Brevet FR2594140A1 — publié le 19870814

La présente invention est relative à un procédé pour séparer des particules d'un gaz produit dans un unité de gazéificationpsrolYtiques de combustibles solide , à l'intérieur d'un lit fluidisé, et qui est mis en suspension dans une chambre de réaction par un courant gazeux, dans lequel de légères particules du lit fluidisé sont entrainées au sommet de la chambre de réaction par le courant gazeux et séparées de celui-ci au moyen d'un séparateur de particules, puis renvoyées par l'intermédiaire d'un conduit de retour vers le bas de la chambre de réaction où du nouveau combustible granulaire solide est ajouté et les cendres résultantes sont éliminées. Des fours à chaux sont utilisés par l'industrie de la cellulose pour récupérer la chaux vive à partir d'une liqueur verte caustique. Dans ce procédé, une boue de chaux hydratée froide est transportée, à travers un four rotatif tubulaire, à contre courant de gaz d'échappement chauds formés à l'extrémité opposée du four. Dans ce four, la boue de chaux est successivement séchée, chauffée et rebrûlée, la température de sortie de la chaux vive étant généralement entre 12000 et 1400 . Comme ce procédé consomme énormément d'énergie, on considère qu'il est avantageux d'utiliser des combustibles solides, par exemple du bois, de l'écorce, des produits du débroussaillement forestier et de la tourbe, qui sont séchés et brûlés directement sous forme d'une poudre, ou gazéifiés dans un lit fluidisé en circulation.Le gaz produit est utilisé pour faire fonctionner le four à chaux. En particulier, lorsque ce combustible est brûlé sous forme d'une poudre, mais également après gazéification, des impuretés telles que du silicium et de l'aluminium sont souvent transportées par le combustible dans le procédé chimique. De telles substances provoquent des problèmes dus, par exemple, à la formation de dépôts dans des évaporateurs. La raison de cet effet négatif réside en ce que les substances indésirables sont entrainées avec le gaz formé sous la forme d'une poussière très fine. Les cendres et la poussière sont normalement séparées du gaz dans un grand séparateur de particules. Cependant, un unique séparateur habituel, soit du type à cyclone soit d'autres types, n'est pas capable de séparer les plus fines particules avec l'efficacité souhaitable. Une solution possible consisterait à ajouter davantage de séparateurs de particules qui soient capables de séparer les plus fines particules. On peut envoyer ces particules dans un réacteur pour effectuer une combustion finale et récupérer de la chaleur, mais cette mise en oeuvre supplémentaire d'autres séparateurs est très coûteuse et consomme beaucoup d'énergie. L'objet de la présente invention est de permettre une séparation simple et efficace des substances indésirables, sans nécessiter de moyens de séparation supplémentaires. A cette fin, conformément à la présente invention, une proportion fixée de particules revenant du séparateur de particules est éliminée à partir du conduit de retour. Le gaz pyrolytique est de préférence utilisé pour faire fonctionner un four à chaux. La proportion de particules éliminées est de préférence entre 1 et 2 % de la quantité totale de la matière du lit en circulation. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. A la figure unique du dessin on a illustré schématiquement une unité de gazéification conforme à la présente invention. L'unité de gazéification comprend un réservoir 10 de biomasse, consistant par exemple en produits de débroussaillement forestier, écorces, copeaux ou tourbe, ces produits ayant été réduits à la dimension d'une sciure de bois. La biomasse est transportée par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 11, d'une vanne 12 et d'une entrée 13 dans la chambre de réaction 14. Le fond de cette chambre présente une plaque de distribution 15 et un moyen 16 situé en dessous de celle-ci pour amener de l'air sous pression dans la chambre, et une sortie 17, pour des cendres et les matières du lit consumé. Un séparateur à cyclone 18 est monté au sommet de la chambre de réaction 14 et disposé pour séparer les matières du lit et d'autres particules solides montant dans la chambre de réaction sous l'action de l'air sous pression. Ces particules solides sont renvoyées vers la chambre, au-dessus de la plaque de distribution 15 par un conduit de retour 19. Le gaz produit est dirigé dans la direction opposée du séparateur 18, pour etre utilisé en tant que combustible. La chambre de réaction 14 contient un lit fluidisé en circulation qui est chauffé par le procédé de combustion et qui comprend de la biomasse, du matériau inerte et du calcaire brûlé granulaire. Après gazéification, le restant de la biomasse comprend du charbon et des cendres, et éventuellement des impuretés de type sable. Le séparateur à cyclone 18 sépare ces particules mélangées à la matières du lit et le gaz produit. Le charbon est enflammé alors qu'il revient vers la plaque de grillage 15 située en bas de la chambre 14 et brûlé dans la partie inférieure de la chambre de réaction, en dessous de l'entrée 13 de la biomasse, si bien que la biomasse fraîche est graduellement chauffée et gazéifiée dans un procédé contrôlé. Le séparateur à cyclone est adapté pour séparer des particules granulaires petites et fines, entraînées du sommet de la chambre 14 par le courant gazeux. Les plus petites particules de poussière, contenant des substances gênantes comme par exemple du silicium et de l'aluminium, peuvent cependant suivre le courant de gaz produit allant vers le four à chaux 20. Pour empêcher cela, l'unité a été équipée de moyens pour retirer une proportion déterminée de matières du lit, des parties de l'unité dans lesquelles sont concentrées de fines particules granulaires. Ainsi, le conduit de retour 19 a une sortie 21 formée par exemple par un couloir de descente aboutissant dans un convoyeur à vis de décharge 24, qui est relié à un autre convoyeur 23 montant depuis la sortie 17 située en bas de la clamb -e lt jusquPb un récipient 22. Cette élimination de matières granulaires fines réduit considérablement la proportion de poussière indésirable dans le gaz produit. Des essais ont montré que seulement 1 à 2 % de la quantité totale de la matière du lit en circulation doivent être retirés pour obtenir l'effet désiré. La matière du lit qui a été retirée contient un faible pourcentage de biomasse jitibrulée ou non gazéifiée mais ceci n'a aucune importance notable pour I'économie totale de l'unité de gazéification. L'unité décrite ci-dessus est équipée d'une isolation thermique (non représentée au dessin). REVENDICATIONS 1. Procédé pour améliorer la séparation des particules d'un gaz produit dans une unité de gazéification pyrolytiaue de combustibles solides, à l'intérieur d'un lit fluidisé,et qui est mis en suspension dans une chambre de réaction (14) par un courant gazeux, dans lequel de légères particules du lit fluidisé sont entraînées au sommet de la chambre de réaction par le courant gazeux et sont séparées de celui-ci au moyen d'un séparateur de particules (18) puis renvoyées par l'intermédiaire d'un conduit de retour (19) vers le bas de la chambre de réaction (18) où du nouveau combustible granulaire solide est ajouté et les cendres résultantes sont éliminées, c a r a c t é r i s é en ce qu'une proportion fixée de particules revenant du séparateur de particules (18) est éliminée à partir du conduit de retour (19). 2. Procédé suivant la revendication 1, c a r a ct é r i s é en ce que le gaz pyrobitique est utilisé pour faire fonctionner un four à chaux. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, c a r a c t é r i s é en ce que la proportion éliminée est comprise entre 1 et 2 % de la quantité totale de la matière du lit en circulation.