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" Procédé de fabrication , à partir de combustibles riches en cendres, de gaz utilisables industriellement ".
Il est connu de produire , en partant de combustibles de grande valeur énergétique tels que la houille, le lignite ou le coke, du gaz synthétique destiné à la fabrication d'es- sence (benzine).
On procède en général comme suit : on produit d'abord du gaz l'eau, et fabrique ensuite , par transformation de ce gaz à l'eau, moyennant addition de vapeur d'eau, un gaz convenant pour la synthèse de la benzine, et dans lequel les teneurs en oxyde de carbone et en hydrogène sont dans un rapportr de 1 :2 à 1:3.
Les inconvénients économiques et techniques de ce procédé sont que l'on est tenu d'employer des combustibles de grande valeur, et qu'on doit réaliser deux processus différents pour obtenir de gaz de départ propres à la
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synthèse de la benzine
I1 est de plus connu dj'obtenir un gaz de départ pour la synthèse de l'ammoniaque de la facon a@ivante: On ob- tient à partir de gaz de four à coke, en éliminant les constituants gênants, un mélange d'hydrogène et d'azote qui possède, cependant, une teneur trop faible en azote.
Pour cette raison, on ajoute , habituellement, de l'azote de l'air.
Pour la fabrication du gaz de départ pour la synthèse de l'ammoniaque, on doit donc également traiter du gaz pro- duit à partir de matiéres ajouter, duit à partir de matières ,or emières chères, et au mélange d'hydrogène et d'azote obtenu, de l'azote qui doit à nouveau être .isole en un procédé spécial .
Il est donc nécessaire d'employer des matières premières coûteuses, de décomposer de grandes quantité de gaz en des procédés techniques onéreux, et de produire ensuite la propor- tion de mélange désirée d'hydrogène, d'une part, et.d'azote, d'autre part.
Il est encore connu, en partant de combustibles bitu- mineux ou de coke, de fabriquer un mélange gazeux en soumet- tant ces combustibles à une gazéification avec addition simul- tanée d'air et de vapeur d'eau.
Or, la dernand eresse s'est posé le prooléme de fabriquer un gaz utilisable industriellement, en partant de combusti- bles riches en cendres, par exemple de stériles provenant du lavage de la houille dans les charoomages. Suivant l'in- vention, la gazéification de combustibles riches en cendres @ conduite est réalisée suivant un procède discontinu et réalisée en employant d'abord de l'air comme agent de gazéification. Il se forme ainsi un mélange gazeux constitué ess entiellemtn d'oxyde de carbone et d'azote, qui peut être utilisée comme. gaz de chauffage. Ce processus est exothermique et chauffe la masse ou matière réactionnelle aux températures néces-
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saires pour que le processus qui doit suivre puisse 'être exécuté avec succès .
Pour chauffer la matière réactionnelle, il est nécessaire de gazéifier avec de l'air pendant très longtemps, par exemple 20 heures. La gazéification est ensuite poursuivie avec addition d'un agent de gazéification constitué d'air et de vapeur d'eau . Le rapport dé mélange entre l'air.et la vapeur d'eau peut varier dans de grandes limites.
On obtient un gaz qui est constitué essentiellement d'oxyde de carbone , d'hydrogène et d'azote. L'opération peut,relativement à la composition du gaz quant aux constituants les plus intéressants, à savoir l'oxyde de carbone et l'hydrogène , être réglée de telle façon que l'on obtienne un mélange gazeux dans lequel le rapport entre l'oxyde de carbone et l'hydrogène soit d'environ 1:2 à, 1:3. Un tél gaz peut'être évacué séparément et utilisé (mis en valeur) de même..
On poursuivra généralement la gazéification avec de l'air jusqu'à ce que la matière réactionnelle ait été portée à des températures telles qu'une nouvelle gazéification avec de l'air ou principalement avec de l'air ne soit plus nécessaire pour le maintien de la réaction avant que la masseréactionnelle ait complètement réagi.
On peut aussi conduire la réaction de la façon suivante: On gazéifie d'abord la matière réactionnelle avec 1$air, puis on produit le gaz utilisable industriellement , à l'aide d'un mélange xx d'air et de vapeur d'eau, jusqu'à ce qu'un certain refroidissement de la matière réactionnelle se soit produit, puis on gazéifie à nouveau avec de l'air, et ensuite on continue à gazéifier avec de l'air et de la vapeur d'eau.
La gazéification alternativement avec.de l'air' et avec de l'air et de la vapeur d'eau peut 'être poursuivie jusqu'à complète gazéification .de la charge ou fournée . La gazéification alternée avec des agents de gazéification différents nécessite naturellement un travail donnant lieu à plus d'em- barras, mais a l'avantage que le rapport désiré entre l'oxyde de carbone et l'hydrogène restera peu près constant dans les
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phases de gazéification dans lesquelles on emploie de l'air et de la vapeur d'eau comme agent do gazéification.
On obtient alors, de la même façon, avec de l'air seul comme agent de gazéification, un gaz dont la composition reste à peu près constante au coursdes phases de gazéification.
Le gaz obtenu dans les phases de gazéification dans lesquelles on n'a employé que de l'air peut étre utilisé,de façon connue, pour le chauffage ou pour une autre production d'énergie . Le gaz qui se présente dans les phases de gazéifi- cation dans lesquelles on a utilisé des mélanges d'air et de vapeur d'eau peut, avec un avantage tout particuirer, être utilisé, par exemple, pour la synthèse de la benzine, pour la synthèse de l'ammoniaque, pour l'obtention de l'hydrogène pur.
Pour la synthèse de la benzine, on désire, comme déjà mentionné, des gaz dans lesquels le rapport entre l'oxyde de carbone et l'hydrogène est d'environ.de 1 :2 à 1:3. Le gaz fabriqué par le procédé suivant l'invention présente directe- ment la proportion nécessaire d'oxyde de carbone et d'hydro- gène, et peut êtrte utilisé de façon connue , après sépara- tion des constituants indésirables, pour la synthèse de la benzine.
On obtient ainsi plusieurs avantages : d'abord on part d'une Matière première qui .jusqu'ici,restait inutilisée,, et ne coûte donc pratiquement rien; ensuite, on obtient di- rectement le rapport désirs entre l'oxyda de carbone et l'azote .
Ceci diminue également le coût de fabrication du gaz de synthèse, car il est inutile de convertir le gaz à l'eau obtenu à partir de houille, de lignite, de coke ou de combustibles analogues, et de plus on n'est plus obligé de combustibles analogues, et da plut on n'est plus 'obligé ramener en circuit, dans les chambres de eynthèse, comme c'est souvent le cas, une partie du gaz résiduel de synthèse, qui est constitué essentiellement de méthane et d'azote pour éliminer la chaleur qui se dégage pendant la synthèse.
Au contraire , l'azote présent dans les gaz de synthèse fabri-
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qué par le procédé suivant l'invention peut absorber direc- tement la chaleur de réaction.
Pour la. synthèse de l'ammoniaque également,le gaz fabriqué d'après le procédé de l'invention présente des avantages.
Il contient les gaz nécessaires à la synthèse de l'ammoniaque , c'es't-à-dire l'azote et l'hydrogène . L'oxyde de carbone est, dans ce cas,éliminé par conversion, la teneur en hydrogène étant accrue. La teneur en hydrogène ne suffit cependant pas encore pour réaliser le rapport nécessaire de 3:1 d'hydrogène et d'azote , Clest pourquoi il est nécessaire d'ajouter de l'hydrogène ou un gaz riche en hydrogène .Le gaz additionnel peut par exemple être un mélange d'azote et d'hydrogène avec teneur prédominante d'hydrogène, obtenu partir de gaz de four à coke. Toutefois, on décomposera de préférence une partie du gaz produit suivant l'invention et l'on ajoutera à la quantité principale l'hydrogène obtenu de la sorte, ou un mélange riche en hydrogène.
L'avantage de cette façon de procéder est que :
1) on peut obtenir de l'hydrogènè à partir d'une matière première bon marche,
2) de l'azote est présent en quantité suffisante dans le mélange gazeux produit lors de la gazéification avec de l'air et de la vapeur d'eau .,
3) on peut obtenir 1'hydrogène ,destiné à être ajouté au} mélange afin d'atteindre le rapport stoechiométrique, par décomposition du gaz hydrogéné obtenu suivant l'invention. L'avantage principal qui se présente lors de la fabrication des gaz de départ pour la synthèse de l'ammoniaque est qu'une seule sorte de gaz doit être décomposée, et que ce n'est pas la totalité de la quantité de gaz qui doit être dissociée, mais seulement une partie .
Il partie qu'il est également possible de produire de l'hydrogène pur, à pertir du gaz obteu suivant l'in-
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ventiori, après conversion, par dissociation.
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.,s. s:t ir ,
Dans un récipient cylindrique de 2,2 fil de diamètre, avec tamis (faux fond perforé) d'appui, tubulures d'aspira- tion de gaz et avec un tuyau de 300 mm de diamètre intérieur et de 2 m de long, rempli d'eau et placé au centre , on verse 12 tonnes de stériles de lavage ayant une teneur en charbon de 25 %, sur une hauteur de 2,60 m. Le tuyau rempli d'eau arrive au niveau de la surface supérieure du combustible.
Ensuite, on provoque l'allumage à l'aide d'une couche, de 5 cm de haut, de coke brûlant, et la réaction de gazéifica- tion avec de l'air est amorcée dans un sens de tirage allant de haut en bas. L'aspiration a été réglée de telle façon qu'on obtient 300 m3 de gaz à l'heure . L'installation a fonctionné de cette façon pendant 20 heures; le gaz à trouvé emploi pour le chauffage . ensuite, on a gazéifié pendant 10 heures encore avec un mélange air-vapeur d'eau, et l'on a obtenu un gaz de la composition suivante : hydrogène ; 36,8 % azote 30 ,0 % oxyde de carbone 16,0 %
Restant acide carbonique, méthane, hydrocarbures lourds et oxygène.
Le gaz obtenu a été converti . Après élimination de lnacide carbonique par lavage, la composition suivante a été constatée : hydrogène : 60 % azote 30 %
Restant méthane, oxygène, hydrocarbures lourds.
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