<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE FABRICATION D'AGGLOMERES POUR GAZOGENE
L'alimentation des moteurs à explosion, fixes ou mobiles, par les gaz de gazogène, en remplacement de l'essence, prend une importance de plus en plus considérable.
Les gazogènes peuvent être chargés, entre autres, avec du charbon de bois, sous diverses formes.
Il a été reconnu que le combustible le plus rationnel consistait en agglomères de charbon de bois, car on évite ainsi, dans toute la mesure du possible, la formation de poussières nuisibles, ou l'introduction de produits cendreux/présentant d'autres inconvénients.
La fabrication d'agglomérés de charbon de bois est, en elle-même, connue. Elle consiste à agglomérer la poudre de
<Desc/Clms Page number 2>
charbon de bois, à l'aide d'un liant tel que . goudron végétal ou minéral.
La présente invention a pour objet la préparation d'agglomérés à partir de matières qui se trouvent disponibles dans la Métropole en quantité suffisante et qui n'augmentent pas le taux de cendres.
Selon la présente invention, des matières carbonisées, telles que : poussier de charbon de bois, ou ses équivalents techniques, poussier de coke, de houille ou d'anthracite, sont malaxées avec un liant que l'on prépare de préférence de la manière suivante :
De la paille de n'importe quèlle provenance et plus avantageusement de la paille d'avoine, des drêeches de distillerie, des pulpes de betteraves et des déchets de bois de toutes sortes, résineux ou non, (brindilles, sciure, copeaux, etc..) sont traités à température ordinaire ou à peine supérieu- re , avec de préférence un acide minéral, jusqu'à, ce que la matière cellulosique soit saccharifiée ou hydrolysée.
Ce traitement chimique conduit à l'obtention d'une poudre sèche au toucher qui, mélangée intimement dans des propor- tions convenables aux matières carbonisées, finement broyées au préalable, permet d'obtenir une matière qui peut être aisément moulée sous pression à froid ou à chaud.
En cas de difficulté d'approvisionnement de matières carbonisées, on peut également faire des agglomérés avec le liant seul.
Il est préférable, mais non pas indispensable, de cokéfier les agglomérés fabriqués conformément à l'invention avant leur utilisation pour l'alimentation des gazogènes.
Cette cokéfaction, après moulage, a pour but principal l'élimination complète des résidus acides qui pourraient pro- voquer une corrosion des moteurs.
Pour la saccharification et l'hydrolyse des matières organiques (carbonées crues, cellulosiques) on malaxe soigneu-
<Desc/Clms Page number 3>
sement ces matières avec, par exemple, de l'acide sulfurique à concentration variable selon l'humidité des dites matières.
Avec les matières cellulosiques dites séchées à l'air on utilisera de préférence un acide sulfurique de concen- tration de 50 à 55 Bé Pour les matières plus sèches on pourra utiliser un acide moins concentré. Inversement, pour une matière cellulosique moins sèche, on utilisera un acide plus concentré.
La proportion d'acide varie selon la nature de la matière cellulosique, entre 5 et 25 % du poids de cette matière.
Au malaxage, on constate une légère augmentation de température qu'il faut limiter pour éviter toute caramélisation ou carbonisation.
Si l'on remplace l'acide' sulfurique par un autre acide, tel que, par exemple, l'acide chlorhydrique ou l'acide acétique, l'élévation de température est moindre, mais la durée d'hydrolyse est généralement plus longue.
On peut également obtenir la saccharification hydrolyse en utilisant, au lieu et place d'acides, des alcalis caustiques : soude, potasse. Ces substances présentent toutefois l'inconvé- nient d'augmenter le taux de cendres des agglomérés, ce qui rend plus difficile l'épuration du gaz, abaisse le point de fusion des cendres et conduit à la formation de mâchefer.
Le mélange intimement malaxé de la matière cellulosique avec l'acide est conservé à température ambiante jusqu'à mûrisse- ment suffisant, c'est-à-dire jusqu'au moment où la poudre résul- tant de cette opération acquiert les propriétés indispensables pour l'agglomération des poudres de matières carbonisées : char- bon de bois, coke, houille, anthracite, etc...
A ce moment, la majeure partie de l'acide a été consom- mée pour l'hydrolyse, mais lorsqu'on carbonise cette matière cellulosique,soit seule,soit en mélange avec les matières carboni- sées, il se dégage du gaz sulfureux qui provient de la réaction de réduction sur l'acide sulfurique, de la matière carbonée à haute température.
Pour éviter toute corrosion du moteur, on a donc
<Desc/Clms Page number 4>
intérêt à chasser d'abord tout l'excès d'acide.
Dans le cas où la matière cellulosique traitée à l'acide est un dérivé de bois résineux, on peut recueillir au début de la cokéfaction, et de préférence par injection de vapeur d'eau. des produits de transformation de l'essence de térébenthine, tels que : terpine, hydrate de terpine.
Suivant la nature de la matière cellulosique mise en oeuvre et suivant également la quantité d'acide qui a été utilisée pour l'hydrolyse, on peut agglomérer le liant soit tel quel, soit en mélange : I partie de liant avec 1/2 à 5 parties de matières carbonisées finement broyées.
Le mélange intimement malaxé est comprimé sous forme de plaques, ovoïdes, boulets ou cylindres, par les moyens connus. L'agglomération à chaud et/ou à haute pression, permet de réduire la quantité de liant.
Lorsqu'on prépare le liant par saccharification hydrolyse avec des alcalis caustiques, il est avantageux de remplacer a cokéfaction finale par un simple séchage; il en est de même lorsqu'on remplace les acides minéraux Dar des acides organiques, tels que, car exemple : l'acide acétique ou l'acide -or-nique.
Si l'on emploie l'acide chlorhydrique ainsi que prévu précédemment , les meilleurs résultats sont obtenus, en joutant la matière carbonée crue finement broyée de l'acide chlorhydrique du commerce.
L'augmentation de la finesse de la farine de matière crus influe très favorablement sur l'homogénéité du liant et féduit en même temps notablement la durée de la saccharificationhydrolyse.
Suivant l'invention, on peut aussi : a'une part opérer, en plus des matières cellulosiques carbonées mentionnées ci-dessus, sur des bois fossiles, de la tourbe, des roseaux, des joncs, des algues marines desséchées, qui donnent
<Desc/Clms Page number 5>
des résultats satisfaisants ; d'autre part, faire usage, comme matière carbonisée addi- tionnelle, de lignite cru ou cokéfié, de préférence décendré.
Pour faciliter l'enrobage des matières carbonisées par le liant il peut, dans certains cas, être avantageux d'a- jouter. une partie de l'acide nécessaire à l'hydrolyse, non pas à la matière carbonée crue, mais à la matière carbonisée.
Le malaxage final du liant avec la matière carbonisée légèrement humectée d'acide semble devoir, dans ces condi- tions, favoriser la saccharification hydrolyse, surtout dans les parties du liant en contact direct avec la matière carbonisée et il résulte de cette. modification du procédé un aggloméré final mécaniquement plus résistant.
En opérant ainsi on n'augmente pas nécessairement la. durée totale de formation du liant et de malaxage du liant avec la matière carbonisée.
La quantité d'acide chlorhydrique du commerce à ajouter reste conditionnée par la quantité de matière carbonée crue mise en oeuvre. Elle est généralement com- prise entre 3 à 20 parties d'acide à 20 Bé pour 100 par- ties en poids de matière crue.
La pâte résultant du malaxage intime du liant avec des matières carbonisées est agglomérée comme déjà indiqué, de préférence à froid, mais à pression supérieure à 100 Kg. par cm2.
Il est remarquable qu'en utilisant une matière carbonée crue broyée pour passer entièrement au tamis 100 et en provoquant la saccharification-hydrolyse avec de l'acide chlorhydrique, celle-ci est suffisamment rapide pour ne plus nécessiter de murissage du liant avant son malaxage avec la matière carbonisée.
Les agglomérés ou comprimés sont ensuite soumis à un chauffage en atmosphère inerte au-dessus de
250 pour chasser complètement l'acide chlorhydrique ainsi que les matières volatiles, les proligneux etc... qui
<Desc/Clms Page number 6>
pourraient être nuisibles au bon fonctionnement du'moteur ou des dispositifs d'épuration des gaz.
Ce chauffage, avantageusement progressif, ne dépasse- ra pas 700 et sera maintenu de préférence dans les limites comprises entre 300 et 400
Un tel traitement en atmosphère inerte entraine, comme corollaire favorable, une augnentation de la résistance mécanique des agglomérés ou comprimés, telle qu'il est possible de réduire au ils le rapport liant matière carbonisée
Les agglomérés obtenus suivant l'invention, compri- més à 150 à 200 Kgs par cm2 ont, avant cokéfaction, une densité du grain de 1,1,à 1,3 et même plus, selon la compo- sition de la pâte, et après cokéfaction, une densité de C, 750 à 0,900 et présentent, non tassés, une densité appa- rente de 0,450 à 0,550.
Par rapport au charbon de bois calibré ils offrent, en tant que carburants pour gazogènes, les avantages suivants : - un poids au litre trois fois supérieur au charbon de bois; - une ureté mécanique incomparablement supérieure, évitant pratiquement toute formation de poussière.
En outre ces agglomérés donnent à la combustion : a) sans addition d'eau pour fondation de gaz à l'eau : un gaz de gazogène exempt d'oxygène libre, ce qui est une preuve d'une réactivité très grande; la teneur en gaz carboni- que oscille entre 0 et 3, celle en hydrocarbures est remarqua- blement élevée surtout lorsque les agglomérés contiennent de la houille ou mieux encore de l'anthracite. un p o u v o ir calorifique de 10 à 20% supérieur à celui obtenu dans les mêmes conditions avec du charbon de bois calibré b) lorsqu'on alimente le gazogène avec de la vapeur d'eau, une augmentation supplémentaire de 10% du pouvoir calorifique du gaz amené au moteur.
L'emploi des comprimés produits selon l'invention assure donc non seulement des reprises beaucoup plus rapides,
<Desc/Clms Page number 7>
une marche du moteur beaucoup plus souple et un important gain d'énergie par rapport à l'utilisation du charbon de bois calibré mais encore, pour un appareil donné, le rayon d'action est plus que triplé et peut même, dans certains cas, être quadruplé ou quintuplé.