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"PROCEDE D'OBTENTION DIRECTE D'UN GAZ DE VILLE PAR LA GAZEIFI- @ CATION DU CHARBON"
Faisant l'objet d'une première demande de Brevet déposée en FRANCE, le 22 janvier 1929, au nom de la Société dite: COMPAGNIE CONTINENTALE POUR LA FABRICATION DES COMPTEURS ET AUTRES APPAREILS, résidant à PARIS, et dont la susdite Société est l'ayant-droit.,
Tous les procédés employés jusqu'à ce jour pour l'obtention d'un gaz de ville utilisent la distillation du charbon complétée ou non complétée avec des gaz provenant de fabrications annexes :
gaz à l'eau, gaz double, gaz inté- gral, etc..., mais aucun de ces appareils annexes qui ef- fectuent la gazéification, soit,du charbon, soit du coke,
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ne permet à lui seul de produire un gaz répondant aux ca- ractéristiques physiques et à la composition chimique exi- gées en France pour le gaz de ville. Dans sa demande de brevet du 24 octobre 1928, pour : "Procédé de fabrication combinée de composés gazeux dont le mélange a les caracté- ristique's du gaz utilisé en France comme gaz de ville", la demanderesse a notamment envisagé une combinaison de divers modes de fabrication de gaz industriels dans laquelle on utilisait, en particulier, l'hydrogène fabriqué en par- tant du gaz à l'eau obtenu au moyen d'un appareil annexe générateur dudit gaz à l'eau.
La présente invention a pour objet un procédé d'obten- tion directe d'un gaz de ville basé sur l'utilisation de l'hydrogène, fabriqué au moyen de gaz à l'eau servant comme réducteur, mais dans lequel ce gaz à l'eau provient non pas d'un appareil annexe, mais est prélevé dans l'appareil de gazéification intégrale lui-même.
On a déjà proposé d'extraire une partie du gaz à l'eau produit dans un appareil de gazéification intégrale, notam- ment dans les procédés faisant l'objet des brevets français N 624739 du 17 novembre 1926; au nom de la Société dite : DELLWIK PLEISCHER WASSERGAS Ges. m.b.H., et n 632.826, du 15 avril 1927, au nom de Otto MISCH. Mais dans ces procédés le gaz à l'eau est extrait pour être brûlé à la base de la cornue et favoriser les phénomènes de distillation dans cette cornue.
Suivant la présente invention, au contraire, le gaz à l'eau extrait est non plus brûlé à la base de la cornue, mais est envoyé dans un appareil annexe producteur d'hydro- gène selon les méthodes bien connues, et l'hydrogène est mélangé au gaz produit par l'appareil de gazéification.
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Il résulte de cette extraction d'une partie du gaz à l'eau produit,une diminution du nombre de calories appor- tées dans la cornue par la chaleur sensible du dit gaz à l'eau.
Cette réduction de chaleur sensible est telle, qu'elle peut porter ou ne pas porter selon les modalités d'exploi- tation un préjudice à la détermination ou au maintien de la distillation dans la cornue. Dans le cas où cela est né- cessaire, il est prévu de compenser la réduction de cha- leur sensible soit en faisant circuler le gaz à l'eau extrait, dès sa sortie du gazogène, dans des carneaux convenablement établis, à l'entour de la cornue, soit en fournissant à la cornue un apport de calories supplémen- taires par l'effet d'une circulation des fumées ou des gaz résiduels provenant de la fabrication de l'hydrogène.
On pourra également, dans le même but, fournir à la cornue un apport de calories supplémentaires par une circulation de fumées provenant des gaz de soufflage pro- duits dans le cycle de gazéification intégrale et recueil- lis soit à la sortie de leur trajet dans les appareils, soit en un point de ce trajet. Enfin, il sera bien enten- du possible de combiner ces différents moyens.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La Fig. 1 représente schématiquement une installation de production de gaz de ville réalisée suivant l'inven- tion.
Les Figs. 2 et 3 montrent schématiquement en coupe ver- ticale différents types de cornues munies d'un dispositif
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de récupération de chaleur destiné à compenser la réduction de chaleur sensible apportée à l'intérieur de la cornue par suie de la réduction du volume de gaz circulant dans ladite cornue.
Sur la Fig. 1, une partie du gaz à l'eau produit en 1 dans le gazogène d'un appareil de gazéification intégra- le, est dirigée suivant ?¯, dans la cornue 2 du gazogène et le gaz intégral obtenu à la sortie de la cornue est ensui- te envoyé à la manière connue en 3 dans les appareils fai- sant normalement suite au gazogène (surchauffeur gaz, sur- chauffeur vapeur, barillet, condenseurs. , etc...,) tandis que l'autre partie du gaz à l'eau produit en 1 est envoyée suivant à l'installation de fabrication d'hydrogène 5.
Le gaz intégral provenant de 3 et arrivant par 4 ainsi que l'hydrogène venant de 5 par 6 sont ensuite mélangés, soit par 6 bis, à l'intérieur du surchauffeur gaz, soit après le barrillet ou le condenseur par 6 ter, et l'on obtient en 7 un gaz répondant aux caractéristiques du gaz de ville.
Il ressort de ce qui précède qu'un gaz répondant aux caractéristiques exigées en France, par exemple pouvoir calorifique 4.200, teneur en CO 15 %, est obtenu par le mélange de :
1 - Gaz intégral obtenu dans un gazogène de gazéifi- cation intégrale, une partie du gaz à l'eau produit dans la zone inférieure de l'appareil de gazéification intégra- le étant extraite au cours de la fabrication.
2 - fIydrogène obtenu en partant du gaz à l'eau extrait comme il est indiqué ci-dessu et agissant comme gaz ré- ducteur, dans un quelconque des procédés connus de fabri- cation de l'hydrogène.
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A titre d'exemple, les proportions des éléments du mélange gazeux final peuvent être obtenues de la manière s uivante :
Si l'on suppose par exemple que 100 m3 de gaz inté- gral sont constitués par 75 m3 de gaz à l'eau et 25 m3 de gaz de distillation (avec ou sans gaz de goudron) on distraira les 2/3 du gaz à l'eau, soit 50 m3 avant son mélange au gaz de distillation; dans ces conditions, le gaz final comprendra 25 m3 de gaz à l'eau, 25 m3 de gaz de distillation et aura comme caractéristique environ 40600 calories et 20 à 25 % d'oxyde de carbone. Les 50 m3 de gaz à l'eau distraits du gazogène serviront à fabri- quer 20 m3 d'hydrogène qui, ajoutés aux 50 m3 de mélan ge ci-dessus donneront 70 m3. d'un gaz ayant environ 4. 200 calories et 15 % d'oxyde de carbone.
Dans l'exemple envisagé ci-dessus, l'hydrogène sera obtenu par exemple selon la méthode connue utilisant la réaction
2 Fe + 3 H20 = Fe2O3 + 3 H2 Au contact du fer chauffé au rouge, la vapeur d'eau se décompose en donnant de l'hydrogène; d'autre part le gaz à l'eau agissant par ses éléments réducteurs (hydrogène et oxyde de carbone) réduit l'oxyde ferrique formé en recons- tituant la vapeur d'eau et le métal. Cet exemple n'est d'ailleurs pas limitatif et tous les procédés connus de fabrication d'hydrogène, continus ou discontinus, par usage de catalyseurs ou sans catalyseurs peuvent être employés.
Sur la Fig. 1, on a,' représenté, d'autre part, schéma- tiquement en 2 un dispositif permettant de fournir un apport de calories supplémentaires en faisant circuler au- tour de cette cornue, d'une part les fumées ou gaz rési-
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duels provenant par 9 de l'atelier de fabrication d'hydro- gène et d'autre part les fumées'venant par 10 des gaz de soufflage produits en 3 durant!la période de soufflage du cycle de gazéification intégrale.
Les Figs. 2 et 3 représentent d'ailleurs deux types de cornues munies de carneaux pour la circulation des gaz de réchauffage .
Sur la Fig. 2, le carneau g. est parcouru par le gaz à l'eau extrait du gazogène et servant ensuite à fabriquer l'hydrogène.
Sur la Fig. 3, le carneau est parcouru par les fumées provenant de l'atelier de fabrication d'hydrogène ou des gaz de soufflage, ou par une combinaison convenablement réalisée de ces deux catégories de fumées.
Lé procédé décrit a l'avantage de réaliser la gazéi- fication totale du charbon, en n'egigeant qu'un seul appa- reil et non un appareil annexe producteur de gaz à l'eau, à partir du coke comme il a été envisagé dans la demande du 24 octobre 1928 précitée, on peut en outre obtenir un enrichissement complémentaire du gaz (soit par exemple dans le cas envisagé ci-dessus le pouvoir calorifique de 4. 200 à 4. 500 calories) par cracking de gas oil par exem- ple, ou par addition d'un gaz riche quelconque, tel que méthane ou acétylène, ou gaz réiduel d'un cracking ou tout autre gaz à haut pouvoir 'calorifique.
Ce procédé pos- sède également l'avantage de pouvoir fonctionner sans apport extérieur de vapeur ou force motrice , les récupérations et dispositifs thermiques envisagés selon des procédés connus fournissant en quantité suffisante la vapeur et la force! motrice.