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UTILISATION DU COKE FACILEMENT COMBUSTIBLE POUR LES GENERATEURS DE GAZ DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE*
Pour alimenter les générateurs de gaz des moteurs à combus- tion interne, et notamment à bord des véhicules, on emploie, en du bois et plus/du charbon de bois, également des briquettes et les résidus de carbonisation provenant de la distillation à basse température de lignites à forte teneur en bitumes, dits "menu coke de lignite*} ainsi que des combustibles charbonneux analogues.
Le bois convient bien pour les fins indiquées du fait qu'il s'enflamme à une température peu élevée, Mais il présente d'autre part le grave inconvénient qu'il engendre du goudron de bois qui nécessite des séparateurs spéciaux qu'il faut nettoyer à des intervalles relativement rapprochés. Le charbon de bois constitue lui aussi un excellent, voire jusqu'à présent le meilleur combus- tible de gazéification, encore qu'il soit relativement coûteux et que son emploi, à de tels usages tout comme celui du bois, implique la consommation d'utiles matières premières qui sont ainsi distraites de l'industrie des matières fibreuses et autres buts techniques de mise en valeur.
Si les briquettes, le menu coke de lignite et les oombusti'-
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bles charbonneux analogues sont par contre bien moins coûteux, ils n'en constituent pas moins une base beaucoup plus médiocre pour la g@@ification et ils présentent en outre cet inconvénient que, loin de pouvoir être utilisés dans les générateurs ordinai res, ils exigent que ces derniers soient spécialement conçue Le caractère médiocre de tels combustibles de gazéification doit être imputable notamment à ce que, lors de la carbonisation de tels lignites à forte teneur en bitumes et dont la distillation est considérée comme intéressante du point de vue du rendement en goudron,
les fractions bitumineuses non volatilisées qui sont ressuées se carbonisent à leur surface et constituent ainsi un revêtement plus ou moins dense qui ne permet à l'oxygène de l'air de n'agir que lentement lors de la combustion, ce qui rend le menu coke de lignite bien moins propre à servir à des buts de gazéification.
Le menu coke quon obtient par une dessiccation ménagée du lignite suivie d'une distillation à basse température et dont la grosseur est à peu près celle d'une noisette ne convient lui- même pas pour alimenter les générateurs de gaz, notamment à bord des véhicules, parce que la structure d'un tel coke est insuffi- samment solide et ne résiste pas aux secousses du véhicule. Il s'ensuit qu'en ce cas aussi et notamment si la grille est du type oscillant, le menu coke de lignite passe en cours de route à travers la grille. Un semi-coke de lignite présentant une résis tance mécanique suffisante serait cependant celui qu'on obtient en agglomérant au préalable par le procédé Krupp-Lurgi du lignite finement pulvérisé et en distillant les briquettes obtenues dans un four à gaz de balayage.
Mais un tel coke de lignite en mor- ceaux, courant dans le commerce, est trop fortement graphitique, et sa capacité superficielle est trop grande pour qu'il puisse servir de combustible de gazéification. Lorsqu'on gazéifie ce coke, le gaz sert avant tout à des fins de chauffage, et ctest
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d'ailleurs faute de mieux:,et peu avantageusement qu'on alimente d'un tel gaz d'agglomérés de lignite les moteurs à combustion interne du type fixe parce que la forte teneur en soufre de ce semi-coke courant dans le commerce occasionne des corrosions dans la chambre de combustion du moteur.
Au lieu de cela et ontraitement à toute attente, on a constaté, suivant l'invention qu'on parvient à des résultats sur- prenants lorsqu'on emploie pour les générateurs de gaz des mo- teurs à combustion interne du coke facilement combustible obtenu en carbonisant, le cas échéant après agglomération préalable, des lignites pauvres en bitumes, en cendres et en soufre de l'espèce du lignite rhénan fournissant moins de 10 % de goudrons à l'ana- lyse de distillabilité.
C'est en particulier pour des raisons économiques qu'on ne s'est pas préoccupé jusqu'à ce jour de la carbonisation de tels lignites pauvres en bitumes, parce qu'une carbonisation de telles matières premières est extrêmement peu économique du point de vue du rendement en goudrons. Par contre, la constatation susin- diquée, savoir, qu'un tel semi-coke constitue un très intéressant charbon de gazéification à point d'inflammabilité peu élevé pour l'alimentation des générateurs de gaz, jointe à ce fait que les frais de production d'un tel semi-coke sont moins élevés que ceux du charbon de bois, modifie radicalement l'aspect économique de la distillation à basse température de telles matières premières pauvres en bitumes et lui ouvre un nouveau et riche domaine d'ap- plication.
Comparativement à l'utilisation du bois et du oharbon de bois pour alimenter les générateurs de gaz des moteurs à oombus tion interne, celle du coke proposé suivant l'invention présente d'une part cet avantage essentiel qu'on épargne ces matières premières précieuses pour l'industrie des matières fibreuses et autres fins techniques de mise en valeur, tandis que d'autre part et comparativement au bois elle possède encore cet autre avantage non moins essentiel qu'on peut renoncer à l'installa- tion d'un séparateur spécial dont le nettoyage fréquent ne
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s'impose donc plus.
Mais un avantage tout particulier réside en ce que le coke préconisé suivant l'invention s'enflamme à une température sensiblement mons élevée même que le charbon de bois, jusqu'à ce jour le meilleur combustible de gazéification (à 1600 environ contre environ 2500 pour le charbon de bois) et qu'il se prête plus facilement à la gazéification, ce qui se traduit par un démarrage plus facile et une plus grande souplesse des moteurs à combustion interne, et c'est là un résultat d'une importance capitale notamment lorsque ceux-ci sont montés sur des véhicules,
En outre des avantages susindiqués le coke proposé suivant l'invention offre sur les autres combustibles de gazéification charbonneux employés jusqu'à ce jour, briquettes, menu coke de lignite et autres,
cet avantage supplémentaire particulier que son emploi permet de construire le générateur de gaz bien plus légèrement et de renoncer à des mesures de protection contre la corrosion et qu'à l'encontre de ces combustibles on peut l'uti- liser sans difficulté même pour les générateurs de gaz alimentant des moteurs à combustion interne actionnant des véhicules.
Le fait que l'emploi d'un coke facilement combustible de l'espèce indiquée préconisé par l'invention pour les générateurs de gaz des moteurs à combustion interne procure les avantages susindiqués est à considérer comme d'autant plus surprenant que, dans le cas de la carbonisation d'un charbon riche en bitumes et du fait qu'il se dégage des quantités relativement considéra- bles de produits de distillation volatils, la diminution de volu- me du grain de charbon après distillation est plus grande et que cette considération devrait conduire à cette conclusion que la structure des produits)de la distillation à basse température de matières premières relativement pauvres en bitumes devrait se trouver d'autant moins fortement relâchée que dans le cas du menu coke de lignite nàrmal qui est relativement friable.
Mais
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précisément, pour des fins de gazéification et comme il a été dit précédemment, c'est apparemment bien moins la structure inté- rieure du coke que la constitution de sa surface qui importe, et dans le cas du coke à utiliser suivant l'invention cette cons- titution, contrairement à de telles conceptions à priori accep- tables en elles-mêmes, est sensiblement plus volumineuse et poreuse que ce n'est le cas pour des résidus de distillation à basse température issus de charbons plus riches en bitumes, ce qui fait qu'elle permet à l'oxygène de l'air de pénétrer bien plus facilement que dans l'autre cas.
Un coke facilement combustible à utiliser suivant l'inven- tion pour alimenter les générateurs de gaz des moteurs à combus- tion interne peut se préparér par exemple de la manière suivante:
On dessèche d'abord au degré voulu pour l'agglomération du lignite pauvre en bitumes fournissant à l'essai de distillabilité d'après Fisoher et par rapport à la substance sèche un taux de 6 à 7 %, par exemple un lignite rhénan provenant de la baie de Cologne ayant une teneur en cendres d'environ 6 % et une teneur en soufre de 0,5 %, puis on le pulvérise assez finement pour que la poussière de lignite puisse traverser un tamis à environ 80 mailles par cm2.
Ensuite, dans une presse d'agglomération à cylindres annulaires convenables, construite en vue de travailler sous haute pression, on agglomère le lignite ainsi préparé en barreaux de 120 mm, de longueur, 35 mm. de hauteur et 25 mm.'de diamètre, auquel cas on obtient des morceaux très solides d'une compacité telle que dans cet état les briquettes brûlent diffici- lement. On carbonise ensuite ces briquettes jusqu'à une tempéra- ture de 580 C. dans des fours de distillation de construction oonnue fonctionnant soit uniquement par chauffage extérieur, soit au moyen de gaz de balayage surchauffés. Après distillation on retire les briquettes à l'abri de l'air et on les refroidit.
Suivant la matière première choisie on obtient des briquettes
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carbonisées plus ou moins oompates qui conviennent remarquable- ment pour les générateurs de gaz des moteurs à combustion interne, par exemple à bord des véhicules.
D'autre part, on a fait cette constatation surprenante que le semi-coke issu de lignites pauvres en bitume, en cendres et en soufre de l'espèce du lignite rhénan et qui, à l'analyse de carbonisation, fournissent des taux inférieurs à 10 % de rende- ment en goudrons conviennent mieux encore aux fins de distilla- tion à basse température si, au lieu de pousser à fond la distil- lation à basse température du lignite, on l'interrompt à une tem- pérature inférieure à 500 C.
En conséquence et dans le cadre de la présente invention, pour alimenter les générateurs de gaz des moteurs à combustion interne on emploiera de façon particulière-* ment avantageuse un coke facilement inflammable qu'on aura obtenu en carbonisant incomplètement des lignites pauvres en bitumes, en cendres et en soufre de l'espèce du lignite rhénan et donnant à l'analyse de carbonisation des rendements en goudrons inférieurs à 10 %, le cas échéant après agglomération préalable, la carboni- sation étant à cet effet interrompue à une température inférieure à 500 C.
Comparativement à un coke complètement carbonisé provenant d'un charbon de départ identique, un tel coke incomplètement carbonisé possède une porosité encore plus grande et un point d'inflammabilité encore plus favorable. C'est ainsi par exemple que le point d'inflammabilité d'un coke de lignite complètement carbonisé de l'espèce susindiquée est situé au voisinage de 1500 C,, tandis que pour un coke issu du même lignite mais car- bonisé seulement jusqu'à une température de 4200 c. on a trouvé un point d'inflammabilité de 1300 C.
Lorsqu'on ne oarbonise ainsi que de façon incomplète du lignite de l'espèce susindiquée, il subsiste dans le coke un résidu goudronneux d'environ 1 à 2 % dont le poids moléculaire
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est élevé et qui bout par conséquent à haute température. C'est pourquoi, contrairement à toute attente, on a constaté qu'à la gazéification d'un tel coke ce résidu de goudron ne donne lieu, évidemment à cause de son point d'ébullition élevé, à aucun dégoudronnage et qu'il n'est donc nullement gênant; au contraire, il est presque intégralement transformé en gaz et, par suite, il améliore même la valeur énergétique par rapport à l'ensemble de la substance carbonée.
On a constaté en outre que lors de l'emploi d'un tel coke incomplètement carbonisé la mise en route du générateur ainsi que le maintien de la production de gaz sont plus faciles que lorsqu'on emploie un coke d'ailleurs identique mais carbonisé à fond, et qu'enfin les gaz produits paraissent aussi mieux se com- porter dans le moteur à combustion interne sous le rapport de la corrosion.