BE390671A

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Publication number: BE390671A
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Description


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  Procédé et appareil destinés à rendre possible l'utilisation des   huiler   lourdes de naturequelconque en vue du chauffage et de l'alimentation de moteurs thermiques. 



   La présente invention se rapporte   1,. un   procédé destiné à rendre possible l'utilisation des huiles lourdes de nature quelconque, minérales, végétales ou animales en vue du ctauffage ou de l'alimentation ùe moteurs   thermi-   qus. 



   Ce procédé à pour but de permettre l'alimentation d'appareils tels que brûleurs de chauffage, carburateurs pour moteurs   thermiques   etc....   à   la pression atmosphérique normale et d'éviter le soufflage d'air ou le débit forcé du   combustible.   



   Pour réaliser ce but, le procédé, objet de l'invention, est caractérisé essentiellement en ce que l'huile ou le combustible est soumis tout d'abord à une opération 

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 de cracking donnant lieu à une dépolymérisation, de manlère à former des produits légers de plus en plus éloignés de l'huile primitive, de molécule plus simple et susceptibles d'être   brûles   ensuite plus   facilement   par un simple apport d'air extérieur. En pratique, ce cracking est produit en fai- sant passer l'huile ou combustible à l'état liquide vers 400 C., sur des catalyseurs de nature appropriée.

   On a ob- servé que des résultats particulièrement favorables étaient atteints, en ayant recours comme catalyseurs à des métaux fuis sous forme de copeaux et dont les oxydes sont stables aux   températures   voisines de 3000 C.chmme par exemple le cui- vre le fer, le nickel, le cobalt et les métaux des terres rares. 



   Dans l'exemple de gas-oils extraits des pétroles de Penssylvanie et contenant des hydrocarbures saturés acycliques de la formule générale (On H2n   + 2)   p, l'opéra- tion de cracking donne lieu à une décomposition ou à une dépolymérisation de ces huiles et à la formation d'hydrocar- bures éthyléniques et saturés de poids moléculaires plus de faiblesainsi  qu'à/la   vapeur   d'eau.   



   L'action des catalyseurs constitués par des oxydes métalliques peut s'expliquer par le fait que ces oxydes se décomposent vers   400 C   en libérant de   l'oxygène .   



     Donc,   en principe, la réaction sur laquelle est basé le procédé est la suivante : pour p = m + n p   (On   H2n +   2)   + nO = m ( On H2n) + n   (On   H2n + 2) + hH2o 
L'oxygène,qui joue dans ces réactions un rôle im- portant, provient de la réduction du catalyseur par les hy- drocarbures, due à l'élévation de la température. 



   A   400 .C   l'eau formée se décompose et l'oxygène libéré par cette décomposition va se fixer à nouveau sur le catalyseur'en l'oxydant tandis que l'hydrogène s'échappe et brûle avec les vapeurs d'hydrocarbures, 

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On peut donc admettre que l'oxygène décrit un cycle fermé consistant en l'oxydation du catalyseur suivie de la dépolymérisation ou cracking des hydrocarbures, dès qu'une nouvelle quantité de ceux-ci réduit le catalyseur. 



   La température se règle spontanément, étant donné que   c"est   vers 350-400  C que la réaction a son rendement optimum ; il suffit de régler le débit en hydrocarbures primitifs pour maintenir cette température*
Dans ces conditions, si l'on examine l'ensemble du procédé on se rend compte qu'il se produit tout d'abord une phase de précombustion au cours de laquelle les hydrocarbures s'oxydent assez lentement et se pyiogènent, après quoi ils se scindent en carbures plus simples avec libération   d'hydrogène ;   la phase de combustion vive au cours de laquelle se forme en majeure partie du C02 et de la vapeur d'eau ne se manifeste qu'ensuite, soit à la sortie' des becs brûleurs (cas de l'emploi pour le chauffage) soit à l'admission dans les cylindres (cas de la carburation). 



   Les dessins ci-joints montrent à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution d'un appareil convenant pour la mise en pratique du procédé et destiné à être a;ppliqué au chauffage. 



   La figure 1 est une coupe par la ligne l-I dans la figure2. 



   La figure 2 est une vue en plan. 



   Comme le montre ce dessin, l'appareil se compose essentiellement d'un corps métallique principal 1 formant chambre de catalyse 2 dont   la,   largeur va en décroissant d.u haut vers le bas et faisant corps à sa partie inférieure agec quatre conduits 4 qui font corps à leur tour avec une cuve intérieure b. Ce corps possède en outre vers le bas une saillie tubulaire 6 par laquelle il peut être raccordé à une conduite d'amenée de l'huile lourde à utiliser qui passe par une ouverture7 du corps.Cette huile s'accumule à l'intérieur   (le   la cuve 5 qui esten général une cuve à niveau constant et qut contientà cet effet un pointeau 3 

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 à flotteur 31.  .

   L'huile   estamenée par les canaux 4 à la   chambre 2   qui   contient     de:3   copeaux   des   Métaux [mentionnés ci-dessus et jouent le rôle de catalyseurs pour la réaction de cracking. Sur les bords supérieurs de la chambre de catalyse repose une pièce annulaire 9 munie de trous 10 afin de permettre le passage   de:3     produits   provenant de la dépolymérisation des huiles dans la chambre de catalyse 2. D'autre part, sur le bord intérieur de cette pièce repose par l'intermédiaire de pattes 11 un cylindre 12 déterminant entre lui et la face interne de la cnambre un espace 13 permettant l'amenée d'air de combustion au-dessus de la pièce ou grille 9.

   Le cylindre 12 détermine en outre la formation autour de là   'cuve 5   d'un manchon d'air 14   for-   mant isolant de manière à empêcher la transmission de la chaleur de la chambre de catalyse à l'huile   contenue   dans la cuve 5. 



   Sur le bord supérieur du manchon 12 repose une cloche en deux pièces 16 et 16 dont   Ta plaque   15 est portée à l'incandescence par les flammes produites aux becsbrûleurs et qui chauffe à son tour par radiation ou réverbération l'huile contenue dansla chambre. 2. 



   L'espace Informe un   manchon   d'isolement thermique de manière à empêcher un refroiddssement trop considérable ou "trop rapide.-de la plaque 15. 



   L'huile lourde étant ainsi chauffée à l'étatliquide durant son passade sur les catalyseurs, elle se dépoly-   mérise   et se décompose, comme expliqué ci-dessus. Bien que la température augmente progressivement aux divers niveaux de la chambre 2 on constate   qependant   que les réa.ctions restent légèrement endothermiques, ce qui amènd la formation de produits légers de structure de plus en plus éloignée de l'huile primitive-sans qu'il y ait eu en aucun cas formation sensible d'aldéhydes ou de cétones. 



   Il résulte donc du contact des huiles ou   combus-   tibles avec le catalyseur un ébranlement de l'édifice mo- 

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   léculaire   complexe de l'huile primitive,une gazéification très partielle, une oxydation des molécules simplifiées par suite de leur pyrogénation modérée, une oxydation également des petites quantités d'hydrogène libérées et de petites quantités de carbone de cracking qui tendraient à se déposer. 



   Les produits légers après s'être échappés par les ouvertures 10 de la plaque (becs brûleurs) rencontrent l'air amené dans l'espace 13 et il se produit ainsi une combustion vive en 18. la forme décrite de l'appareil n'est pas limitative ; en particulier, le brûleur peut être circulaire ou quadrangulaire ou encore avoir ume forme appropriée à la, chaudière   à   chauffer ; la cuve à niveau constant peut être centrale, latérale ou même extérieure au système. 



   Par exemple, au-dessus des becs brûleurs on peut disposer une spirale métallique de formes et de grandeurs appropriées de manière à augmenter très fortement la température de la flamme. 



   Comme on s'en rendra compte, le procédé, objet de l'invention présente l'avantage d'être réalisable à la pression atmosphérique normale et supprime ainsi la nécessité jusqu'ici indispensable de devoir recourir aux suppressions (compresseur). En outre, il ne nécessite aucune source de chaleur accessoire sinon pour l'amorçage de réactions de cracking qui se poursuivent ensuite spontanément toujoursen phase liquide. Dans ces conditions, on obtient un   combustible   ou carburant doué de qualités anti-détonnantes remarouables et prêt à brûler immédiatement étant donné que l'amorçage laborieux de la réaction est déjà réalisé et que d'autre part il ne se forme que des quantités infimes d'aldéhydes et de cétones . 

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   Il présente en outre une supériorité manifeste par rapport aux procédés par rechauffage. vaporisation et atomisation qui n'ont donné aucun résultat pratique.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S.

1.- Procédé destiné a rendre possible l'utilisation des huiles lourdes de nature quelconque en vue du chauffage ou de l'alimentation de moteurs thermiques caractérisé en ce que l'huile ou le combustible eut soumis toe d'a- brod , une opération de cracking donnant lieu une dépo- lymérisation de manière à former de produits légers de plus en plus éloignés de l'huile primitive, de molécule plus simple et susceptibles d'être brûlés ensuite plus facilement par un simple apport d'air extérieur.

2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le cracking est produit en faisant passer l'huile ou combustible à l'état liquide à des températures voisines de 4000 C sur des catalyseurs de nature appropriée.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le catalyseur est constitué par des copeaux de métaux dont les oxydes sont stables à des températures voisines de 300 C, tels que le cuivre, l'argent, le nickel, le cobalt, les métaux des terres rares, etc...

4. - Procédé suivant les revendications l à 3 caractérisé en ce que le chauffage de l'huile dans la chambre de catalyse est produit soit par raidation ou réverbération de la chaleur produite aux becs brûleurs, soitpâr l'utilisa- tion des gaz d'échappement du moteur (cas de l'application aux moteurs thermiques).

5. - Appareil pour la mise en pratique du procédé suivant les revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte un corps métallique-principal de forme circulaire, quadran- gulaire ou autre formant une chambre de catalyse reliée par des canaux à une seconde chambre qui peut être intérieure, latérale ou extérieure au système, de préférence <Desc/Clms Page number 7> niveau constant et contenant une réserve de combustible.

6.- Appareil suivant la revendication 5 caractérisé en ce que sur les bords supérieurs de la chambre de catalyse repose une pièce de forme annulaire ou autre formant grille de manière à permettre l'échappement des produits de la dépolymérisation et leur mélange subséquent avec de l'air de combustion.

7.- Appareil suivant les revendications 5 et 6 caractérisé en ce qu'entre la c' ambre extérieure etla -cuve niveau constant est formé un espace communiquantt directement avec l'atmosphère et amenant l'air de combustion au-dessus de la pièce formant grille.

8.- Appareil suivant les revendications 5 à 7 -caractérise par la disposition au-dessus des becs brûleurs d'une spirale métallique destinée à augmenter la température de la flamme.

9. - Appareil suivant les revendications 4 à 7 en substance comme décrit et représenté par les dessins annexés.