PYROLYSE ET/OU GAZEIFICATION D'UNE CHARGE DE MATIERE CARBONEE PAR DESTRUCTION DE GOUDRONS CONTENUS DANS LE GAZ

Domaine technique

La présente invention concerne un procédé de purification d'un gaz de synthèse brut issu d'une pyrolyse et/ou d'une gazéification d'une charge de matière carbonée par destruction d'au moins une partie de goudrons contenus dans le gaz.

Par « charge de matière carbonée », on entend toute matière contenant une quantité de carbone, en particulier toute matière carbonée de résidus, telle que charbon, pet coke, biomasse, déchets organiques, tels que des boues, déchets de matière plastique....

Par « goudron », on entend l'ensemble des produits organiques de type hydrocarbures condensables complexes produits lors d'un traitement thermique par pyrolyse ou gazéification, incluant des composés à un ou plusieurs cycles aromatiques appelé HAP (naphtalène, phénanthrène, anthracène, pyrène....).

Par « gaz de synthèse brut », on entend le gaz de synthèse obtenu directement en sortie d'un réacteur de gazéification (gazéifieur) ou d'un réacteur de pyrolyse, et comprenant majoritairement des gaz CO, C0 ₂ , ¾, CH ₄ avec une part plus ou moins importante de composés hydrocarbonés sous forme gazeuse dont au moins des goudrons, résultant d'une oxydation incomplète de la matière carbonée et le cas échéant des composés minoritaires inorganiques (N¾, HC1, HF. HCN, ¾S, COS, métaux alcalins...) à l'état de vapeur provenant de la matière carbonée ou de l'(des) agent(s) gazéifiant(s).

L'invention vise à enlever une partie substantielle des goudrons condensables présents dans le gaz de synthèse brut issu d'une pyrolyse ou d'une gazéification d'une charge de matière carbonée, et ce en vue de rendre le gaz de synthèse ainsi dépourvu des goudrons apte à être utilisé dans des applications contraignantes.

Parmi ces applications contraignantes, on peut citer toutes celles où le gaz de synthèse subit une combustion pour apporter de l'énergie mécanique ou sous forme de chaleur, telles que dans des brûleurs, des turbines à gaz, des moteurs à combustion...

Etat de la technique

La gazéification de la biomasse et du charbon est connue depuis longtemps.

De manière générale, on peut la définir comme une transformation thennochimique de la biomasse ou du charbon par l'action de la chaleui" en présence d'agent(s) ga éifiantfs). On cherche à générer, à l'issue de la gazéification, un mélange de gaz brut dit gaz de synthèse (« synthesis gas » or « syngas » en anglais) qui comprend des gaz valorisables comme par exemple du monoxyde de carbone et de l'hydrogène (CO+¾).

Ainsi, la gazéification est une réaction endothermique entre la matière carbonée et l'(les) agent(s) gazéifiant(s) selon les réactions chimiques suivantes :

C + ¾0 ^■ » CO + ¾ (1)

C + C0 ₂ -> 2 CO (2)

Le gaz de synthèse brut produit est majoritairement constitué des gaz CO, CCK ¾. H contient également des composés organiques minoritaires (CH ₄ , C ₂ ¾, C ₃ Hx ... ) et des composés inorganiques minoritaires (NH ₃ , HC1, HP, HCN, H ₂ S, COS, métaux alcalins...) à l'état de vapeur provenant de la matière carbonée ou de l'(des) agent(s) gazéifiant(s). Enfin, pour des gazéifications à basse température (850°C), on obtient une part plus ou moins importante de composés hydrocarbonés sous forme gazeuse (goudrons, CH ₄ ), résultant d'une oxydation incomplète de la matière carbonée.

Ainsi, par exemple, les procédés de gazéification de la biomasse lîgno- cellulosique convertissent le carbone de la biomasse avec un gaz brut en sortie du gazéifieur avec une composition moyenne de 20-25 % en CO, 8-12 % en CH ₄ , 18-22 % en C0 ₂ et environ 38-42 % en ¾ et, des composés organiques C ₂ à C] ₆ plus des composés inorganiques

La pyrolyse de la biomasse est la décomposition thermique des matières organiques carbonées en l'absence d'oxygène ou en atmosphère pauvre en oxygène. Elle peut débuter à un niveau de température relativement bas, typiquement à partir de 3Û0°C, et se poursuit jusqu'à 1 000°C environ. Un gaz de synthèse brut, souvent appelé gaz de pyrolyse, est également produit par la pyrolyse. La pyrolyse peut également être réalisée simultanément avec la gazéification (procédé dit de pyro-gazéification).

La purification d'un gaz de synthèse brut issu d'une pyrolyse et/ou gazéification par destruction des goudrons qu'il contient fait l'objet de nombreuses études, car elle constitue un des obstacles principaux pour la valorisation du gaz par la suite. En effet, pour la plupart des applications requises une purification minimaie doit être effectuée.

En particulier, dans les applications contraignantes où le gaz produit doit subir une combustion afin d'apporter de l'énergie sous forme de chaleur et/ou mécanique, telle que dans une turbine à gaz, un moteur à combustion ou tout type de brûleur, les goudrons ne doivent pas se condenser dans les différents composants, en particulier en aval dans les lignes de transfert. Autrement dit, ils doivent être supprimés au maximum avant la combustion pour éviter la formation des suies: en effet, les goudrons aromatiques sont précurseurs de suies formées lors de la combustion.

La méthode de purification intrinsèquement la plus efficace consiste à élever la température du gaz brut à une température élevée. Ainsi, il a déjà été éprouvé une torche à plasma [1], une injection d'air ou d'oxygène ou bien un réacteur de gazéification à flux entraîné (EFR, acronyme anglais de « Entrained flow reactor ») fonctionnant à haute température de préférence à des températures comprises typiquement entre 1400- i 600°C [2], Selon cette méthode, la quasi-totalité des goudrons peut être détruite par craquage thermique. En revanche, les solutions technologiques mettant en œuvre cette méthode sont coûteuses, consomment de l'énergie et sont techniquement difficiles à mettre en œuvre.

De nombreuses autres méthodes existent, dans la littérature. Un lavage à huile ou l'eau fonctionne : [3] et [4]. Mais, le solvant utilisé doit alors être ajusté aux goudrons, et l'eau est de moindre efficacité contre les goudrons légers et apolaires.

L'adsorption sur un solide fonctionne [5]. Mais, le solide se sature rapidement. En dernier lieu, on peut citer le craquage catalytique [6] qui fait passer le gaz de synthèse ou de pyrolyse sur des catalyseurs solides pour reformer les goudrons.

De manière générale, l'ensemble des méthodes connues pour la purification d'un gaz de synthèse brut issu de la gazéification de biomasse est décrit dans la publication [7].

Le brevet US 6077490A divulgue un système de filtrage de gaz de synthèse brut (« syngas »). Les suies contenues dans le syngas sont enlevées par un filtre en céramique. Une fois le filtre saturé par les suies, il est remplacé par un autre filtre. Les filtres divulgués se limitent à la capture des poussières présentes dans le syngas.

La demande de brevet CN201575732 décrit la production de goudrons de houille par la mise en œuvre d'un échangeur de chaleur à tubes et à calandre dont l'agencement à l'intérieur de la calandre délimite des chicanes adaptées pour condenser les goudrons de houille et pour évacuer en continu ces condensats sous forme d 'huile en sortie par le gaz en partie basse de échangeur. ïl existe donc un besoin pour améliorer les procédés de purification de gaz de synthèse brut issu d'une pyrolyse et/ou d'une gazéification d'une charge de matière carbonée par destruction d'au, moins une partie des goudrons contenus dans le gaz, notamment en vue d'en permettre au gaz dépourvu de goudrons d'être utilisé dans des applications en aval, sans maintenance supplémentaire et/ou investissement dans des systèmes de purification supplémentaire

Le but générai de l'invention est de répondre en partie à ce besoin.

Un but particulier est de proposer un procédé de purification qui réponde au but général et en outre qui puisse être réalisé sans introduire de discontinuité dans un procédé de conversion thermochimique par pyrolyse et/ou gazéification d'une charge de matière carbonée.

Exposé de l'invention

Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé de purification d'un gaz de synthèse brut issu d'une pyrolyse et/ou d'une gazéification d'une charge de matière carbonée par destruction d'au moins une partie des goudrons contenus dans le gaz, comprenant les étapes suivantes:

a/ introduction et refroidissement du gaz brut à l'intérieur de l'enceinte étanche, dite calandre, d'un échangeur de chaleur à tubes et à calandre de sorte à condenser au moins une partie des goudrons contenus dans le gaz sur les surfaces internes à la calandre;

b/ récupération en sortie de la calandre, du gaz dépourvu de la partie des goudrons condensée;

cl arrêt de l'introduction du gaz brut selon l'étape a/;

d/ régénération de l'intérieur de la calandre comportant au moins une:

dl/ combustion afin de brûler au moins la partie des goudrons condensée et présente sur les surfaces internes à la calandre.

Par « échangeur de chaleur à tubes et à calandre », on entend ici et dans le cadre de l'invention, le sens technologique usuel, c'est-à-dire un appareil d'échange de chaleur entre deux fluides constitué d'un faisceau de tubes, disposés à l'intérieur d'une enceinte étanche dénommée calandre. Un des fluides circule à l'intérieui" des tubes et un autre des fluides à l'intérieur de la calandre, autour des tubes. Un tel appareil peut comporter des chicanes à l'intérieur de la calandre, dont la fonction est de créer des turbulences et ainsi améliorer le transfert de chaleur à l'extérieur des tubes. Le faisceau de tubes peut être constitué de tubes droits ou cintrés en forme de U ou en forme d'hélice et fixé sur des plaques percées à l'intérieur de la calandre.

Par « surfaces internes à la calandre », on entend ici et dans le cadre de l'invention la paroi interne de la calandre et les parois externes des tubes formant le faisceau à l'intérieur de la calandre.

Selon l'invention, le gaz entrant dans la calandre est le fluide à refroidir pour obtenir la condensation, appelé usuellement fluide primaire et le fluide, tel que l'eau ou de la vapeur d'eau, entrant dans les tubes est le fluide de refroidissement, appelé usuellement fluide secondaire.

Le fluide de refroidissement circulant dans le faisceau de tubes selon l'étape a/ est de préférence de l'eau. Le débit d'eau est de préférence asservi à la température de sortie du gaz de synthèse.

Ainsi, l'invention consiste tout d'abord à faire passer le gaz de synthèse brut, chaud, riche en vapeur de goudrons dans la calandre d'un échangeur de chaleur, et de le refroidir par un circuit d'eau ou de vapeur d'eau introduit dans le faisceau de tubes. Pendant le refroidissement, les goudrons se condensent en grande partie sur les surfaces internes à la calandre, qui sont les surfaces froides de l'échangeur. Par le phénomène connu, de thermophorèsc, les goudrons présents pour une partie sous forme d'aérosols, c'est-à-dire sous la forme de fines particules, ont en effet tendance à migrer vers une paroi froide à travers un gradient de température, tels que les tubes dans l'échangeur.

La vapeur d'eau contenue dans le gaz brut est également condensée ainsi qu'une partie des cendres volatiles (chlorure de potassium (KC1), métaux lourds et autres).

Ensuite, un gaz de combustion est admis à l'intérieur de la calandre de l'échangeur pour déclencher une combustion des gaz puis de la partie des goudrons condensées.

Le gaz de pyrolyse entre dans l'enceinte (calandre) de l'échangeur à une température avantageusement comprise entre 100 et 300°C, de préférence entre 200 et 300°C. Il ne doit pas être trop froid pour empêcher la condensation des goudrons. Ce gaz peut typiquement contenir 5 à 100 g/Nm de goudrons.

L'eau de refroidissement qui circule dans les tubes de l'échangeur, a une température avantageusement comprise entre 10 et 90°C, de préférence entre 10 et 30°C. Le gaz de pyrolyse qui sort de l'enceinte de l'échangeur a une température comprise de préférence dans la gamme de 10 à 100°C, de préférence encore de 15 à 50°C, vois 15-30°C encore mieux.

L'abattement que l'on peut obtenir, c'est-à-dire le pourcentage de goudrons retiré par condensation, dépend de la quantité de goudrons à l'entrée et de la température. Les inventeurs pensent pouvoir que l'on peut obtenir un abattement dans une gamme de 50 à 99%. Typiquement, un pourcentage de goudrons retiré par condensation de Tordre de 99% correspond à un gaz de pyrolyse en entrée assez chargé en goudrons, et une température de gaz à la sortie assez basse.

Selon une variante avantageuse, l'arrêt c/ est provoqué par une mesure de la perte de charge du gaz entre l'entrée et la sortie de la calandre au-dessus d'une valeur seuil prédéterminée.

La régénération d/ comporte de préférence une étape de vidange, de préférence par gravité, de l'eau contenant le cas échéant des cendres solubles, et accumulée lors de la condensation dans la calandre. Ainsi, l'eau accumulée est purgée, évacuant une partie des cendres solubles, ce qui facilite la combustion selon l'étape dl/. Pour éviter le noyage d'une partie des tubes de l'échangeur par la condensation de la vapeur d'eau contenu dans le gaz à traiter, une purge de l'eau accumulée peut être actionnée automatiquement en fonction du niveau d'eau mesuré.

Selon un mode de réalisation avantageux, la régénération d/ comporte une étape d' I/ d'introduction d'un gaz comburant dans la calandre au préalable de la combustion dl/.

Le gaz comburant peut comporter de l'air et/ou du gaz brut issu de la pyrolyse ou de la gazéification.

La combustion dl/ est de préférence déclenchée par une mise à feu. La mise à feu peut être obtenue par la mise en œuvre d'une résistance ou d'un arc électrique. On veille à ce que la quantité d'air initiale reste très faible pour éviter une explosion puis elle est augmentée une fois la combustion déclenchée.

Selon une variante avantageuse, la mise à feu est réalisée par un chauffage depuis l'extérieur de la calandre.

De préférence, la régénération d/ comporte une étape d2/' de mesure du taux de CO2 présent dans les gaz issus de la combustion dl / à la sortie de la calandre, avec arrêt de la combustion dl/ lorsque le taux de CC½ mesuré est inférieur à une valeur seuil prédéterminée. Ainsi, la mesure du CO2 dans les fumées de combustion permet d'établir l'état d'avancement de la régénération.

Selon un mode de réalisation avantageux, l'échangeur de chaleur est de type à contre-courant, c'est-à-dire qu'au sein de l'échangeur le flux de gaz de synthèse circulant dans la calandre et celui circulant dans les tubes ont des sens opposés. On améliore d'autant la condensation des goudrons recherchée.

Selon une variante avantageuse, la régénération d/ comportant une étape d3/ de nettoyage à l'eau de l'intérieur de la calandre après la combustion dl/. Ainsi, un remplissage et un lavage à l'eau facilitent l'évacuation des cendres restantes.

Le procédé comporte avantageusement une étape e/ de récupération, à la sortie de l'échangeur, de la chaleur émise par le fluide circulant dans les tubes pendant la condensation a/.

De même, il comporte avantageusement une étape f/ de récupération, à la sortie de l'échangeur, de la chaleur émise par le fluide circulant dans les tubes pendant la combustion dl/.

Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé est réalisé en continu par mise en œuvre des étapes a/ à d/ dans chacun de deux échangeurs à tubes et à calandre à partir d'un même gaz brut, avec des étapes a et b/ réalisées dans l'un des deux échangeurs à tubes pendant qu'une étape d/ est réalisée dans l'autre des deux échangeurs et vice- versa.

L'invention concerne également un procédé de conversion thermochimique d'une charge de matière carbonée par pyrolyse ou gazéification, comportant une étape de purification du gaz brut de synthèse issu de la pyrolyse ou la gazéification conformément au procédé qui vient d'être décrit.

Dans ce procédé de conversion, de l'eau chaude ou de la vapeur d'eau récupérée en sortie des tubes d'échangeur est avantageusement valorisée dans une autre étape du procédé de conversion.

Selon un mode de réalisation avantageux, le gaz dépourvu de la partie des goudrons condensée, récupéré selon l'étape b/ est injecté dans la charge de matière carbonée avant la pyrolyse ou la gazéification. En effet, après la condensation des goudrons conformément au procédé de purification selon l'invention, il se peut qu'il reste encore des goudrons mais, aussi des aromatiques comme le benzène, le toluène et le phénol dans le gaz de synthèse en sortie d'échangeur. Leur teneur restante correspond à la pression partielle à la température de condensation, et dépend de la composition chimique des goudrons. Ainsi, en injectant le gaz dans la charge de matière carbonée, la partie restante des goudrons condensables est avantageusement adsorbée par les particules solides constituées par la charge de matière carbonée, telle que la biomasse. En outre, le passage du gaz dépourvu des goudrons condensés, peut servir avantageusement à faire un dernier séchage de la charge de matière carbonée, telle que la biomasse. Et par là, on peut augmenter le rendement du gazéifient ou du réacteur de pyrolyse.

L'invention concerne également un système comprenant :

- au moins deux échangeurs de chaleur à tubes et à calandre,

- des moyens pour fournir un gaz de synthèse brut alternativement à chaque entrée de calandre d'échangeur,

- des moyens pour fournir alternativement un gaz comburant dans chaque calandre d'échangeur,

- des moyens pour déclencher une combustion dans chaque calandre d'échangeur.

Selon une variante avantageuse, les moyens de déclenchement d'une combustion comprennent des moyens de chauffage de l'extérieur de l calandre.

Le système peut comprendre en outre :

- au moins un capteur de pression pour mesurer la différence de pression entre l'entrée de calandre d'échangeur et la sortie de calandre d'échangeur;

- des moyens pour arrêter la combustion dans la calandre d'échangeur en réponse à une différence de pression mesurée entre l'entrée et la sortie, supérieure à une valeur seuil prédéterminée.

On peut prévoir un capteur de pression en entrée et un capteur de pression en sortie de calandre d'échangeur. Alternativement, et de préférence, on peut prévoir un seul capteur de pression différentielle.

Il peut également comprendre avantageusement des moyens de nettoyage à

Peau de la calandre de chaque échangeur.

Le système peut encore comprendre au moins un capteur de mesure du CC)2 en sortie d'une calandre d'échangeur. L'invention a enfin pour objet une installation de conversion thermochimique d'une charge de matière carbonée comportant :

- un gazéifieur ou un réacteur de pyrolyse,

- un système qui vient d'être décrit, l'entrée de la calandre de chaque échangeur étant reliée à la sortie du gazéifieur ou du réacteur de pyrolyse.

Description détaillée

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée de l 'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles:

- la figure 1 est une vue schématique du principe d'un échangeur de chaleur à tubes et à calandre au moyen duquel est mis en œuvre le procédé de purification du gaz de synthèse brut selon l'invention;

- la figure 2 est une vue schématique du principe d'un système à deux échangeurs à tubes et à calandre mettant en œuvre en continu le procédé de purification du gaz de synthèse brut selon l 'invention.

Dans l'ensemble de la demande et en particulier dans la description qui va suivre les tenues « entrée », « sortie » « amont », « aval », sont utilisés par référence avec la direction de transfert du gaz de synthèse brut dans un échangeur de chaleur à tubes et à calandre mettant en œuvre le procédé selon l'invention.

Les termes « supérieur », « médian » et « inférieur » » sont utilisés par référence à la configuration installée à l'horizontal d'un échangeur de chaleur à tubes et à calandre mettant en œuvre le procédé selon l'invention. Une configuration avec des échangeurs placés verticalement est également possible. Dans une telle configuration, les purges de l'eau sont localisées dans la partie basse et le soutirage de gaz est fait sur un côté latéral.

On précise que les légendes données en figures 1 et 2, et en particulier les vannes et lignes de fluides indiquées ne le sont qu'à titre d'exemple non limitatif.

On précise également que sur la figure 2, les vannes avec le symbole F sont fermées, les vannes avec le symbole O sont ouvertes. La phase de purge du condensât et le lavage éventuel d'une calandre 10 d' échangeur 1 ne sont pas montrées, les vannes d'alimentation en eau sont indiquées. Les vannes placées en dérivation (ou by-pass) avec l'entrée 13 du gaz à purifier permettent d'admettre une petite quantité de gaz de pyrolyse dans réchangeur pour démarrer la combustion des goudrons selon l'invention. Une fois la combustion initiée, ces vannes en dérivation peuvent être fermées, la combustion est entretenue par la combustion des goudrons.

On précise enfin que sur la figure 2, on n'a pas représenté les autres composants d'une installation de conversion thermochimique en continu, qui intègre le système de purification selon l'invention représenté.

A titre d'exemple, cette installation comporte un réacteur pyrolyse et/ou un réacteur de gazéification ou gazéifieur, de type à lit fluidisé circulant (FiCFB, acronyme anglais pour « Fast Internai Circulating Fluidised Bed. ») qui est alimenté en continu à son entrée par exemple par des déchets organique, tels que des boues, depuis un réservoir de stockage. Le réacteur à lit fluidisé peut fonctionner de préférence entre 800 et 950°C.

Le gazéifieur peut être également alimenté à son entrée par des agents gazéifiants, par exemple de l'air ou de l'oxygène.

A la sortie du réacteur de gazéification ou de pyrolyse, un mélange brut de gaz de synthèse comprenant pour les espèces majoritaires du CO, C0 ₂ , 1LO et ¾ et des goudrons est émis.

Le mélange de gaz de synthèse brut est alors injecté en entrée 13a ou 13b d'un échangeur de chaleur la ou l b comme décrit ci-après.

Dans l'exemple illustré, les échangeurs à tubes et calandre 1 , la, lb selon l'invention sont des échangeurs de chaleur dans lesquels un faisceau de tubes droits 1 1 est fixé sur des plaques percées 12 et disposé à l'intérieur d'une enceinte étanche dénommée calandre 10.

Chaque calandre 10 d' échangeur 1, l a, lb comporte dans sa partie supérieure une entrée 13, 13a, 13b par laquelle le gaz de synthèse à purifier est introduit, et une sortie 14, 14a, 14b par laquelle le gaz de synthèse dépourvu de sa partie de goudrons condensée selon l'invention est évacué.

Le faisceau de tubes 11 d' échangeur 1, la, lb comporte dans sa partie médiane une entrée 15, 15a, 15b par laquelle l'eau de refroidissement est introduite, et une sortie 16, 16a, 16b par laquelle l'eau réchauffée ou de la vapeur d'eau est évacuée. Une vanne 17, 17a, 17b peut être agencée en amont de l'entrée de l'eau de refroidissement pour réguler avantageusement le débit en fonction de la température de sortie des fumées lors de l'étape de combustion du procédé. Ainsi, comme schématisé avec le symbole de thermomètre en figure 2, iî est possible d'avoir soit une admission de gaz de pyrolyse ou de gazéification pour augmenter la combustion si les fumées ne sont pas assez chaudes, soit un refroidissement par une augmentation du débit d'eau dans les tubes si elles sont trop chaudes.

Comme illustré à l'aide des flèches, l'agencement des plaques percées 12 forme des chicanes de circulation du gaz à l'intérieur de la calandre 10. L'échangeur 1 , la, 1 b est de type à contre-courant entre le flux de gaz dans la calandre 10 et l 'eau circulant dans les tubes 1 1 .

Une ligne 2, 2a, 2b dans la partie inférieure de la calandre 10 d'un echangeur 1 , l a, 1b comportant une vanne 20, 20a, 20b permet de récupérer les condensais dans la calandre par gravité.

Une ligne 3, 3a, 3b dans la partie supérieure de la calandre 10 d'un échangeur 1 , l a, 1 b comportant une vanne 30, 30a, 30b permet d'amener de l 'air dans la calandre 10.

Enfin, il est prévu des capteurs de pression 40, 41 respectivement en entrée 13 et en sortie 14 de la calandre 10 d'un échangeur 1 .

Afin d'éliminer les goudrons présents dans le gaz de synthèse brut, on réalise dans le procédé les étapes suivantes :

aJ introduction par entrée 13, 13a ou 13b et refroidissement du gaz brut à l'intérieur de la calandre 10, 10a ou 10b, d'un échangeur 1 , la ou 1b de sorte à condenser au moins une partie des goudrons contenus dans le gaz sur les surfaces internes à la calandre;

b/ récupération en sortie 14, 14a ou 14b de la calandre 10, 10a ou 10b, du gaz dépourvu de la partie des goudrons condensée;

c/ arrêt de l'introduction du gaz brut selon l'étape a/ ;

d/ régénération de l'intérieur de la calandre 10, 10a ou 10b avec combustion afin de brûler au moins la partie des goudrons condensée et présente sur les surfaces internes à la calandre 10, 10a ou 10b.

Le système I comprenant au moins deux échangcurs de chaleur l a, lb identiques, représenté en figure 2 permet de mettre en œuvre le procédé en continu.

Ainsi, sur cette figure 2, lorsque l'échangeur l a met en œuvre l'étape a/ permettant la condensation des goudrons, l'autre échangeur lb met en œuvre l'étape d/ de régénération avec au moins la combustion de l'intérieur de la calandre 1 0b. Autrement dit, le système en continu selon la figure 2, permet à la fois de :

- fournir le gaz de synthèse brut alternativement à chaque entrée 13a ou 13b de calandre 10a ou 10b d'échangeur,

- fournir alternativement l'air par la ligne 3 dans chaque calandre 0a ou 10b d'échangeur pendant la phase de combustion des goudrons,

- fournir alternativement si besoin un appoint de gaz de pyrolyse ou de synthèse pour la combustion des goudrons,

- déclencher une combustion dans chaque calandre 10a ou 10b d'échangeur. Ainsi, avec le système en continu, on peut intégrer le procédé de purification par destruction des goudrons selon l'invention dans un procédé de conversion par pyrolyse et/ou par gazéification sans introduire de discontinuité dans ce dernier.

Les inventeurs ont d'ores et déjà réalisé le dimensionnement d'un système selon l'inve tion dans une installation de biogaz produit par pyrolyse à partir de déchets constitués par des boues de STEP (Station d'Epuration).

Ainsi, à titre d'exemple, le réacteur de pyrolyse envisagé peut produire un gaz de pyrolyse assez chargé en goudrons, environ 15 g/Nm de gaz de synthèse brut produit.

Les compositions estimées pour le gaz de synthèse brut obtenu sont indiquées dans le tableau suivant.

Le gaz de synthèse brut peut être produit entre 700°C et 950°C et doit être refroidi vers 50°C pour être purifié conformément à l'invention.

L'installation d'essai à l'échelle pilote est dimensionnée à 30 kg/h de boues de STEF (23 kg de matière organique par heure) et peut produire une quantité égale à 18 Nm ³ /h de gaz de pyrolyse sec (avec 0,8 Nm7h de gaz par kg de matière organique) ou 23 Nm ^J /h de gaz de pyrolyse humide. Ainsi, le gaz de synthèse brut obtenu peut contenir 320 grammes de goudrons par heure, soit un pouvoir calorifique 30 MJ/kg susceptible de produire une puissance thermique de 2,7 k W en moyenne.

Ainsi, pour réaliser la condensation des goudrons selon l'invention, il est nécessaire de prévoir une surface de 2,1 m ² , soit un coefficient d'échange de 50 W/m ² /K.

Le débit d'eau de refroidissement nécessaire est 100 kg/h et l'eau est chauffée de 30°C à 116°C (5 bar).

Un échangeur de chaleur 1 contient alors un nombre de 17 tubes de 2 mètres de long et d'un diamètre extérieur de 2 centimètres.

D'autres variantes et améliorations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

L'invention est applicable à. tout gaz de synthèse brut issu de la pyrolyse et/ou gazéification de tout type de charges de matière carbonée (charbon, pet coke, biomasse, déchets organiques, déchets de matière plastique...).

Références citées

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