrées sur la paroi externe de la cuve au moyen d'u- ne masse compactée 14 Des organes générateurs de chocs 15 sont associés à chaque système de surfaces de transfert 8, 9, 13, pour permettre le nettoyage desdites surfaces 2 5 t 3146 5. REVENDICATION Dispositif vertical pour le refroidissement de gaz traités provenant d'un processus de gazéification et, simultanément, pour la séparation des composants solides contenus dans les- dits gaz, caractérisé: en ce que ce dispositif est constitué par une cuve cylin- drique composée de plusieurs sections ( 1, 2, 3, 4, 5); en ce que la partie inférieure ( 1) de l'enveloppe de la cuve comporte une entrée de gaz ( 6) disposée tangentiel- lement et débouchant dans un cyclone ( 7); en ce qu'au dessus dudit cyclone ( 7) sont disposées des surfaces réfrigérantes dont celles surmontant immédiate- ment ledit cyclone ( 7) ont la forme de surfaces de trans- fert de chaleur en formation compartimentée ( 8) et celles disposées plus haut ont la forme de surfaces de transfert de chaleur en formation cylindrique ( 9); en ce que lesdites surfaces de transfert de chaleur en formation cylindrique ( 9) sont suspendues dans la cuve au moyen d'éléments porteurs ( 10) à la manière de thermo- plongeurs, les éléments porteurs ( 10) des surfaces de transfert de chaleur en formation cylindrique ( 9) assurant, conjointement avec un tube ( 11) et une vanne ( 12) dispo- sée à la sortie ( 18) des gaz traités, le réglage de la quantité de gaz traités parcourant la surface de trans- fert de chaleur en formation cylindrique ( 9) occupant la position la plus élevée; -en ce qu'outre les sur'aces de transfert de chaleur en formation compartimentée ( 8) et celles en formation cy- lindrique ( 9) il est prévu des surfaces réfrigérantes ( 13), disposées verticalement et constituées par des éléments tubulaires alternant avec des entretoises, constituant la paroi de la cuve et centrée sur l'enveloppe externe de celle-ci au moyen d'une masse compactée ( 14); 6. et en ce qu'à chaque système de surfaces de transfert de chaleur ( 8 ou 9) associé dans chaque cas à une section de la cuve, sont adjoints des organes générateurs de chocs ( 15) en vue du nettoyage desdites surfaces de transfert de chaleur ( 8 ou 9)