INSTALLATION DE TRAITEMENT A HAUTE TEMPERATURE DE MATIERES PULVERULEN-
<EMI ID=1.1>
La présente invention se rapporte à une installation de traitement à haute température de matières pulvérulentes pour exécuter des procédés de traitement chimique et/ou physique de matières pulvérulentes en suspension dans une atmosphère de gaz inertes ou réactifs contenus dans une chambre de réaction, lesdits procédés utilisant comme source de chaleur une torche à plasma, dans laquelle l'arc jaillissant entre deux électrodes communique aux gaz qui le traverse une énergie contrôlable portant ces derniers à haute température.
<EMI ID=2.1>
que les Se% doivent être présents en une quantité beaucoup plus grande que le quantité strictement absorbée par le procédé chimique et/ou phy-
<EMI ID=3.1>
des gaz non utilisés dans la chambre de réaction.
Il peut se faire d'autre part que les produits gazeux, liquides ou solides que l'on veut extraire à l'issue du traitement ne puissent être séparés ou extraits des autres gaz de réaction qu'à une température sensiblement plus basse que la température de réaction, de sorte que les gaz recyclés doivent être successivement refroidis puis réchauffés au cours d'un cycle de parcours, ce qui exige une grande consommation d'énergie. Ce problème est surtout aigu si l'on utilise comme moyen
de chauffage une torche à plasma, dont il est connu qu'elle travaille de façon d'autant plus économique que les gaz à son entrée sont de température plus élevée.
Le but de l'invention, qui a trait à une installation de traitement chimique et/ou physique à haute température, est de supprimer ou atténuer les inconvénients décrits ci-dessus par l'emploi d'échangeurs thermiques particulièrement adaptés permettant de récupérer les calories des gaz de sortie et les renvoyer dans les gaz d'entrée, diminuant d'autant la puissance de chauffe à fournir par la torche à plasma.
Un autre but de l'invention est de -donner aux chambres de mélange et de réaction de l'installation ainsi qu'aux différents échangeurs
une forme telle que les déperditions calorifiques vers l'extérieur de l'enceinte du réacteur soient rendues minimales et que le tout constitué un ensemble agencé de façon favorable, tant au point de vue <EMI ID=4.1>
Un autre but de l'invention est de coupler par une disposition adéquate des différents éléments l'action de la torche à plasma, de
la chambre de réaction et de l'échangeur thermique le plus proche de la chambre de réaction, de façon à obtenir l'un des résultats suivants: <EMI ID=5.1> relativement homogène, b) chambre de réaction contenant un lit fluidisé de température <EMI ID=6.1> ture fortement décroissante en aval de la torche à plasma, avec récupération des calories.
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
haute température, afin de récupérer le maximum de calories et de diminuer d'autant la puissance que doit fournir la torche à plasma.
Un dernier but de l'invention est d'appliquer ce qui précède à des procédés où le traitement chimique et/ou physique se fait non seulement à haute température mais également à moyenne ou haute pression, c'est à-dire de 2 à 200 bars, dans lequel cas il est d'une part prévu de réduire l'énergie de compression des gaz par une disposition des échangeurs limitant les pertes de charges, et d'autre part d'assurer une rigidité mécanique et une isolation thermique par l'utilisation pour l'enceinte extérieure du réacteur de trois parois réalisant respectivement l'étanchéité-, l'isolation thermique et la rigidité mécanique du réacteur.
Dans une installation de traitement à haute température de matières pulvérulentes en suspension dans un milieu gazeux comprenant une torche à plasma, un dispositif d'alimentation en matière pulvérulente, une chambre de mélange des matières pulvérulentes avec un milieu gazeux,
<EMI ID=9.1>
et de la dite chambre de mélange, un dispositif de séparation aménagé pour extraire séparément les composants solides et gazeux sortant de
la chambre de réaction et un ou plusieurs dispositifs de recyclage partiel pu total des gaz issus du dispositif de séparation vers la chambre de mélange et/ou la torche à plasma et/ou la chambre de réaction, il est connu de prévoir un ou plusieurs échangeurs de chaleur pour extraire les calories des composants sortant de la chambre de réaction et/ou du dispositif de séparation en vue de réchauffer les matières pulvérulentes de départ et/ou les composants recyclés avant leur entrée
<EMI ID=10.1>
Selon la présente invention, des parois d'échange de chaleur séparent l'ensemble constitué par les chambre de réaction et conduits des produits quittant la chambre de réaction de la chambre de mélange et/ou des conduits d'amenée des composants introduits dans la chambre de réaction et/ou la torche à plasma.
L'invention est décrite plus en détail ci-dessous en se référant au dessin annexé. Les figures du dessin représentent:
la figure 1 un schéma de principe,
Les figures 2 et 3 deux coupes de parois,
Les figures 4 et 5 deux réalisations différentes schématisées vues
en coupe.
L'invention peut notamment être utilisée pour la réduction d'oxydes métalliques, dans quel cas les gaz réactifs sont constitués de gaz réducteurs tels que l'hydrogène, l'oxyde de carbone, le méthane, etc. tandis que la matière pulvérulente est constituée de l'oxyde métallique, broyée en fines particules .
Elle peut aussi être utilisée pour la fabrication de ciment, dans quel cas les gaz sont constitué? d'air chaud ou de gaz inertes tels
que l'azote, tandis que la matière pulvérulente est constituée d'un mélange des différents composants solides qui interviennent dans la constitution du clinker, tels que le calcaire et l'argile préalablement <EMI ID=11.1>
Elle peut aussi être utilisée pour l'hydrogénopyrolyse de matières à forte teneur en carbone telle que le charbon, les schistes bitumineux, les goudrons et les résidus lourds de la distillation du charbon, le lignite.
Les exemples de réalisation seront décrits dans l'hypothèse d'une installation d'hydrogênopyrolyse du charbon, étant entendu que cette description s'applique également à tous les autres cas de traitement de matières pulvérulentes en milieu gazeux à haute température, chauffé par torche à plasma.
La figure 1 représente un schéma de principe qui montre la façon dont, selon l'invention, les échangeurs sont disposés de façon à assurer un fonctionnement énergétique optimal d'une installation
<EMI ID=12.1>
La matière pulvérulente, dans l'exemple choisi du charbon pulvérise, est introduite à l'aide d'un dispositif d'alimentation 1 dans une enceinte 2 d'un réacteur où règne une pression de 2 à 200 bars, par exemple 20 bars.
Dans l'enceinte du réacteur 2 sont disposés les éléments suivants:
a) une chambre de mélange 3 qui assure la suspension de la matière pulvérulente dans une première partie des gaz, qui sont dans l'exemple <EMI ID=13.1>
gaz analogues; cette suspension peut avantageusement être réalisée par la technique des lits fluidisés, dans laquelle les gaz sont introduits dans la partie inférieure et les matières pulvérulentes dans la partie centrale, celles-ci atteignant un niveau 4 dans la chambre de mélange
3.
b) une torche à plasma 5 alimentée en énergie électrique à partir <EMI ID=14.1>
tion éventuellement différente) que ceux contenus dans la chambre de mélange 3.
c) une chambre de réaction 8 dans laquelle aboutissent d'une part des gaz provenant de la chambre de mélange 3 et d'autre part des gaz <EMI ID=15.1> d) un dispositif de recyclage partiel ou total des gaz de sortie, comprenant un distributeur 9 réglant la proportion du débit gazeux achemine vers la sortie des gaz, un compresseur 10 assurant la circu- <EMI ID=16.1>
le débit des gaz recyclés via un conduit 12 vers la chambre de mélange 3 ainsi qu'une vanne 13 réglant le débit des gaz recyclés via un conduit 14 vers la torche à plasma 5.
e) un échangeur 15 récupérant les calories du gaz de sortie dans un conduit 16 à la température la plus élevée du cycle gazeux et les transférant dans les gaz de sortie de la chambre de mélange 3 véhiculés dans un conduit 17 ainsi que dans les gaz d'alimentation de la torche à plasma traversant le conduit 14 f) un échangeur 18 transférant la chaleur des gaz de sortie de la chambre de réaction 8 dans le conduit 16 vers les gaz de sortie de la chambre de mélange 3 véhiculés dans le conduit 17.
g) un échangeur 19 transférant la chaleur des gaz de sortie de
<EMI ID=17.1>
tion de la torche à plasma 5 dans le conduit 14.
h) un échangeur 20 raccordé au conduit 17 pour extraire la chaleur de vaporisation dans un condenseur ou ensemble des condenseurs 21 dont
<EMI ID=18.1>
i) un échangeur 23 transférant la chaleur des solides extraits par un conduit 24 d'un dispositif de séparation de solides 25 vers les gaz
<EMI ID=19.1>
Les gaz de recyclage quittant le condenseur 21 via un conduit 26 sont amenés dans le distributeur 9. Toutefois, si ces gaz comprennent par exemple encore de la vapeur d'eau , un condenseur 27 de la vapeur d'eau peut être disposé à l'endroit même du dispositif d'alimentation de matières pulvérulentes 1. Le condenseur 27 est muni d'une conduite d'extraction d'eau 28 et d'une conduite 29 qui amène les gaz non condensés dans le distributeur 9 qui permet soit l'extraction via une
<EMI ID=20.1>
circulation des gaz à l'intérieur de l'installation.
Une injection complémentaire de gaz de réaction peut être prévu, par exemple au moyen d'un conduit 32. Un préchauffage de cet apport de gaz peut avoir lieu dans un échangeur 33 récupérant une chaleur perdue au moyen d'un dispositif non représenté. Un autre apport complémentaire d'un fluide à décomposer dans la torche à plasma 5 peut être injectée
<EMI ID=21.1>
préchauffer cet apport de fluide dans un échangeur 35 récupérant une chaleur perdue au moyen d'un dispositif non représenté.
La figure 4 représente un exemple d'une forme d'exécution dans laquelle les éléments constitutifs d'une installation telle que décrite ci-avant dans son principe s'intègrent de manière avantageuse dans une structure compacte. Dans l'installation de traitement à haute température de matières pulvérulentes en suspension dans un milieu gazeux selon la figure 4,une torche à plasma 36 est disposée en dessous d'une chambre de réaction 37 qui contient les produits traités sous forme de lit fluidisé. La torche à plasma 36 et la chambre de réaction 37 sont de forme cylindriques et disposées dans l'axe d'une enceinte cylindrique constituée d'une paroi 38 résistant à la pression de fonctionnement de l'installation et d'une paroi 39 isolant thermiquement tous les conduits volumes et chambres décrits ci-après vis à vis de l'extérieur.
Le charbon pulvérulent et le gaz de réaction recyclé sont injectés respectivement par des conduits 40 et 41 dans une chambre de mélange
42 disposée coaxialement à l'intérieur de l'enveloppé 38,39. Cette chambre de mélange est en D'occurrence un lit fluidisé dont le niveau maximum 43 définit une hauteur de chambre supérieure au diamètre le plus grand de la chambre'de mélange 42 limitée par des parois cylindriques 44 et 45.
Pour faciliter la compréhension du dessin des parois pleines à effet calorifuge telles que la paroi 45 sont hachurées, tandis que des parois d'échange de chaleur telles que la paroi 44 possèdent une section transversale telle que montrée à la figure 3 et apparaissent en section longitudinale non hachurée telle que montrée a la figure <2>. Le fluide constitué d'un mélange de gaz et de matière pulvérulente sortant
<EMI ID=22.1>
mités par la paroi 45 et une paroi d'échange thermique 46, des parois d'échange thermiques 47, 48,49 et une paroi pleine 50 vers une fente circulaire d'injection 51 dans le bas de la chambre de réaction 37 délimitée par la paroi 49.
Il existe plusieurs variantes possibles pour la paroi 49. Elle peut être dans son entièreté time paroi d'échange thermique ou au contraire une paroi pleine à effet calorifuge. Il est possible aussi de la concevoir en deux parties, la partie inférieure à effet calorifuge et la part'-- supérieure admettant l'échange thermique.
<EMI ID=23.1>
transfert de chaleur vers le mélange charbon-gaz injecté par la fente 51 a lieu, mais la température dans la chambre de réaction décroit rapidément au fur et à mesure que ce mélange monte dans cette chambre.
Si au contraire la paroi 49 est une paroi pleine à effet calorifuge, au moins dans la partie inférieur de la chambre de réaction, la température reste relativement constante dans cette partie.
La torche à plasma 36 chauffe des gaz recyclés, principalement
de l'hydrogène et du �thane injectés par des conduits d'entrée 52,53,54 et éjecte les gaz chauds vers le haut dans la chambre de réaction 37.
Grâce à l'injection de charbon pulvérulent par la fente 51, un lit fluidisé se forme dont le niveau supérieur 55 est ajustable par le réglage du débit de gaz injecté dans la torche a plasma 36. Dans ce lit fluidisé à lieu l'hydrogénopyrolyse.
L'alimentation en gaz de la torche à plasma s'effectue à partir de l'extérieur de l'enceinte 38, 39 à travers une conduite 56 et ensuite
à travers des conduites annulaires définies par les parois 48 et 50 séparées par une paroi 57.à effet calorifuge
<EMI ID=24.1>
du charbon quittent la chambre de réaction 37 en longeant une paroi tronconique 58 et par des conduites annulaires définies par les parois
46 et 47 séparées par une paroi 59. Le mélange coke et produits gazeux arrive ainsi dans un dispositif de séparation dont une première chamhre est une chambre de décantation 60 dans laquelle une brusque augmentation de la section provoque la décantation du coke pulvérulent qui tombe dans un collecteur 61. Plusieurs conduits 62 permettent ensuite d'extraire ce coke soit en continu, soit en discontinu. Le mélange appauvri en coke passe ensuite à travers un étranglement annulaire 63 pour être envoyé à travers des aubages 64. Ces aubages 64 impriment au mélange
un mouvement circulaire qui permet de séparer des gaz le reste du coke qui peut être extrait par une ou plusieurs conduites 65.
Le gaz résiduel descend ensuite dans un conduit 66 annulaire délimité par une paroi mince 67 adossé à la paroi 38, 39 de l'enceinte. Grâce à la paroi d'échange thermique 44, le gaz y est refroidi progressivement en chauffant le charbon pulvérulent qui monte dans la chambre de mélange 42. Comme diverses fractions de gaz se condensent à des températures différentes, des sorties différentes sont prévues pour certaines fractions choisies. Une sortie 68 permet d'extraire des huiles lourdes, une sortie 69 permet d'extraire des hydrocarbures, type BTX
(Benzène, toluène, xylène). Enfin une sortie 70 permet l'extraction
de la vapeur d'eau condensée. Chacune des sorties 68, 69 et 70 est munie d'une chicane 71 permettant de récolter les liquides à évacuer. Enfin, un conduit 72 est prévu pour l'extraction des hydrocarbures à très basse température de condensation tel que le méthane et l'hydrogène vers la vanne de répartition 9 et le compresseur 10 (fig. 1) avant le recyclage partiel ou total du gaz réinjecté à travers les conduits
41 et 56.
<EMI ID=25.1> dans laquelle une torche à plasma 74 est placée dans l'alignement d'une chambre de réaction 75 au dessus de cette dernière. Ainsi il ne se for-
<EMI ID=26.1>
entraîné dans lequel réagissent les gaz recyclés sortant de la torche à plasma 75 et le mélange charbon gaz injecté par une fente annulaire
76 entre la torche à plasma 74 et la chambre de réaction 76.
Les parties de l'installation décrites par rapport à l'exemple de
<EMI ID=27.1>
espace de répartition inférieur 77 dans la paroi supérieure duquel sent fixés une rangée de plusieurs conduits 78 communiquant: avec un conduit annulaire délimité par des parois 79 et 80 d'où ils entrent par l'ouver-
<EMI ID=28.1>
Le mélange charbon-gaz de réaction provenant de la chambre de mélange 42 descend dans le conduit entre les parois 45 et 46 dans un espace de répartition 81 dans la paroi supérieure duquel sont fixés une rangée de plusieurs conduits 82 communiquant avec un conduit annulaire délimité par les parois 79 et 49 pour être amené à l'entrée de la fente 76.
Le fluide sortant de la chambre de réaction 75 traverse la grille formée par les conduits 78 et 82 et monte dans le conduit annulaire entre les parois 80 et 46 dans la chambre de décantation 60.
<EMI ID=29.1>
un milieu gazeux, une chambre de réaction (8,37,75) alimentée à partir de la dite torche à plasma et de la dite chambre de mélange, un disposi-
<EMI ID=30.1>
les composants recyclés avant leur entrée dans la chambre de réaction
caractérisée en ce que des parois d'échange de chaleur (44,46 à
50, 79,80) séparent l'ensemble,chambre de réaction et conduits du fluide quittant la chambre de réaction, de la chambre de mélange (42) et/ou des conduits d'amenée des composants introduits dans la chambre de réaction et/ou la torche à plasma..
<EMI ID=31.1>
HIGH-TEMPERATURE TREATMENT PLANT FOR PULVERULEN MATERIAL
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to an installation for the high temperature treatment of pulverulent materials for carrying out chemical and / or physical treatment processes of pulverulent materials in suspension in an atmosphere of inert or reactive gases contained in a reaction chamber, said methods using as a heat source a plasma torch, in which the arc gushing between two electrodes communicates to the gases passing through it a controllable energy carrying the latter at high temperature.
<EMI ID = 2.1>
that the Se% must be present in a quantity much greater than the quantity strictly absorbed by the chemical and / or physical process.
<EMI ID = 3.1>
unused gases in the reaction chamber.
It can also happen that the gaseous, liquid or solid products which it is desired to extract at the end of the treatment cannot be separated or extracted from the other reaction gases at a temperature substantially lower than the temperature of reaction, so that the recycled gases must be successively cooled and then reheated during a cycle of journey, which requires a great consumption of energy. This problem is especially acute if one uses as a means
heating a plasma torch, which is known to work all the more economically as the gases entering it are of higher temperature.
The object of the invention, which relates to a chemical and / or physical treatment installation at high temperature, is to eliminate or attenuate the drawbacks described above by the use of particularly suitable heat exchangers making it possible to recover the calories. outlet gases and return them to the inlet gases, thereby reducing the heating power to be supplied by the plasma torch.
Another object of the invention is to give the mixing and reaction chambers of the installation as well as the various exchangers
a form such that the heat losses towards the outside of the reactor enclosure are made minimal and that the whole constitutes an assembly arranged in a favorable manner, both from the point of view <EMI ID = 4.1>
Another object of the invention is to couple, by an adequate arrangement of the various elements, the action of the plasma torch, of
the reaction chamber and the heat exchanger closest to the reaction chamber, so as to obtain one of the following results: <EMI ID = 5.1> relatively homogeneous, b) reaction chamber containing a fluidized temperature bed <EMI ID = 6.1> strongly decreasing ture downstream of the plasma torch, with recovery of calories.
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
high temperature, in order to recover the maximum number of calories and reduce the power that the plasma torch must provide.
A final object of the invention is to apply the above to processes where the chemical and / or physical treatment is carried out not only at high temperature but also at medium or high pressure, ie from 2 to 200 bars, in which case it is on the one hand intended to reduce the compression energy of the gases by an arrangement of the exchangers limiting the pressure drops, and on the other hand to ensure mechanical rigidity and thermal insulation by use for the external enclosure of the reactor of three walls respectively carrying out the sealing-, the thermal insulation and the mechanical rigidity of the reactor.
In a plant for high-temperature treatment of pulverulent materials in suspension in a gaseous medium comprising a plasma torch, a device for supplying pulverulent material, a chamber for mixing pulverulent materials with a gaseous medium,
<EMI ID = 9.1>
and from said mixing chamber, a separation device arranged to separately extract the solid and gaseous components leaving
the reaction chamber and one or more partial or total recycling devices or gases from the separation device to the mixing chamber and / or the plasma torch and / or the reaction chamber, it is known to provide one or more exchangers heat to extract the calories from the components leaving the reaction chamber and / or the separation device in order to heat the powdery starting materials and / or the recycled components before their entry
<EMI ID = 10.1>
According to the present invention, heat exchange walls separate the assembly formed by the reaction chambers and product conduits leaving the reaction chamber from the mixing chamber and / or the supply conduits of the components introduced into the chamber. and / or the plasma torch.
The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. The figures in the drawing represent:
Figure 1 a block diagram,
Figures 2 and 3 two sections of walls,
Figures 4 and 5 two different diagrammatic embodiments seen
sectional.
The invention can in particular be used for the reduction of metal oxides, in which case the reactive gases consist of reducing gases such as hydrogen, carbon monoxide, methane, etc. while the pulverulent material consists of metal oxide, ground into fine particles.
It can also be used for the manufacture of cement, in which case the gases are made up? hot air or inert gases such as
as nitrogen, while pulverulent matter is made up of a mixture of the various solid components which are involved in the constitution of clinker, such as limestone and clay beforehand <EMI ID = 11.1>
It can also be used for the hydrogenopyrolysis of materials with a high carbon content such as coal, oil shales, tars and heavy residues from the distillation of coal, lignite.
The exemplary embodiments will be described on the assumption of an installation for hydrogen hydropyrolysis of coal, it being understood that this description also applies to all the other cases of treatment of pulverulent materials in gaseous medium at high temperature, heated by torch at plasma.
FIG. 1 represents a block diagram which shows how, according to the invention, the exchangers are arranged so as to ensure an optimal energetic functioning of an installation
<EMI ID = 12.1>
The pulverulent material, in the chosen example of pulverized coal, is introduced using a feed device 1 into an enclosure 2 of a reactor where a pressure prevails from 2 to 200 bars, for example 20 bars.
The following elements are arranged in the enclosure of reactor 2:
a) a mixing chamber 3 which suspends the pulverulent material in a first part of the gases, which in the example are <EMI ID = 13.1>
analogous gases; this suspension can advantageously be carried out by the technique of fluidized beds, in which the gases are introduced in the lower part and the pulverulent materials in the central part, these reaching a level 4 in the mixing chamber
3.
b) a plasma torch 5 supplied with electrical energy from <EMI ID = 14.1>
possibly different) than those contained in the mixing chamber 3.
c) a reaction chamber 8 into which lead, on the one hand, gases coming from the mixing chamber 3 and, on the other hand, gases <EMI ID = 15.1> d) a device for partial or total recycling of the outlet gases, comprising a distributor 9 regulating the proportion of the gas flow routes to the gas outlet, a compressor 10 ensuring the circulation <EMI ID = 16.1>
the flow of recycled gases via a conduit 12 towards the mixing chamber 3 as well as a valve 13 regulating the flow of recycled gases via a conduit 14 towards the plasma torch 5.
e) an exchanger 15 recovering the calories from the outlet gas in a pipe 16 at the highest temperature of the gas cycle and transferring them into the outlet gases of the mixing chamber 3 conveyed in a pipe 17 as well as in the gases d supply to the plasma torch passing through the pipe 14 f) an exchanger 18 transferring the heat from the gases leaving the reaction chamber 8 in the pipe 16 to the gases leaving the mixing chamber 3 conveyed in the pipe 17.
g) an exchanger 19 transferring the heat from the outlet gases from
<EMI ID = 17.1>
tion of the plasma torch 5 in the duct 14.
h) an exchanger 20 connected to the conduit 17 to extract the heat of vaporization in a condenser or set of condensers 21 of which
<EMI ID = 18.1>
i) an exchanger 23 transferring the heat of the solids extracted through a conduit 24 of a solid separation device 25 towards the gases
<EMI ID = 19.1>
The recycling gases leaving the condenser 21 via a conduit 26 are brought into the distributor 9. However, if these gases for example still include water vapor, a condenser 27 of the water vapor can be disposed at the location of the powdery material supply device 1. The condenser 27 is provided with a water extraction pipe 28 and a pipe 29 which brings the non-condensed gases into the distributor 9 which allows either the extraction via a
<EMI ID = 20.1>
gas circulation inside the installation.
An additional injection of reaction gas can be provided, for example by means of a conduit 32. Preheating of this supply of gas can take place in an exchanger 33 recovering waste heat by means of a device not shown. Another additional supply of a fluid to be decomposed in the plasma torch 5 can be injected
<EMI ID = 21.1>
preheat this supply of fluid in a heat exchanger 35 recovering waste heat by means of a device not shown.
FIG. 4 represents an example of an embodiment in which the constituent elements of an installation as described above in principle are advantageously integrated into a compact structure. In the installation for high-temperature treatment of pulverulent materials in suspension in a gaseous medium according to FIG. 4, a plasma torch 36 is arranged below a reaction chamber 37 which contains the products treated in the form of a fluidized bed. The plasma torch 36 and the reaction chamber 37 are cylindrical in shape and arranged in the axis of a cylindrical enclosure consisting of a wall 38 resistant to the operating pressure of the installation and a wall 39 thermally insulating all the volume and bedroom conduits described below with regard to the exterior.
The pulverulent carbon and the recycled reaction gas are injected respectively through conduits 40 and 41 into a mixing chamber
42 arranged coaxially inside the wrapped 38.39. This mixing chamber is in this case a fluidized bed whose maximum level 43 defines a chamber height greater than the largest diameter of the mixing chamber 42 limited by cylindrical walls 44 and 45.
To facilitate the understanding of the drawing, solid walls with a heat-insulating effect such as wall 45 are hatched, while heat exchange walls such as wall 44 have a cross section as shown in FIG. 3 and appear in longitudinal section unshaded as shown in Figure <2>. The fluid consisting of a mixture of gas and pulverulent matter leaving
<EMI ID = 22.1>
mapped by the wall 45 and a heat exchange wall 46, heat exchange walls 47, 48, 49 and a solid wall 50 towards a circular injection slot 51 in the bottom of the reaction chamber 37 delimited by the wall 49.
There are several possible variants for the wall 49. It can be in its entirety time heat exchange wall or, on the contrary, a solid wall with heat-insulating effect. It is also possible to design it in two parts, the lower part with heat-insulating effect and the upper part admitting heat exchange.
<EMI ID = 23.1>
heat transfer to the coal-gas mixture injected through the slot 51 takes place, but the temperature in the reaction chamber decreases rapidly as this mixture rises in this chamber.
If on the contrary the wall 49 is a solid wall with a heat-insulating effect, at least in the lower part of the reaction chamber, the temperature remains relatively constant in this part.
The plasma torch 36 heats recycled gases, mainly
hydrogen and thane injected through inlet conduits 52,53,54 and ejects the hot gases upwards into the reaction chamber 37.
Thanks to the injection of pulverulent coal through the slot 51, a fluidized bed is formed, the upper level 55 of which is adjustable by adjusting the flow rate of gas injected into the plasma torch 36. In this fluidized bed, hydrogen pyrolysis takes place.
The gas supply to the plasma torch is carried out from outside the enclosure 38, 39 through a pipe 56 and then
through annular conduits defined by the walls 48 and 50 separated by a wall 57. with thermal insulation effect
<EMI ID = 24.1>
coal leave the reaction chamber 37 along a frustoconical wall 58 and through annular conduits defined by the walls
46 and 47 separated by a wall 59. The mixture of coke and gaseous products thus arrives in a separation device, a first chamber of which is a settling chamber 60 in which a sudden increase in section causes the settling of the pulverulent coke which falls into a manifold 61. Several conduits 62 then make it possible to extract this coke either continuously or discontinuously. The coke depleted mixture then passes through an annular constriction 63 to be sent through blades 64. These blades 64 print to the mixture
a circular movement which makes it possible to separate from the gases the rest of the coke which can be extracted by one or more pipes 65.
The residual gas then descends into an annular conduit 66 delimited by a thin wall 67 leaning against the wall 38, 39 of the enclosure. Thanks to the heat exchange wall 44, the gas is gradually cooled there by heating the pulverulent carbon which rises in the mixing chamber 42. As various gas fractions condense at different temperatures, different outlets are provided for certain fractions chosen. An outlet 68 makes it possible to extract heavy oils, an outlet 69 makes it possible to extract hydrocarbons, type BTX
(Benzene, toluene, xylene). Finally an outlet 70 allows the extraction
condensed water vapor. Each of the outlets 68, 69 and 70 is provided with a baffle 71 for collecting the liquids to be evacuated. Finally, a conduit 72 is provided for the extraction of hydrocarbons at very low condensation temperature such as methane and hydrogen to the distribution valve 9 and the compressor 10 (fig. 1) before partial or total recycling of the gas reinjected through the conduits
41 and 56.
<EMI ID = 25.1> in which a plasma torch 74 is placed in alignment with a reaction chamber 75 above the latter. Thus it does not form
<EMI ID = 26.1>
entrained in which react the recycled gases leaving the plasma torch 75 and the coal gas mixture injected by an annular slot
76 between the plasma torch 74 and the reaction chamber 76.
The parts of the installation described in relation to the example of
<EMI ID = 27.1>
lower distribution space 77 in the upper wall of which feels a row of several conduits 78 communicating: with an annular conduit delimited by walls 79 and 80 from which they enter through the opening
<EMI ID = 28.1>
The coal-reaction gas mixture coming from the mixing chamber 42 descends into the conduit between the walls 45 and 46 in a distribution space 81 in the upper wall of which are fixed a row of several conduits 82 communicating with an annular conduit delimited by the walls 79 and 49 to be brought to the entrance of the slot 76.
The fluid leaving the reaction chamber 75 passes through the grid formed by the conduits 78 and 82 and rises in the annular conduit between the walls 80 and 46 in the decantation chamber 60.
<EMI ID = 29.1>
a gaseous medium, a reaction chamber (8,37,75) supplied from said plasma torch and from said mixing chamber, a device
<EMI ID = 30.1>
components recycled before entering the reaction chamber
characterized in that heat exchange walls (44,46 to
50, 79, 80) separate the assembly, reaction chamber and conduits of the fluid leaving the reaction chamber, of the mixing chamber (42) and / or of the supply conduits from the components introduced into the reaction chamber and / or the plasma torch ..
<EMI ID = 31.1>