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Procédé de fabrication de dispersions de charbon dans les huiles de chauffage.
On a déjà proposé de fabriquer des combustibles formés d'un mélange d'huiles appropriées et de poussières de charbon, afin d'augmenter par ce mélange la valeur combustible de la poussière de charbon tout en conservant les avantages des combustibles liquides. La fabrication économique de telles dispersions de charbon dans les huiles de chauffage, désignées ci-après sous le nom de " charbon fluide " se heurtait cependant jusqu'ici à des difficultés, par ce que, quand on ajoutait une quantité suffisamment grande de poussier de charbon, une séparation se produisait après un temps plus ou moins long, de sorte qu'une partie du charbon se séparait du liquide. On a cherché à obtenir un mélange intime du charbon et de l'huile par mouture dans des moulins à colloïdes, à marche très rapide.
L'application de ce procédé exige une longue durée de mouture et par suite une con-
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sommation notable d'énergie sans que cependant on réussisse, même pour la mouture la plus fine, à empêcher le charbon de se séparer du mélange.
D'autre part on a moulu ensemble du charbon finement pul vérisé et des matières augmentant la viscosité, prises comme stabilisateurs. Pour augmenter la viscosité, il est alors né cessaire d'employer de grandes quantités d'ingrédients augmentant la viscosité, par exemple sous forme de savons calcaires.
Mais alors la teneur en cendres du combustible augmente égale ment, ainsi que la possibilité d'obturation des tuyères, et la puissance calorifique diminue.
Une autre méthode de préparation de " charbon fluide " consiste à saponifier par un alcali des acides gras artificiels fabriqués à partir d'huiles de paraffine, et à ajouter de tels savons à l'huile combustible sans moyens ou ingrédients protégeant contre le durcissement. Ce procédé est également défec tueux en ce que, pour une trop faible addition de savon, du charbon se sépare spontanément, tandis que,' pour une trop forte addition de savon, non seulement le charbon fluide perd de sa puissance calorifique et la teneur en cendre augmente, mais encore il peut le plus souvent se former un état pâteux, et les pompes ne peuvent plus refouler de tels charbons fluides. On sait aussi que les additions de savon faites dans des charbons fluidifiés sans ingrédients protégeant contre le durcissement provoquent très souvent l'obturation des tuyères.
La présente invention concerne un procédé par lequel il est possible, même sans savon, de fabriquer un bon " charbon fluide ", qui soit susceptible d'être pompé avec la plus grande facilité, duquel ne se sépare pratiquement aucune particule de charbon, même après un long emmagasinage, et qui de plus s'écoule facilement au travers des conduites tubulaires et ne bouche pas les tuyères en brûlant.
L'invention consiste en ce que, aux huiles combustibles de
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chauffage utilisées pour la préparation du " charbon fluide " on ajoute des mati.ères exerçant sur ces huiles une action de gélatinisation ou des matières solides absorbant les liquides organiques.
Dans cet ordre d'idée entrent en ligne de compte des matières telles que celles employées par exemple dans la fabrication de l'alcool dénaturé " durci " et de la benzine " durcie ", donc principalement la paraffine, la cérésine, l'ozokérite, etc. Ces matières, à l'encontre des proportions utilisées dans la préparation de l'alcool " durci " ou " solide " et de la benzine Il durcie ", sont ici employées en quantités tellement faibles que, s'il y a bien une gélatinisation il n'y a pas de durcissement complet, de sorte que ce charbon fluide gélatinisé coule facilement sous la plus petite pression et quand on le déplace.
De cette façon, il est possible de stabiliser le charbon dans les huiles désirées. Par un tel mélange gélatineux dans l'huile, un charbon naturel très finement moulu est alors mélangé, res pectivement homogénéisé dans des dispositifs mélangeurs appro priés. Ce mélange peut se faire à températures ordinaires ou à température supérieure (ne dépassant pas 1500 C.).
Dans la mise en pratique de l'invention, on ajoute dans certains cas, outre ces matières à action de gélatinisation, d'autres matières qui empêchent que le charbon fluide préparé comme indiqué ne durcisse sous l'effet de fortes variations de température (par exemple dans les soutes ou les réservoirs).
Il a été vérifié, suivant l'invention, que, dans ce but, entrent en ligne de compte la vaseline, la lanoline (graisse de laine) seule ou mélangée à de la poix de graisse de laine, des acides gras liquides tels que l'acide oléique, des acides de Fremy, tels que acides sulfo-ricinoléiques ou leurs combinaisons ammoniacale s.
Il s'est démontré que l'addition de telles matières, non seulement empêche le durcissement à température basse par rapport
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à la température de préparation, mais en même temps détermine une action de graissage du charbon fluide gélatineux.
Il a été de plus trouvé qu'il est également possible d'empêcher le durcissement quand, après mélange du charbon avec des hydrocarbures rendus gélatinisants, on rend le mélange homogène par addition d'un gaz neutre, par exemple l'azote ou l'air qui, en présence de substances à action de gélatinisation, détermine une formation d'écume.
Les gaz qui, par suite de la présence de corps à action de gélatinisation, agissent longtemps comme émulsionnants, sont répartis uniformément dans l'huile et, par suite des différents poids spécifiques ainsi que de leurs actions émulsionnantes, non seulement ils renforcent notablement la stabilité du char bon fluide, maisencore empêchent en même temps la possibilité du durcissement du charbon fluide gélatineux.
Il est très avantageux, au lieu d'azote ou-d'air, d'em ployer comme agent d'émulsion un gaz à action alcaline, par exemple l'ammoniac seul ou mélangé à l'azote ou à l'air, et agissant comme troisième élément gazeux avec un élément liquide (l'huile) et un élément solide (le charbon). Un tel emploi d'ammoniac est en même temps tout spécialement précieux pour des huiles acides, car il neutralise partiellement ces huiles et de plus par ce que, par l'ammoniac, la tension superficielle entre charbon et huile est diminuée. L'emploi d'ammoniac est connu en lui-même dans la fabrication sur la base d'un procédé essentiellement différent de préparation de dispersions de charbon dans les huiles combustibles, mais alors uniquement dans le but de neutraliser les matières à teneur de créosote.
Suivant le procédé de l'invention, il est évidemment possible d'ajouter également des produits qui augmentent la viscosioté. Ainsi, on peut ajouter du goudron de route ou des huiles combustibles de grande viscosité à des huiles de goudron ou des huiles de pétrole très fluides, donc de faible viscosité. Le fait
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est connu pour lui-même d'ajouter aux huiles combustibles, dans le but d'augmenter leur viscosité, certaines substances, mais uniquement dans le but d'augmenter la stabilité de l'huile.
Dans le présent cas, on obtient, par cesajoutes, le résultat spécial que la quantité des matières à action de gélatinisation peut être diminuée. On sait que les substances qui augmentent la viscosité, comme l'huile épaisse ou le goudron de route, ne sont pas capables de produire une action de gélatinisation.
Le procédé conforme à l'invention va être décrit complète- ment dans les exemples suivants de réalisation.
Exemple I.- Une huile minérale bien fluide (provenant d'huile brute dont ont été enlevés tous les hydrocarbures à point d'ébullition bas - jusque 300 Cels. ) est chauffée en présence de 5 % de paraffine (point de fusion 50 à 55 Cela.) jusqu'à ce que la paraffine soit dissoute dans l'huile. Après dissolution, on ajoute 1 % de vaseline ou de lanoline (graisse de laine). Après mélange intime,on ajoute à 100 parties du mélange huileux ainsi préparé 100 parties de houille très fine- ment moulue, et le tout est homogénéisé dans un dispositif mélangeur connu, quelconque, à action énergique, jusqu'à ce que la houille soit mélangée intimement à l'huile, sous répartition parfaitement homogène.
La mouture de la houille doit être telle qu'elle présente une finesse pour laquelle il n'y ait pas de refus notable au tamis de 4900 à 10.000 mailles par cm2. Ce degré de finesse est à maintenir pour lesautres exempleséga- lement. Un tel mélange donne, après refroidissement, un charbon fluide facilement gélatinisant, mais qui coule facilement sous les moindres mouvements ; ce mélange peut être emmagasiné dans les soutes sans aucune séparation nuisible de charbon, et il peut être non seulement pompé facilement, mais encore être pul- vérisé dans des tuyères sans scoréfication ni auto-allumage.
En introduisant dans ce mélange de l'azote ou de l'air comme troisième élément gazeux émulsionnant, la quantité de paraffine
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à ajouter peut être abaissée jusque 2 % et celle de vaseline jusque 1/2 %.
Au lieu de paraffine pure on peut employer de la paraffine brute ou de l'hatchettine. Pour les huiles à teneur de paraffine, il est encore possible d'aboutir sous addition de paraffine ou sous ajoute de 0,1 à 0,5 % de paraffine.
Exemple 2. - 50 parties d'huile combustible bien fluide (telle que dans l'exemple 1) et50 parties d'huile épaisse (mazout) sont mélangées, et on y ajoute 1 à 1 1/2 % de cérésine brute ou d'ozokérite, par fusion. A ce mélange, on ajoute 0,1 à 0,5 % de graisse de laine ou tout autre glycérine d'acide gras, bon marché et ne desséchant pas, et on ajoute alors, après avoir bien mélangé, 100 parties de houille finement moulue ; on rend le mélange homogène, dans de puissantes machines mélangeuses, sous addition d'air ou d'azote comme troisième élément gazeux émulsionnant.
Si les huiles combustibles employées contiennent de la paraffine, la quantité de cérésine à ajouter tombe à 0,1- 0,5% et peut même être supprimée complètement si les huiles renferment assez de paraffine, auquel cas on n'emploie que la graisse de laine et le savon de graissage.
Par l'addition d'ammoniac au lieu d'azote ou d'air comme troisième élément, la quantité d'ozokérite ajoutée peut monter à 3 % pour des huiles ne formant que difficilement des dispersions. On obtient alors une gélatinisation plus concentrée, plus forte, dans laquelle le charbon reste encore toujours suffisam ment fluide et il n'est pas à craindre qu'un durcissement se produise même après un long emmagasinage.
Exemple 3.= Dans 100 parties d'huile de goudron sont fon dus 0,1 -0,2 % de paraffine et 0,% d'un savon de graissage gélatineux (suivant le type de l'huile de goudron), puis on ajoute 0,1 à 1 % de graisse de laine (lanoline) et 1 % de poix de graisse de laine comme agents empêchant le durcissement et augmentant la capacité de graissage du charbon fluide. Après
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mélange convenable, 100 à 110 parties de houille, à l'état le plus finement pulvérisé, sont ajoutées et le tout est mélangé dans des mélangeurs jusqu'à homogénéisation complète. Ceci se réalise au mieux sous insufflation de petites quantités d'azote (environ 0,1 à 0,5 %) seul, ou mélangé à des traces d'ammoniac gaz comme troisième élément émulsionnant.
On obtient également ainsi un mélange de grande valeur, gélatineux, mais cependant toujours bien fluide, mélange qui se maintient extraordinairement bien et se laisse pulvériser et brûler complètement, sans obturation des tuyères. Si on emploie des huiles à teneur de paraffine, on peut, sous ajoute de paraffine, réduire à 0,1 - 0,5 % la quantité de savon de graissage ou savon de goudron, et, pour une viscosité augmentée de l'huile, ramener également la quantité de graisse de laine à 0,1 - 0,5 %.
Exemple 4. - En opposition à l'exemple 3, à 50 parties d'huile d'anthracine, on mélange 50 parties d'huile de goudron épaisse ou de goudron de route, comme agent augmentant la viscosité. A ce mélange d' huiles, on ajoute alors 0, 2 à 1, 5 % de savon de graissage gélatinisant et 0,1 à 0,5 % de graisse de laine et de poix de graisse de laine ; on procède ensuite avec de la houille comme dans l'exemple 2 pour transformer en charbon fluide. En soufflant ensuite de l'azote ou (et) de l'air mélangé à 0,1 à 0,5 % d'ammoniac comme troisième élément émulsionnant, la stabilité du charbon fluide est encore augmentée.
Exemple 5. - 50'parties d'huile de goudron, 50 parties d'huile combustible épaisse (mazout de pétrole) sont mélangées entre elles, et on y mélange ensuite et dissout 0,1 à 1,5 % de montanwachs et 0,5% d'ozokérite (paraffine naturelle) : comme agent empêchant le durcissement, on ajoute alors 0,2 à 0,5 % d'acide oléique ou d'acide ricinoléique sulfoné, respectivement de ses combinaisons ammoniacales, et on fait dissoudre.
Le mélange ainsi préparé est traité avec la houille suivant les exemples 1 à 4, et L'on obtient également un charbon fluide
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gélatineux, bien fluide, dans lequel les acides gras liquides ou les acides riciniques sulfonés et leurs combinaisons ou sels ammoniacaux employés agissent comme agents de graissage et agents empêchant le durcissement. Ici également on peut à nouveau, par insufflation d'azote ou d'air (éventuellement avec a.joute modérée d'ammoniac) améliorer le produit final, comme dans lesautres exemples.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux proportions indiquées dans les exemples, et ces proportions peuvent varier dans de très larges limites. De même, dans chaque cas, on peut encore faire d'autres ajoutes.