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Gazogène à cuve unique pour gaz riche, exempt de goudron.
La présente invention se rapporte à la construction d'un gazogène à cuve unique pour la production, à partir de combustibles bruts, d'un gaz exempt de goudron, sec et pauvre en azote, c'est à dire d'un gaz de qualité supérieure pour le chauffage et la force motrice, et à un procédé applicable, aux mêmes fins, aux combustibles bruts de formation relativement récente.
Il appartient au domaine connu de diriger vers le bas, à l' intérieur de la cuve de gazogènes à cuve unique pour com- bustibles bruts, leurs produits de distillation qui contiennent,
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à coté de l'oxyde de carbone, de la vapeur d'eau, de l'anhydride carboni@ ue et des hydrocarbures y compris le goudron, de manière que ces produits de distillation se rencontrent, à mi-hauteur de la cuve ou un peu plus bas, pour être évacués ensemble, avec le courant de gaz qui monte de la grille et qui provient de la gazéi- fication du combustible déjà cokéfié à ce niveau. De cette façon, les produits de distillation ne passent pas par la couche incan- descente, et il s'ensuit que l'anhydride carbonique et l'eau qu'ils contiennent ne peuvent pas se décomposer et que le goudron s'échappe aussi sans se décomposer.
Comme on le sait, on a voulu y remédier en introduisant, à la partie supérieure de la cuve, encore une fois de l'air ou de l'oxygène dans la couche de charbon, pour former en cet endroit une deuxième couche incandescente.
On a aussi ajouté aux combustibles de formation rela- tivement récente, qui ne donnent pas assez de charbon solide ou de charbon cokéfié pour engendrer à partir de ceux-ci une couche suffisamment incandescente pour la décomposition de la vapeur d'eau, de l'anhydride carbohique et des hydrocarbures, en quanti- té correspondante, des combustibles de qualité supérieure, ren- fermant peu d'humidité et pauvres en goudron ou des combustibles cokéfiés.
Mais, dans ce cas également, on n'a pas pu se passer de la deuxième couche, supérieure, incandescente indépendante produi- te par introduction d'air ou d'oxygène à la partie supérieure de la cuve de gazéification, parce que, jusqu'à présent, on n'est de pas parvenu à faire passer les produits/distillation des combus- tibles bruts engendrant du goudron, à travers la couche incandes- cente, formée à partir de la grille, de manière qu'une décorilposi- tion ou une transformation certaine des produits de distillation, en oxyde de carbone et en hydrogène seulement, dût se produire.
Dans les gazogèhes au bois, à cuve unique, on a aussi di- rigé vers le bas les produits de distillation provenant du combus-
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tible brut et on a introduit.,à la partie inférieure de la cuve, l'air pour la gazéification du résidu solide de charbon de bois,à partir de la périphérie de l'enveloppe, dans l'inté- ou rieur de la couche de combustible/bien on l'a introduit par des tubes à tuyère à partir du noyau de la couche pour produire dans la section de la cuve une couche:Incandescente à travers laquelle les produits de distillation devraient passer.
Mais on ne peut pas éviter ainsi que l'intensité de cette couche incandescente diminue prématurément et graduellement de plus en plus vers le bas et que la décomposition des produits de distillation soit gênée par la production de passages froids, même si la chaleur en excès disponible, produite lors de la forma-% tion de l'oxyde de carbone à partir du carbone solide, était suffisante pour la décomposition de la partie distillée, ce qui, comme le montre le calcul, n'est pas le cas pour les com- bustibles de formation relativement récente, en particulier pour ceux dont la teneur en eau est élevée.
Le fait que, dans les gazogènes au¯bois précités, le courant des gaz réunis passe @ encore par un lit évidemment froid de charbon de bois, au-dessous de la zone incandescente qui se refroidit, lorsque ce courant est aspiré par le bas, ne change rien à cet état de choses.
Dans le gazogène à cuve unique suivant l'invention, on dirige également :les- produits- de distillation, provenant du combustible brut, vers le bas,à ;travers la couche incandescen- te, jusqu'au carneau de sortie, qui se trouve à un niveau bas, mais de façon que la couche incandescente, unique et homogène, qui se forme sur une grille fortement inclinée se renouvelle constamment, en remontant à partir du bas, à mesure que du combustible frais déjà cokéfié continue à descendre d'en haut.
Par conséquent, la présente invention consiste en ce que la pente d'une grille fortement inclinée disposée au-dessous d'un étranglement de la cuve de remplissage est supérieure à l'angle
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du talus naturel du combustible, en ce qu'une paroi fortement inclinée de la cuve de gazéification, paroi qui fait face à cette grille et qui est à peu près parallèle à celle-ci, s'étend jusqu'à hauteur de l'étranglement et en ce que le carneau de sortie du gaz final se trouve au pied de la paroi fortement in- clinée, de sorte que les produits de distillation du combustible doivent se frayer un chemin vers le bas, à partir de l'étrangle- ment de la cuve de remplissage, à travers la couche incandescen- te de la cuve de gazéification, pour se rendre vers le bas au carneau de sortie que présente la paroi fortement inclinée.
La couche incandescente se trouve, entre la grille fortement inclinée et la paroi fortement inclinée de la cuve de gazéification, sous une épaisseur de talus telle que, tout en assurant la réduction satisfaisante de l'anhydride carbonique en oxyde de carbone, cette couche incandescente s'étende jusqu'à la paroi fortement inclinée et maintienne celle-ci constamment incandescente de façon qu'elle constitue un accumulateur de cha- leur. Du fait que la couche incandescente se renouvelle constam- ment en remontant du bas de la grille fortement inclinée, l'atté- nuation de la combustion est empêchée et une décomposition sûre de la vapeur d'eau, de l'anhydride carbonique et des vapeurs de goudron est obtenue, pour autant que l'excès de chaleur de la couche incandescente couvre la quantité requise à cet effet.
C'ést toutefois toujours le cas lorsque, après la dégazéification, le carbone solide ou à l'état de coke, qui reste sur la grille pour la gazéification, fournit, par sa transformation en oxyde de carbone, la quantité de chaleur nécessaire pour la décompo- sition précitée.
Par la distance entre la paroi fortement inclinée et la grille fortement inclinée est déterminée, suivant la nature du combustible et son calibre, une épaisseur de talus, du com- bustible ou du mélange de combustibles approprié, suffisante pour
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la formation du gaz oxyde de carbone à partir du combustible, qui est déjà cokéfié en cet endroit sur la grille et qui forme une couche incandescente s'appliquant jusque contre la paroi fortement inclinée.
Les produits de distillation ne se dégagent d'une façon réglée, dans'l'étranglement situé au-dessus de la paroi fortement inclinée, en quantité.et composition inchangées, que dans la mesure où le combustible cokéfié brûle par gazéifi- cation sur-la grille et laisse descendre après lui, dans l'étran- glement, le combustible non cokéfié qui dégage du goudron.
Comme les produits de distillation ne peuvent pas s'échapper vers le haut à travers la cuve de remplissage qui, dans l'esprit de l'in- vention, est froide, ils doivent passer par en bas, à travers la couche incandescente sans cesse renouvelée par le bas, entre la grille fortement inclinée et la paroi fortement inclinée, et l'anhydride carbonique, la vapeur d'eau. et les hydrocarbures y compris le.goudron, se décomposent ainsi avec formation d'oxyde de carbone et d'hydrogène. Hais cette décomposition n'a lieu com- plètement que lorsque, par la formation de l'oxyde de carbone à partir du résidu solide de coke soumis à la gazéification, il se forme un excès libre de chaleur égal à celui nécessaire pour la décomposition de ces constituants des produits de distillation.
Aux combustibles de formation relativement:. récente, tels' que le bois, la tourbe et le lignite, on doit par suite, pour autant qu'ils ne remplissent pas cette condition, ajouter, à la façon connue, avant la charge, une proportion convenable de combusti- bles riches ou de combustibles déjà cokéfiés, parce qu'autrement il se forme, dans la couche incandescente, des passages froids qui per- mettent à ces constituants provenant des produits de distillation d'arriver plus ou moins non décomposés au carneau de sortie, cet effet, la formation, dans la partie supérieure de la cuve, d'une deuxième couche incandescente indépendante, par introduc- tion spéciale d'air ou d'oxygène, n'est pas nécessaire.
La teneur
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en azote du gaz produit est par conséquent extraordinairement basse, parce que, sur la partie supérieure ae la grille, le car- bone du combustible qui en cet endroit est déjà cokéfié et celui qui s'est séparé des hydrocarbures décomposés sont gazéifiés cha- cun pour sa part, sans entrée d'azote, par l'oxygène provenant de la vapeur d'eau et de l'anhydride carbonique que contiennent les produits de distillation. De ce fait, le gaz devient plus riche par formation de gaz oxyde de carbone et d'hydrogène à partir des produits de distillation, c'est dire également à partir des hydrocarbures depuis le méthane jusqu'au goudron.
Le gaz final est débarrassé du poids mort, sans valeur, consti- tué par la vapeur d'eau et l'anhydride carbonique et les pertes d'hydrocarbures précieux, produites par la condensation des va- peurs de goudron sur le trajet du gaz vers la sortie du gazogène, qui se manifestent autrement, sont empêchées, tandis qu'en même temps la chaleur sensible des gaz, qui autrement se perd, est utilisée.
On omet sur la grille une deuxième couche incandescente indépendante de la couche incandescente principale, produite par introduction d'oxygène ou d'air dans la partis superieure de la cuve, parce qu'elle gènerait le réglage de la degazéification et qu'elle est superflue dans le gazogène suivant l'invention.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple une coupe verticale à travers un mode de réalisation d'un gazogène à une cuve unique suivant l'invention.
La cuve de remplissage a du gazogène se rétrécit à son extrémité inférieure sous la forme d'un étranglement b. auquel fait suite une cuve de gazéification c. Cette cuve de azeifica- tion s'étend entre une grille fortement inclinée e et une paroi d parallèle à cette grille. L'angle d'inclinaison de la grille fortement inclinée est plus grand que l'angle du talus naturel .
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du combustible, de sorte que celui-ci dévale. A l'extrémité inférieure de la paroi fortement inclinée d se trouve le carneau ! de sortie! des gaz.
Au-dessous du pied de la grille e se trouve l'ouver- ture de cendrier g, que ferme un clapet h de manière que de l'air ne puisse pas arriver de l'ouverture g, à travers les cendres, dans le courant de gaz qui se dirige vers le carneau de sortie et ne puisse par conséquent pas brûler ces gaz.
Le mode d'exécution décrit et représenté n'est qu'un exemple car le gazogène peut entre autres avoir une section ronde ou rectangulaire et parce qu'en outre la forme de la grille doit s'adapter à cette section (qu'il s'agisse d'une grille à barreaux d'une grille à gradins, d'une grille en cône -ou d'autres modes d'exécution connus) et aussi au combustible utilisé.
Au lieu de fermer l'ouverture du cendrier à l'aide d'un clapet, comme l'indique le dessin, on pourrait aussi assu- rer la fermeture de cette ouverture au moyen d'un dispositif con- nu d'enlèvement des cendres rotatif ou à sas.
Revendications.
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