Caractéristiques du gaz de synthèse

Le gaz de synthèse issu de la gazéification ou du reformage contient de la vapeur d'eau, des composés goudronneux et des condensats d'hydrocarbures. Le refroidissement avant compression permet de condenser ces composants. Les séparateurs d'aspiration éliminent les liquides, ce qui évite d'endommager les compresseurs et préserve la pureté du gaz pour les procédés catalytiques en aval.

Configuration du séparateur

Récipient vertical comprenant une entrée de gaz de synthèse après refroidissement, une section de séparation des liquides, un étage de coalescence éliminant les aérosols et les brouillards de goudron, une sortie de gaz vers le compresseur, une évacuation des liquides vers le système de traitement, ainsi qu'un dispositif d'arrêt en cas de niveau élevé protégeant le compresseur. La conception permet de traiter les contaminants difficiles propres à l'utilisation du gaz de synthèse.

Pression de fonctionnement

Conçu pour s'adapter à la pression d'aspiration du compresseur, généralement comprise entre 20 et 50 psig pour les gazéificateurs atmosphériques, et entre 300 et 600 psig pour les systèmes sous pression. La conception tient compte des variations de pression liées aux changements de charge. Les matériaux utilisés sont adaptés à la composition du gaz de synthèse, qui comprend de l'H₂, du CO, du CO₂ et des traces de contaminants.

Contaminants liquides

Condensation d'eau due au refroidissement. Composés de goudron issus d'une gazéification incomplète. Hydrocarbures lourds issus du reformage. Ammoniac et composés soufrés selon la charge d'alimentation. Les éléments internes du séparateur résistent à l'encrassement causé par les dépôts de goudron collants.

Sélection des matériaux

La structure en acier inoxydable permet de traiter les composants corrosifs du gaz de synthèse. Des revêtements résistants au goudron empêchent l'accumulation de dépôts sur les pièces internes. La conception est adaptée aux cycles thermiques. Les matériaux ont été sélectionnés pour leur résistance au H₂S et au NH₃ lorsque ces composés sont présents dans le gaz de synthèse.

Gestion des goudrons

Les parois chauffées de la cuve empêchent la solidification du goudron. Les raccords à fleur facilitent le nettoyage périodique. Le système de vidange permet d'évacuer les liquides de goudron visqueux. Certains modèles sont équipés d'un système de purge à la vapeur. Un entretien régulier permet d'éliminer les dépôts accumulés et de maintenir l'efficacité de la séparation.

Demandes

Compression du gaz de synthèse issu de la gazéification du charbon ou de la biomasse, protection de la sortie des réformeurs à vapeur de méthane, systèmes de gaz de synthèse par oxydation partielle, installations de gazéification des déchets et tout procédé de gaz de synthèse nécessitant une compression. Indispensable pour les installations de synthèse Fischer-Tropsch, de méthanol et d'ammoniac.

Protection du compresseur

Les commutateurs de niveau haut et très haut déclenchent une alarme et provoquent l'arrêt du système. Des vannes à action rapide coupent le débit avant que le liquide n'atteigne le compresseur. Des instruments redondants garantissent la sécurité. Ce dispositif de protection préserve des équipements de compression valant plusieurs millions de dollars contre des pannes catastrophiques.

Facteurs de performance

La température influe sur la viscosité du goudron et la condensation de l'eau. La vitesse du gaz doit empêcher la remise en suspension du liquide. Un temps de rétention adéquat permet une séparation complète. La conception doit trouver un équilibre entre l'efficacité, la taille de la cuve et le coût.

Élimination des liquides

L'eau contaminée et le goudron sont acheminés vers la station d'épuration. Certaines installations récupèrent le goudron pour en tirer un rendement énergétique. Le réseau d'évacuation est dimensionné pour supporter des débits maximaux en cas de dysfonctionnements. Une élimination appropriée permet d'éviter les problèmes environnementaux.

Normes de construction

Conception conforme à la section VIII de l'ASME pour la pression de service. Matériaux adaptés à une utilisation avec du gaz de synthèse corrosif. Systèmes de chauffage conformes aux normes en vigueur. Documentation complète comprenant les calculs de séparation et les procédures de gestion des goudrons.

Les séparateurs d'aspiration pour compresseurs de gaz de synthèse ERGIL protègent les équipements de compression tout en préservant la qualité du gaz dans les installations de production de gaz de synthèse.