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methane
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CO
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nitrogen
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carbon
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oxygen
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nickel
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carbon oxide
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etran
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Gene Or Protein
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Tric
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Appa
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Etre
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Metha
(1)
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Bru
(1)
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Physical
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de 107 Pa
(1)
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4 s
(1)
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107 Pa
(1)
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106 Pa
(1)
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Generic
(2/ 3)
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cation
(2)
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hydrogens
(1)
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Organism
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bee
(1)
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Substituent
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azo
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515637A1
Family ID 2712160
Probable Assignee Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF POUR REALISER LA GAZEIFICATION
HYDROGENANTE DU CHARBON
Abstract
_________________________________________________________________
<P>L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR REALISER LA
GAZEIFICATION HYDROGENANTE DU CHARBON.</P><P>SUIVANT L'INVENTION, ON
UTILISE UN REACTEUR DE GAZEIFICATION 12 QUI, AVEC LE CIRCUIT ASSOCIE
DE PRODUCTION DE GAZ, EST COMBINE A UNE CENTRALE ELECTRIQUE 11 DE
TELLE SORTE QUE LA CHAMBRE DE COMBUSTION 28 DE CETTE CENTRALE EST
ALIMENTEE PAR LE COKE RESIDUEL DELIVRE PAR LE REACTEUR 12 ET QUE LA
CHALEUR A HAUTE TEMPERATURE TIREE DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION EST
UTILISEE POUR LA PRODUCTION D'hydrogen SERVANT AU PROCESSUS DE
GAZEIFICATION.</P><P>L'INVENTION EST PRINCIPALEMENT UTILISEE POUR LA
GAZEIFICATION HYDROGENANTE DU CHARBON, DE LA TOURBE OU DE LA
BIOMASSE.</P>
Description
_________________________________________________________________
t 2515637
"Procede et dispositif pour realiser la gazeification hydroge-
nante du charbon".
L'invention concerne un procede et un dispo-
sitif pour realiser la gazeification hydrogenante du charbon, de la
tourbe ou de la biomasse a l'aide d'un
reacteur de gazeification.
Un reacteur de gazeification sert a produi-
re du methane (CH 4) a partir de charbon brut A cet effet le charbon
brut est gazeifie partiellement avec
de l'hydrogen sous une pression de 107 Pa L'hydroge-
ne necessaire est produit en continu dans un circuit de production de
gaz moyennant l'utilisation d'une partie du CH 4 produit et moyennant
l'absorption d'une
chaleur de traitement a haute temperature A cet ef-
ffet on utilise habituellement des chambres de combus-
tion prevues specialement pour ce faire et qui sont
alimentees par l'energie primaire habituellement dis-
ponible, notamment du charbon.
L'invention a pour but de fournir un proce-
de, economisant l'energie, pour realiser la gazeifi-
cation hydrogenante.
Ce probleme est resolu conformement a l'in-
vention grace au fait que la chaleur de traitement ne-
cessaire pour la gazeification est produite par com-
bustion du coke residuel tire du reacteur de gazeifi-
cation. De ce fait,l'energie primaire particuliere est remplacee par
le coke residuel, qui provient du reacteur et qui est obtenu
habituellement en temps que sous-produit, ce qui a pour effet que l'on
obtient non seulement une economie notable d'energie, mais egalement
une reduction importante de la pollution de l'environnement En outre
l'evacuation du sous-produit
forme par le coke residuel est reduite.
Dans le processus de gazeification, il se e produit, en memetemps que
la formation de methane,
une desulfuration du charbon et une fixation de l'azo-
te, de sorte que lors de la combustion du coke residuel
il apparait un gaz de fumee exempt de sulfur et d'nitrogen.
Conformement a un mode de mise en oeuvre de
l'invention, on utilise pour la combustion du coke re-
siduel la chambre de combustion d'une centrale electrique.
De ce fait,on realise simultanement une centrale elec-
tric non polluante dont le gaz de fumee est pauvre en
substances nocives.
Pour utiliser la chaleur du processus a une temperature aussi elevee
que possible, on dispose de
preference un reacteur de dissociation avec un cataly-
seur dans la zone chaude de la chambre a combustion de la centrale
electrique
La dissociation, necessaire pour le proces-
sus de gazeification, d'une partie du methane produit
s'effectue sur le catalyseur L'energie thermique ne-
cessaire a cet effet, situee a un niveau superieur de temperature, est
prelevee dans la zone chaude
du gaz de fumee Ceci a pour avantage que,dans la cen-
trale electrique,la precieuse chaleur a haute tempera-
ture, qui est normalement perdue, est utilisee pour
le circuit du generateur de gaz Gracea la combinai-
son de la gazeification hygro-:ee ante avec unsr centrale
electrique, on contribue par consequent de facon im-
portante a realiser une economie d'energie, qui ac-
croit, d'une valeur importante, non seulement le
rendement du reacteur de gazeification, mais egale-
ment simultanement celui d'une centrale electrique.
On peut obtenir une transmission particulie-
rement bonne de la chaleur de la chambre de combustion de la centrale
electrique au circuit du generateur de gaz en utilisant un reacteur
tubulaire de dissociation
connu comportant un catalyseur approprie.
Conformement a un autre mode de mise en oeu-
vre de l'invention, la vapeur necessaire pour le cir-
cuit du generateur de gaz est prelevae sur l'installation
de production de vapeur de la centrale electrique.
Ceci permet de supprimer des generateurs par-
ticuliers de vapeur, ce qui entraine une reduction aus-
si bien des dimensions de la construction que du mate-
riau et une economie de travail En outrecette dispo-
sition simplifie la realisation d'une unite de construc-
tion compacte gazeificateur-centrale electrique.
D'autres caracteristiques et avantages de la
presente invention ressortiront de la description don-
nee ci-apres prise en reference au dessin annexe Le dispositif
represente sur le dessin est une installation combinee d'un
gazeificateur et d'une centrale electrique, constituee par une
installation de gazeification 10 entouree par une ligne formee de
tirets et par une centrale electrique 11 entouree par
un trait mixte.
La production de CH 4 s'effectue dans un reacteur 12 dans lequel du
charbon brut seche 13 est
gazeifie partiellement avec de l'hydrogen a une pres-
sion d'environ 107 Pa Aussi bien le carbon que le sulfur, l'nitrogen,
l'oxygen, qui sont contenus dans le charbon, se combinent avec
l'hydrogen pour former de T
composes hydrogens qui sont envoyes par l'intermediai-
re d'une conduite 14 a un dispositif 15 d'epuration du gaz C'est dans
ce dispositif 15 d'epuration du gaz
que les composes sont separes et evacues Les gaz re-
siduels obtenus apres elimination de NH 3 et H 25 par-
viennent dans une installation de separation a basse temperature 16,
danslaquelle l'hydrogen residuel et eventuellement du CO 2 sont
elimines Le CH 4 separe de cette maniere est enfin envoye par
l'intermediaire d'une
turbine de detente 17 a un accumulateur ou a un appa-
reil d'utilisation non represente.
Une partie du CH 4 synthetise detendu a envi-
ron 5 106 Pa est derivee par l'intermediaire d'une con-
duite 18 en vue-de la production de l'hydrogen neces-
saire pour le processus de gazeification Le CH 4 deri-
ve est dissocie avec de la vapeur d'water et est ensuite chauffe dans
un echangeur de chaleur a haute temperatu- ie 20 Le melange
vapeur-methane chauffe est envoye a travers un reacteur tubulaire de
dissociation 21, dans
lequel le melange est dissocie, sur un catalyseur for-
me de nickel, en carbon oxide et en hydrogen Ce
processus se deroule a des temperatures elevees, a en-
viron 9000 C La chaleur a haute temperature du melange reactionnel
CO,H 2 est delivree a l'echangeur de
chaleur 20 pour realiser l'echauffement du melange me-
thane-vapeur Dans un reformeur 22 branche en aval, le CO est
transforme en CO 2 et H 2 moyennant des adjonctions
de vapeur d'water, et est envoye a l'installation de se-
paratioh 16 L'hydrogen libere de restes de gaz etran-
gers dans l'installation de separation est finalement comprime a
environ 10 ' Pa dans un compresseur 25 et
est envoye au reacteur 12.
Pour l'obtention de l'energie thermique
necessaire pour la production de l'hydrogen, on uti-
lise la chambre de combustion 28 de la centrale elec
tric 11 en employant le coke residuel sortant du reac-
teur 12 A cet effet le coke residuel est transporte di-
rectement par l'intermediaire d'une conduitecorrespon-
dante 30 depuis le sas de delivrance du coke dans la chambre de
combustion 28, en etant finement moulu dans
un broyeur intercale 31 Cette utilisation du coke re-
siduel presente, au-dela de l'avantage de l'economie d'energie
primaire, l'avantage supplementaire important selon lequel le gaz de
fumee ainsi produit ne contient
pas de sulfur, ni d'nitrogen nuisibles.
k 5, La centrale electrique Il est constituee es-
sentiellement par la chambre de combustion 28, l'evapo-
rateur 30, les turbines a haute pression, a moyenne
pression et a basse pression 35,36,37 et une gene-
ratrice 38 Pour la production de vapeur, il faut
abaisser la temperature du gaz de fumee, qui depas-
se 1000 'C, a une valeur comprise entre 900 et 8000 C. La chaleur a
haute temperature ainsi obtenue, que l'on n'utilise pas dans les
centrales electriques
usuelles, est utilisee de facon optimale dans l'ins-
tallation ici decrite, pour le circuit du generateur
de gaz A cet effet,le reacteur tubulaire de disso-
ciation 21 est dispose dans la zone chaude 40 de la chambre de
combustion 28 au-dessous de l'evaporateur
, de sorte que ce reacteur tubulaire de dissocia-
tion 21 sert simultanement a refroidir le gaz de fu-
mee envoye a l'evaporateur 30 L'evaporateur 30 est dispose dans une
zone 52 de la chambre de combustion,
presentent une temperature plus faible.
La vapeur necessaire pour le circuit du generateur de gaz peut etre
avantageusement prelevee sur l'installation de production de vapeur de
la centrale electrique 11, eventuellement moyennant
le montage intercale d'une turbine de detente 42.
Afin de soutenir le fonctionnement conti-
nu economique de l'installation 10, 11, il est pos-
sible de prevoir une autre centrale electrique 45 dans laquelle on
utilise le CH 4 en exces Dans le
cas d'un faible besoin en CH 4, on detend le metha-
ne en exces au moyen d'une turbine 46 et on le bru-
le dans une chambre de combustion 47 Avec les gaz de fumee,on fait
fonctionner un compresseur 48 et
une turbine a gaz 49 en vue d'entrainer une genera-
trice 50.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede pour realiser la gazeification hy-
drogenante du charbon, de la tourbe ou de la biomasse a
l'aide d'un reacteur de gazeification ( 12), caracteri-
se en ce que la chaleur de traitement necessaire pour la gazeification
est produite par combustion du coke
residuel tire du reacteur de gazeification ( 12).
2 Procede selon la revendication 1, carac-
terise en ce que l'on utilise la chambre de combustion ( 28) d'une
centrale electrique ( 11) pour la combustion
du coke residuel.
3 Procede selon la revendication 2, carac-
terise en ce que la chambre de combustion ( 28) est subdivisee en une
zone ( 40) a temperature elevee pour la production de la chaleur de
traitement et en une
zone ( 52) possedant une temperature inferieure.
4 Procede selon la revendication 3, carac-
terise en ce que la chaleur de traitement est absor-
bee dans un reacteur de dissociation ( 21) quiest dis-
pose dans la zone chaude ( 40) de la chambre de combus-
tion ( 28) de la centrale electrique ( 11).
Procede selon la revendication 4, carac- terise en ce qu'il est prevu
un reacteur tubulaire de
dissociation ( 21) comportant un catalyseur.
6 Procede selon l'une quelconque des reven-
dications 1 a 5, caracterise en ce que la vapeur ne-
cessaire pour le processus de gazeification est prele" vee sur une
installation de production de vapeur d'
une centrale electrique.
7 Installation pour la mise en oeuvre du procede selon la
revendication 1, caracterisee par une chambre de combustion ( 28), qui
est reliee a la sortie ( 32) du coke residuel du reacteur de
gazeification ( 12) et qui contient un reacteur de dissociation ( 21)
dans
lequel la chaleur de traitement est amenee a une tem-
251-5637
perature elevee.
8 Installation selon la revendication 7, caracterisee en ce que la
chambre de combustion est
une chambre de combustion ( 28)d'une centrale electri-
que ( 11). 9 Installation selon la revendication 8, caracterisee en ce
que le reacteur de gazeification {( 12) forme, avec le circuit associe
( 10) de production de gaz et la centrale electrique ( 11), une unite
de construction.
Installation selon l'une quelconque
des revendications 7 et 8, caracterisee en ce que le
circuit de vapeur pour le processus de gazeification
est integre au circuit de vapeur de la centrale elec-
tric ( 11).
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