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Publication number: BE374656A
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Description


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  "Procédé pour la production de   gaz'9   
Le gaz combustible distribué actuellement dans les villes et appelé généralement gaz d'éclairage possède une valeur calorifique exactement déterminée qui en fait un gaz standard. Tous les gaz combustibles dont la valeur calorifique est inférieure à celle de ce gaz standard   peuvent   être désignés comme gaz de valeur inférieure du point de vue distribution urbaine. 



   Le gaz fourni actuellement aux consommateurs est nocif mais on ¯ réclame généralement un gaz non nocif. 

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  Les procédés pour rendre le gaz non nocif sont connus. Mais en même temps qu'on rend le gaz non nocif on fait varier ses qualités; un traitement ultérieur des gaz est donc né- cessaire pour leur rendre leurs qualités primitives. La transformation du gaz de ville ordinaire en un gaz standard non nocif entraîne cependant des dépenses qui si petites qu'elles soient ont pour conséquence une augmentation du prix du gaz. Par suite des besoins sociaux toute augmentation du prix du gaz doit être évitée. Suivant le procédé ci-dessous on produit un gaz non nocif dont la valeur calorifique est égale à celle du gaz actuel et dont le prix est égal sinon inférieur à celui du gaz actuel. 



   A cet effet on utilise des gaz de qualité inférieure ou de déchet; ceux-ci sont nocifs à cause de leur teneur en oxyde de carbone. On connait des procédés de fabrication de gaz équivalent, en valeur calorifique au gaz normal actuel en partant des gaz de moindre qualité notamment la   "carburation"   à l'aide de vapeursde benzol ou d'autres hy- drocarbures   à-   molécules complexes. Mais comme ceux-ci sont nocifs eux-mêmes le défaut se trouve encore aggravé.

   Suivant le présent procédé les gaz de moindre qualité produits par des générateurs ou autrement ou obtenus comme gaz de déchet sont pendus équivalents au gaz normal à l'occasion de leur transformation en gaz non nocif ou bien ils sont transformés en gaz non nocif pendant qu'on leur donne les qualités du gaz normal; ceci peut s'effectuer par l'élimination de un ou de plusieurs constituants du gaz ou par l'adjonction de matières gazeuses non nocives ou par les deux procédés si- multanément, avant ou après la transformation en gaz non nocif. Les substances additionnelles gazeuses peuvent être   @ --   

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 tirée de gaz nocifs en supprimant cette propriété. Les usines à gaz produiront et transformeront ces gaz de qualité infé- rieure dans des installations appropriées.

   Il est à remarquer que des installations pour la production de gaz de qualité inférieure (gazogènes etc..) sont moins chères que les instal- lations correspondantes (fours) pour la production du gaz actuel. 



   En rendant les gaz combustibles de qualité inférieu- re semblables au gaz d'éclairage avec suppression de leurs pro- priétés nocives ou vice versa,on peut après suppression des qualités nocives donner au produit final la valeur calorifi- que exigée par la suppression ou   l'adjonction   de gaz ap- propriés; on peut aussi enlever au gaz brut par un procédé physique autant d'oxyde de carbone que la transformation chimique de l'oxyde de carbone restant donne directement le produit final voulu. 



   Suivant l'invention on transforme une partie de l'oxyde de carbone de façon connue en méthane et on utilise la vapeur d'eau produite pour transformer une nouvelle quan- tité d'oxyde de carbone du gaz méthanisé ou à l'état primitif en hydrogène et acide carbonique de façon à obtenir le gaz final désiré en éliminant ou non l'acide carbonique. 



   Ci-dessous sont indiqués quelques exemples pour la production de gaz en partant de gaz combustibles de (gaz pauvres) qualité inférieure/suivant le procédé décrit. Dans tous ces exemples le gaz à l'eau sert de produit de départ; mais le procédé n'est aucunement limité à ce gaz, il peut aussi être appliqué à tous les gaz de qualité inférieure comme le gaz double,le gaz triple, gaz de générateurs, gaz de hauts- fourneaux, gaz de lignite, de tourbe,de bois etc.      

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   EXEMPLE 1 --------- 
On élimine 25% de   l'oxyde   de carbone de cent litres de gaz à l'eau de la composition suivante: 
 EMI4.1 
 
<tb> 40% <SEP> d'oxyde <SEP> de <SEP> carbone
<tb> 
<tb> 50% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 6% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 4% <SEP> d'azote
<tb> 
 Le gaz restant est conduit par dessus uncatalyseur à nickel et on lui ajoute 81,7 litres d'un mélange contenant   95%   d'hydrogène et 5% de fumées. On obtient un gaz dont la com- position est : 
 EMI4.2 
 
<tb> 27,5 <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 51,9% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 11,4% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 9,2% <SEP> d'azote.
<tb> 
 



  Le pouvoir calorifique supérieur réduit de ce gaz est de 4200 kcal/m3, son poids spécifique 0,45 (poids spécifique de   l'air? 1).   La vitesse d'inflammation correspond à celle du gaz normal. 



   EXEMPLE 2 
On élimine 30% de l'acide carbonique du gaz à   l'eaude   la composition ci-dessus. Le gaz restant est catalysé au moyen de nickel et on élimine ? litres d'acide carbonique de 100 litres du gaz catalysé. On obtient un gaz dont la composition est 
 EMI4.3 
 
<tb> 26,9% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 55,8% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 8,6% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 10,7% <SEP> d'azote.
<tb> 
 



  Pouvoir calorifique supérieur 4200 kcal/m3, poids spécifique 0,42 ( air=l), vitesse d'inflarmnation comme ci-dessus. 

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   EXEMPLE 3      
Le gaz à l'eau est conduit au-dessus de catalyseurs (fer à 450 C) qui amènentla réaction 
2 CO+2H2=CO2+CH4. 



  On obtient un gaz de la composition 
 EMI5.1 
 
<tb> 33,3% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 16,7% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 43,3% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 6,7% <SEP> d'azote.
<tb> 
 



  On élimine de ce gaz 40% de son acide carbonique et àlOO litres du gaz restant on ajoute 100,8 litres d'un mélange d'hydrogène et d'azote comme celui qui sert à la synthèse de l'ammoniaque. On obtient alors un gaz de la composition suivante : 
 EMI5.2 
 
<tb> 27,6% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 51,6 <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 2,7% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 18,1% <SEP> d'azote
<tb> 
 Les qualités de ce gaz correspondent à celles des gaz obtenus suivant les autres exemples. 



   Le choix d'un des procédés dépend des circonstances locales. Le procédé offre en dehors des avantages déjà men- tionnés encore celui qu'on obtient des produits secondaires bien utilisables (l'acide carbonique peut servir à la fabri- cation de sulfate d'ammonium à l'aide d'ammoniaque synthé-   tique   en partant du sulfate de calcium et du carbonate d'am-   monium)   auxquels on peut ajouter encore d'autres produits secondaires par exemple de l'hydrogène provenant de l'élec- trolyse, tandisque l'oxygène sert à rendre continu le pro- cédé au gaz à l'eau. 



   Ci-dessous sont indiqués des exemples expliquant la transformation de l'oxyde de carbone en méthane par la teneur en hydrogène des gaz combustibles. Ce procédé présente   @   

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 des avantages économiques importants non seulement à l'occa- sion de l'utilisation de gaz de qualité inférieure comme produit de départ pour la production de gaz non nocif mais aussi lors de l'emploi du gaz d'éclairage nocif ordinaire. 



  Par exemple un avantage consiste en ce que la vapeur   d'eau   nécessaire à la transformation du gaz pendant la suppression de ses propriétés nocives est incorporée au gaz, ce qui augmente le rendement du procédé. 



   EXEMPLE 4 
Un gaz à l'eau de la composition 
 EMI6.1 
 
<tb> 50% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 40% <SEP> d'oxyde <SEP> de <SEP> carbone
<tb> 
<tb> 4% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 6% <SEP> d'azote
<tb> 
 est transformé de façon connue à l'aide d'un catalyseur. Il se produit la réaction suivante:   CO + 3 H2 =     CH4 +   H20. 



    Cornme   une partie d'oxyde de carbone exige 3 parties d'hydro- gène l'oxyde de carbone de ce gaz ne peut être transformé quantitativement en méthane. Il se produit un gaz de la composition suivante: 
 EMI6.2 
 
<tb> 5% <SEP> d'hydrogène
<tb> 25% <SEP> d'oxyde <SEP> de <SEP> carbone
<tb> 15% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 4% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 6% <SEP> d'azote
<tb> 45% <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> d'eau
<tb> 
 Au moyen de la vapeur d'eau on transforme par catalyse l'oxyde de carbone restant diaprés l'équation 
CO + H2O= H2+ CO2 et l'on obtient un gaz de la composition suivante(à sec) 
 EMI6.3 
 
<tb> 37,5% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 18,75% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 56,25% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 7,5 <SEP> % <SEP> d'azote.
<tb> 
 

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  Apres l'élimination de   29,85%   d'acide carbonique (lavage à l'eau sous pression ou en présence de carbonates) on ob- tient un gaz final se composant de: 
 EMI7.1 
 
<tb> 53,5% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 26,7% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 9,1% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 10,7% <SEP> d'azote.
<tb> 
 



  Ce gaz correspond par son pouvoir calorifique au gaz normal. 



     EXEMPLE   5      
Le gaz s'échappant du charbon vers la fin du déga- zage a la composition suivante: 
 EMI7.2 
 
<tb> 75% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 20% <SEP> d'oxyde <SEP> de <SEP> carbone
<tb> 
<tb> 2% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 3% <SEP> d'azote.
<tb> 
 



  On méthanise 100 m3 de ce gaz, ce qui produit un gaz de la composition suivante: 
 EMI7.3 
 
<tb> 37,5% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 50 <SEP> % <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> 5 <SEP> % <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 7,5% <SEP> d'azote.
<tb> 
 A ce gaz provenant de 100 m3 du gaz brut et contenant 0,5 m3 de vapeur d'eau par m3 de   volume.,on   mélange 31,8 m3 du gaz brut et on mélange l'oxyde de carbone avec la vapeur d'eau de la partie   méthanisée.   Il se produit un gaz de la composi- tion suivante: 
 EMI7.4 
 
<tb> 57,7% <SEP> d'hydrogène
<tb> 
<tb> 25,6% <SEP> de <SEP> méthane
<tb> 
<tb> Il,5% <SEP> d'acide <SEP> carbonique
<tb> 
<tb> 5,2% <SEP> d'azote.
<tb> 
 



  Ce gaz correspond au gaz normal allemand. 



   Le procédé peut être appliqué utilement à tous les gaz combustibles de qualité inférieure sans subir des modifi- cations essentielles. Si la vapeur d'eau produite lors de la méthanisation ne suffit pas on ajoute encore de la vapeur n 

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 d'eau. 



    REVENDICATIONS S-:-    
1.- Procédé pour la production de gaz caractérisé en ce que on rend équivalent au gaz d'éclairage des villes des gaz combustibles de qualité inférieure (gaz de généra- teurs, gaz à l'eau, gaz double, etc..) en supprimant leurs propriétés nocives ou en ce que on supprime les qualités nocives de ces gaz en les rendant équivalents au gaz normal mentionné en éliminant avant ou après la suppression des propriétés nocives des constituants combustibles (acide sulfhydrique, hydrocarbures lourds, hydrogène) ou non com- bustibles (acide carbonique, azote).

Claims

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'appropriation du gaz de qualité inférieure rendu non nocif ou à rendre non nocif comme gaz normal par l'ad- jonction de substances gazeuses non nocives combustibles (hydrogène) ou non combustibles (azote, acide carbonique) est effectuée avant ou après la suppression des propriétés nocives.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'appropriation du gaz rendu non nocif ou à rendre non nocif comme gaz normal est effectuée aussi bien par l'enlèvement de un ou plusieurs constituants com- bustibles (acide sulfhydrique, hydrocarbures lourds, hydro- gène) ou non combustibles (acide carbonique, azote) du gaz de qualité inférieure que par l'adjonction de substances gazeuses non nocives, combustibles (hydrogène) ou non <Desc/Clms Page number 9> combustibles (azote,acide carbonique) avant ou après la suppression des propriétés nocives.

, 4.- Procédé suivant l'und des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'oxyde carbonique contenu dans le gaz combustible nocif et particulièrement de qualité infé- rieure ou pauvre est en partie transformé en méthane par l'action de l'hydrogène contenu dans le gaz et que le restant de l'oxyde carbonique est transformé en hydrogène et acide carbonique au moyen de la vapeur d'eau produite pendant la méthanisation ou de la vapeur d'eau additionnelle.

5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la totalité de l'oxyde de carbone des gaz combusti- bles nocifs et particulièrement des gaz nocifs pauvres est transformés en méthane et qu'après cette transformation on mélange à ce gaz du gaz combustible pauvre frais dont l'oxyde de carbone est transformé en hydrogène et en acide carbonique par l'action de la vapeur d'eau produite pendant la méthani- sation ou de vapeur d'eau additionnelle.