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Procédé et appareil pour la fabrication de gaz de gazogène et de gaz à l'eau
La présente invention est relative à un perfectionne- ment du procédé de fabrication de gaz suivant lequel on uti- lise, dans les gazogènes, générateurs ou autres appareils similaires de l'oxygène pour la production de gaz de gazo- gène et plus particulièrement de gaz à l'eau.
Il est,connu de réaliser la production continue du gaz à l'eau par injection simultanée, dans le générateur, de vapeur d'eau et d'oxygène dans les proportions telles que lchaleur dégagée par la réaction exothermique:
2 C + O2 = 2 C O compense l'absorption de chaleur résultant de la réaction endothermique:
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C + H20 = C 0 + H2
Dans ces conditions, la fabrication effective du gaz peut être absolument continue, de telle sorte qu'il est possible de supprimer les périodesde soufflage d'air ha- bituelles et d'éviter ainsi la perte correspondante de com- bustible sous forme de C 02.
Le but de l'invention est d'augmenter le rendement de ce procédé de travail continu ainsi que de fournir un appareil modifié approprié à la réalisation de ce procédé perfectionné.
L'invention consiste donc en un procédé continu de l'espèce définie ci-dessus, pour la production, dans les gazogènes ou générateurs du type industriel, de gaz de ga- zogène ou de gaz à l'eau, qui est caractérisé ce que l'on fait circuler la vapeur à travers la couche de combustible du gazogène ou générateur aussi bien de haut en bas que de bas en haut, d'une manière connue en soi, l'admission simul-. , tanée d'oxygène ayant lieu soit pendant l'injection de vapeur montante, soit pendant l'injection descendante, soit encore pendant ces deux injections.
Il est à remarquer que l'expression "procédé continu" s'applique ici à un procédé de production de gaz qui, bien qu'il implique un renversement de sens de l'injection de vapeur à travers la couche de combustible,ne s'interrompt jamais pour un soufflage d'air. Le procédé perfectionné sui- vant l'invention, de même que la construction et l'agence- ment des appareils utilisés pour sa réalisation sont tels qu'ils procurent une sécurité parfaite dans la manoeuvre des organes de commande.
Pour la bonne compréhension de l'invention, le pro-
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Cédé perfectionné sera décrit ci-dessous dans son applica- tion particulière aux générateurs industriels de gaz à l'eau.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple une coupe verticale dans un générateur de gaz à l'eau et dans une chambre de combustion. Dans ce des- sine les autres éléments d'une installation produisent du gaz à l'eau, tels que chaudières à chaleurs perdues, la- vairs etc, ne sont pas représentés.
Le générateur 1 et la chambre de combustion 2 sont reliés par des tuyaux 3 et 4 pourvus respectivement des valves 5 et 6. Dans un appareil moderne, les valves 5 et 6 sont dépendantes l'une de l'autre de façon que l'une soit dans la position ouverte quand l'autre est dans la position fer- mée et réciproquement. Le mécanisme de manoeuvre de ces deux valves commande aussi automatiquement un robinet à trois voies 7 qui se trouve intercalé dans la conduite de vapeur 8 et permet d'injecter la vapeur dans le générateur soit du fond de ce dernier par la conduite 9 soit de son sommet par la conduite 10.
En vue de réaliser le procédé continu perfectionné suivant l'invention, une installation pour la production de gaz à l'eau du type courant peut être modifiée comme suit:
1) Sur la conduite de vapeur, après le compteur 11 et avant la valve d'arrêt de vapeur 12, est branchée une cana- lisation 13 pourvue d'une valve d'arrêt 14 et d'une valve de réglage 15. Cette canalisation 13 débouche soitdirectement sous la grille du générateur, soit de préférence, comme c'est indiqué sur le dessin annexé, dans la' partie de la con- duite 4 qui relie la partie inférieure du générateur à
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la valve de renversement 6.
2) Le générateur est alimenté par la conduite 16, pour- vue d'abord d'un détendeur 17, de façon que l'oxygène puis- se être admis à une pression approximativement égale à cel- le de la vapeur détendue. L'oxygène passe ensuite par un compteur 18, par deux valves d'arrêt 19, 20 et enfin par un robinet de réglage 21, avant d'entrer dans la conduite 4.
;La conduite 16 peut, si l'on veut, déboucher immédiatement sous la grille du générateur; elle peut également être munie d'un dispositif d'injection assurant le mélange homogène de l'oxygène avec la vapeur d'eau introduite dans le généra- teur.
Entre les robinets 19 et 20 vient se brancher une condui- te d'échappement d'oxygène 22 munie d'un robinet 23. Cette conduite est prévue dans le but d'écarter les risques d'ex- plosion résultant d'une fuite possible d'oxygène au robinet
19, fuite laissant s'écouler ce gaz dans la conduite 4 quand cette dernière commence à être remplie de gaz à l'eau au moment du¯renversement de la marche de l'appareil.
De plus, le dispositif suivant lequel la conduite de vapeur 13 débouche dans la conduite 4 entre le point d'en- trée de l'oxygène dans le générateur et la valve de renver- sement, a pour effet de prévenir toute fuite d'oxygène par la valve 6, cette fuite pouvant être dangereuse par suite du mélange, dans la chambre 2, de l'oxygène avec le gaz à l'eau produit.
Une installation pour la production de gaz à l'eau, modifiée comme c'est décrit ci-dessus, peut s'adapter à l'un ou à l'autre des procédés connus de fabrication de gaz,
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suivant qu'on juge nécessaire ou non (d'après la nature du combustible utilisé) de renverser le sens de l'injection, o'est-à-dire d'injecter de la vapeur de haut en bas en ou- tre de celle injectée de bas en haut. '
On suppose que le combustible contenu dans le généra- teur 1 a d'abord été porté à la température voulue, par exemple en soufflant de l'air admis par une valve 24, com- me on le fait pour le soufflage des générateurs industriels de gaz à l'eau, ou en soufflant de l'oxygène de la même façon.
Dans le premier 'cas, c'est-à-dire dans le cas où l'in- jection de vapeur de haut en bas ne s'impose pas, l'appareil travaille avec toutes les soupapes ordinairement néces- saires à la production de gaz à l'eau, fermées (y compris la valve évacuant vers l'atmosphère les gaz provenant du soufflage), tandis que l'injection simultanée de vapeur et d'oxygène s'obtient en ouvrant en même temps les robinets 14, 19, 20 et en fermant le robinet 23 au moyen d'une même com- mande.
(La proportion du mélange est réglée au moyen des robinets, de réglage 15 et 21, et ce suivant les indications des com- .'tours 11 et 18).
Dans le second cas, c'est-à-dire dans le cas où l'injec- tion de vapeur de haut en bas a été reconnue nécessaire, l'opération comprendra deux périodes.
Pendant la première période, vapeur et oxygène en propor- tions appropriées peuvent être injectés simultanément à la base du générateur, l'oxygène étant en excès de façon à déga- ger une quantité de chaleur supérieure à celle nécessaire
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pour provoquer la réaction de décomposition de la vapeur .
Pendant la seconde période, la vapeur peut être in- jectée seule du haut du générateur, la perte de chaleur pendant cette période étant compensée par le supplément de chaleur dégagée pendant la première période grâce à l'excès d'oxygène injecté pendant cette période.
Pour le fonctionnement de l'appareil pendant la période d'injection de haut en bas, on ferme les valves 14,19 et 20 simultanément tandis qu'on ouvre la valve 23, puis on ouvre la valve d'entrée de vapeur 12 qui existe dans tous les appareils producteurs de gaz à l'eau, le robinet 7 étant tourné de façon à ne diriger la vapeur due sous la grille du générateur.
La vapeur ainsi admise purgera en quelques secondes l'es- pace situé sous la grille du générateur de tout l'oxygè- ne qui pourrait encore y rester.
Ce purgeage étant accompli, l'injection de vapeur de haut en bas,telle qu'elle a été décrite ci-dessus, peut alors être mise en train en manoeuvrant les valves 6, 5, 7, de tel- le façon que la vapeur soit admise dans le générateur par la conduite 10.
La vapeur passera alors de haut en bas du générateur et le gaz à l'eau bleu produit sortira en 4 et 6.
A la fin de l'injection de haut en bas, la fabrication normale du gaz, c'est-à-dire sa fabrication par circula- tion de bas en haut est remise en train en manoeuvrant les valves 6, 5, 7 en sens inverse, de façon à purger complé- tement l'intérieur de la conduite 4 du gaz à l'eau prove- nant de l'opération précédente. Cela fait, on peut sans dan- ger recommencer à injecter simultanément de l'oxygène et de
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la vapeur, comme il a été expliqué plus haut.
En vue d'obtenir une sécurité absolue dans le fonc- tionnement de l'appareil, il est essentiel que les valves
19 et 20 ne puissent être ouvertes quand les valves à -gaz 5 et 6 sont dans la position déjection de haut en bas. Un mécanisme d'enclenchement est prévu à cet effet.
Il est évident que'la méthode décrite ci-dessus et consistant à injecter simultanément l'oxygène et la vapeur sous la grille reste la même dans le cas où il est désira- ble d'injecter la vapeur et l'oxygène au haut du généra- teur pour produire le gaz par circulation de 'haut en bas.
Comme dans le cas précédent, il est indispensable de prendre la précaution d'injecter la vapeur entre le point d'arrivée de l'oxygène au haut du générateur et la valve 5.
REVENDICATIONS.
1) Procédé continu du genre indiqué ci-dessus pour la fabrication de gaz de gazogène et de gaz à l'eau dans des gazogènes ou générateurs du type industriel.