Brevet FR2549488A1 — publié le 19850125

Procédé pour l'exploitation d' une installation de gazéification de combustibl essolides. L'invention concerne un procédé pour l'exploitation d' une installation de gazéification de com5 bustiblessolides,avec de l'oxygène et de la vapeur d'eau et/ou du dioxyde de carbone comme agent de gazéification, le combustible formant un lit fixe dans lequel on envoie l'agent de gazéification par le bas, en-dessous duquel on déverse dans un bain d'eau 10 les résidus minéraux non combustibles sous forme de laitier solide, et on soutire le gaz produit audessus du lit fixe et on l'envoie à un refroidissement et à une épuration. La gazéification du charbon en lit fixe est 15 connue et est représentée, par exemple, dans Ullmanns Enzyklopâdie der technischen Chemie, 4 ème édition, ( 1977), tome 4, pages 383 à 386 Des détails de l'installation de gazéification du combustible avec évacuation de laitier liquide, sont donnés aux brevets du 20 Royaume Uni de Grande-Bretagne et d'Irlande numéros: 1 507 905, 1 508 671 et 1 512 677, ainsi qu'à la demande de brevet publiée en République Fédérale d'Allemagne sous le No 27 38 932 et au brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 180 387 Dans la gazéifi25 cation, il se forme un produit gazeux ayant des températures comprises entre 400 et 12000 C Ce gaz produit peut être refroidi, dépoussiéré et désulfuré d'une manière en soi connue; des détails de ce traitement peuvent être trouvés à la demande de brevet mise à l'inspection publique en République Fédérale d'Aile5 magne sous le No 25 04 657 et au brevet des EtatsUnis d'Amérique correspondant No 4 087 258. L'invention vise à utiliser, dans le procédé connu mentionné au début du présent mémoire, un co 0bustible contenant du vanadium et à récupérer, au moins partiellement, le vanadium lors de la gazéification Ceci s'effectue, suivant l'invention, en ce que l'on utilise, comme combustible, du coke de pétrole et en ce que l'on charge en plus à la gazéification un carbonate de métal alcalin en une quantité qui transforme la teneur en vanadium du combustible, en tout ou dans une grande mesure, en composéshydrosolublesdu vanadium Ces composés hydrosolubles du vanadium se trouvent d'abord dans le laitier liquide et ils sont dissous dans l'eau du bain d'eau refroidis20 sant le laitier On envoie cette eau à une séparation du vanadium o le vanadium est précipité et récupéré d'une manière en soi connue. Le procédé est favorable, du point de vue écologique, parce que le métal lourd qu'est le vana25 dium que l'on met habituellement à la décharge, est retiré du laitier; en même temps, le gaz brut produit par la gazéification peut être épuré et désulfuré On peut ainsi charger à la gazéification aussi bien des combustibles contenant du vanadium que du soufre, à savoir, outre le coke de pétrole, par exemple du bitume, du goudron ou des hydrocarbures liquides ayant un point d'ébullition supérieur à 2000 CDes détails de l'invention sont explicités au moyen du dessin qui représente schématiquement des 35 variantes du procédé. Dans un réacteur 1 pour gazéifier du combustible solide, sous une pression allant de 10 à 100 bars, on charge, par le conduit 2, du coke de pétrole Ce coke de pétrole provient de la manière habituelle du traitement du pétrole brut Par le conduit 3, on envoie au réacteur 1 un carbonate de métal alcalin, par exemple du carbonate de soude Par un autre conduit 4, on peut ajouter aussi à la gazéification dans le réacteur 1 des matières solides qui servent dans 10 la gazéification de charges ou d'additifs, comme par exemple du laitier, du sable, de la chaux ou de la dolomite On peut en outre charger, par le conduit 4, du bitume, du goudron, ou d'autres hydrocarbures liquides ayant un point d'ébullition supérieur à 200 C, 15 et qui ont une faible valeur marchande. Le réacteur 1 a un agencement connu en soi, il présente, dans la partie inférieure, plusieurs conduits d'entrée 5 et 6 pour de l'oxygène et de la vapeur d'eau supplémentaire et/ou du dioxyde de car20 bone, qui servent d'agents de gazéification Le combustible, qui est constitué en tout ou pour une part prépondérante de coke de pétrole en grains, forme dans le réacteur 1 un lit fixe qui, en raison des réactions de gazéification, se déplace lentement vers le bas Le 25 P-az produit est soutiré par le conduit 7. Le laitier liquide se rassemble à la partie inférieure du réacteur et s'écoule par le conduit 8 dans un récipient de refroidissement 9 On envoie de l'eau au recipient de refroidissement 9 par le conduit 10, de manière à ce que le laitier 30 liquide qui a une température allant de 700 à 1500 C se refroidisse dans un bain d'eau 11, jusqu'à des températures de 40 à 300 C Il règne dans le récipient de refroidissement à peu près la pression de 10 à 100 bars qui règne dans le réacteur 1. Le carbonate de métal alcalin déjà envoyé au réacteur 1 s'est transformé, pendant la gaéification, avec la teneur en vanadium du coke de pétrole qui habituellement est comprise entre 100 et 8000 ppm, en composés hydrosolubles du vanadium Ces composés arrivent, avec le laitier liquide, dans le bain d'eau 11 et y sont dissous En-dessous du dispositif de tamisage 12, on envoie l'eau par une vanne de détente 13, à un récipient 14 pour récupérer le vanadium Le laitier provenant du récipient de refroi10 dissement 9 est envoyé au sas 15. Pour la séparation du vanadium dans l'eau du récipient 14, on ajoute, par le conduit 16, de l'acide, par exemple H 2504, et on précipite le pentoxyde de vanadium que l'on soutire par le conduit 17 On enlève 15 la partie principale de l'eau acidulée par le conduit 18 Le traitement ultérieur du pentoxyde de vanadium qui passe dans le conduit 17 s'effectue d'une manière en soi connue. Exemple Dans une installation d'essai correspondant au dessin, on gazéifie 1000 kg de coke de pétrole provenant d'une cokéfaction lente Le coke a la composition suivante: Cendres: 0,6 % en poids Humidité: 10,0 % " " C: 88, 4 % " " (sec) H: 4,0 % O: 1,0 % " N: 1,8 % " " S: 4,2 % " V: 2250 ppm. Comme additifs, on ajoute au coke de pétrole, par le conduit 3, 48 kg de carbonate de soude et 48 kg de laitier de hauts fournaux La gazéification 35 s'effectue avec un mélange de vapeurs d'eau et d'oxygène sous une pression de 32 bars et avec un rapport de la vapeur d'eau à l'oxygène de 1,04 kg/ m 3 normaux. Un gaz produit ayant une température de 616 C et en une quantité de 2453, 5 m 3 normaux quitte, par le conduit 7, le réacteur de gazéification 1 d'un type de construction connu en soi, en ayant la composition (sec): CO 2: 2,5 % en volume H 2 S: 1,0 % CO: 57,0 % " H 2: 35,4 % CH 4: 1,0 % " N 2 + Ar: 2,9 % Cn Hm: 0,2 % n " Par le conduit 8, on soutire 82 kg de laitier, qui contiennent 2 kg de vanadium Le laitier s'écoule dans le récipient de refroidissement 9, dans lequel on envoie 1600 kg d'eau environ par le conduit 10. 20 Après séparation du laitier resolidifié et détente de l'eau par la vanne 13, on précipite et on sépare dans le récipient 14 environ 3,6 kg de V 205 que l'on sépare. REVENDICATIONS 1 Procédé pour l' exploitation d' une installation de gazéification de combustiblesolides,avec de l'oxygène et de la vapeur d'eau et/ou du dioxyde de carbone comme agent de gazéification, le combustible formant un lit fixe dans lequel on envoie l'agent de gazéification par le bas, endessous duquel on déverse dans un bain d'eau les résidus minéraux non combustibles sous forme de laitier solide, 10 et on soutire le gaz produit au-dessus du lit fixe et on l'envoie à un refroidissement et à une épuration, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme combustible du coke de pétrole et à charger en plus, dans la gazéification, un carbonate de métal 15 alcalin en une quantité qui transforme la teneur en vanadium du combustible en tout ou dans une grande mesure en des composés hydrosolubles du vanadium. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à envoyer l'eau contenant 20 des composés du vanadium à l'état dissous et provenant du bain d'eau, à une séparation du vanadium. 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à désulfurer le gaz brut. 4 Procédé suivant la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé en ce qu'il consiste à charger en plus, dans la gazéification, du bitume, du goudron, des hydrocarbures liquides ayant un point d'ébullition supérieur à 200 C. Procédé suivant la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé en ce qu'il consiste à charger en plus, dans la gazéification, des produits solides en grains, notamment des laitiers, du sable, de la chaux, de la dolomite ou d'autres agents fondants.