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L'invention concerne un gazogène dans lequel la gazéi- fication de charbon finement granulé (p.ex. jusqu'à 5mm. de di- amètre) ou de coke finement granulé, maintenus en suspension, a lieu à une température supérieure au point de fusion du mâche- fer (scories). Dans la description ci-après il est constamment question de coke finement granulé, étant donné que le poussier de charbon frais introduit dans le gazogène se ookéfle au tout d'un temps très court.
Dans les gazogènes connus pour la gazéification de ma- tières maintenues en suspension on s'efforçait toujours de main- tenir des températures de service plus élevées afin de favoriser la séparation du mâchefer à l'état liquide ou pâteux. La tempé- rature élevée et le mâchefer liquide avaient pour résultat une usure inadmissible de la maçonnerie réfractaire du gazogène.
Cet inconvénient ne peut pas être évité par l'emploi d'un gazogène constitué par des tubes, comme dans le cas de la boite à feu de chaudières travaillant avec un mâchefer liquide,
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Jât/,4 .Messieurs éza et àrthui Rozls3K tous deux à Budaest.
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étant donné que la température élevée nécessaire à la fusion du mâchefer ne peut pas être maintenue dans la chambre de gazéifi- cation en raison de la chaleur absorbée et évacuée par les tubes.
Alors que,, dans le foyer, et lors d'une combustion complète, la totalité du pouvoir calorifique du combustible se manifeste oom- me chaleur sensible et contribue à l'élévation de la température la majeure partie de la valeur calorifique, dans le cas de la gazéifioation teste dans le gaz sous forme de chaleur latente,et la gazéification du coke ne donne naissance qu'à une chaleur sensible qui contribue au maintien de la température.
Dans le gazogène selon l'invention on a éliminé complè- tement ou partiellement l'emploi d'une paroi réfractaire,, et donc l'usure préjudiciable de celle-ci, tout en créant des oon- ditions particulièrement avantageuses pour la gazéification de coke finement granulé.
Le principe de l'invention consiste en ce que la chambre de gazéification est limitée par des parois cons- tituées par des tubes, essentiellement horizontaux, prévus à in- tervalles convenables et par des talua qui se forment sur ces tubes et constitués par le coke ou par un mélange de coke et de mâchefer fourni par le gazogène. ar conséquent la chambre de gazéification est limitée @ par des tubes et des parois constituées par le coke ou un mé- lange ooke-maohefer s'accumulant entre et derrière ces tubes pour former un remplissage, la disposition étant telle que le coke ou le mélange reste solide aussi aux températures élevées envisagées ici et, ne fondant pas, forme un talus.
On sait que la courbe de fusion ou de ramolissement selon Bunte-Baun d'un mélange ooke-maohefer, rapportée à la température, se situe sen- siblement plus haut que dans le cas de mâchefer seul.
Avec la disposition envisagée, la couche de coke fi- nement granulé (p.ex. jusque 5 mm.) située à la surface et qui s'accumule suivant le talus naturel, aoquierra, dans la chambre
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de gazéification I, par suite du rayonnement,-une température correspondant approximativement à oelle de l'ambiance. Par con- tre, les gaz chauds pénétrant dans la couche de coke seront re- froidis rapidement et efficacement par suite d'une réaotion en-
2 dothermique ( le CO se réduit dans le coke incandescent en CO ).
Même lorsque le gaz contient encore des restes d'oxygène libre, ce dernier brûlera avec le coke dans la couche superficielle et fera monter ici la température, tandis que, au-dessous de cette couche le refroidissement précité des gaz se produira toujours.
Le dessin annexé montre un mode d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale du gazogène.
La fig. 2 est une variante du coin gauche inférieur de la chambre de gazogène I selon la fig. 1.
Les figs. 3 et 4 montrent des exemples d'exécution des tubes avec armature en fil métallique.
Des tubes refroidis d'une manière quelconque,par exemple intercalés dans le circuit d'eau d'une chaudière, sensi- blement horizontaux et espacés à intervalles déterminés, sont disposés dans la chambre de gazéification I de façon à limiter cette dernière, Les tubes 2 sont munis de barreaux 3 faisant sail- lie: obliquement vers le bas ou de part et d'autre. Un système constitué par des paires de tubes 8 est disposé latéralement par rapport aux tubes 2 qui, dans le dessin, sont situés à droite.
La chambre 1 communique par un passage dans la sole avec la cham- bre 17 à air comprimé qui reçoit de l'air en quantité réglée,par le registre 16 et suivant la direction de la fièche 18, Le @ 14 sert à faire avancer le poussier de charbon ou le ooke vers la chambre 15.
La chambre IL contient les rangées horizontales de tubes 11 superposées à différents niveaux et servant de supports aux talus de coke. Le tambour d'alimentation 7 projette du charbon fi- nement granulé dans la chambre de gazéification 11, sous la forme
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-d'un pinceau 9,ce charbon se déposant en partie sur les rangées de tubes 11, d'où il s'écoule, et en partie en 10, dans l'espace délimité par les tubes 6 et 8,
Le coke qui quitte le courant gazeux suivant la direc- tion de la flèche 12 parvient dans l'auge collectrice 13, d'où il est refoulé vers la chambre 15 par le poussoir 14.
Une ouver- ture contrôlée par le registre 16 permet un passage d'air de la chambre de pression 17 en direction de la flèche 18, air qui en- traîne le coke incandescent amené près de cette ouverture et dé- terminé la gazéification de celui-ci en suspension dans la cham- bre I, à une température supérieure au point de fusion du mâche- fer.
Le mâchefer liquide s'évacue par l'ouverture 18 de la sole. Le coke finement granulé, mélangé au mâchefer, se dépose entre et derrière les tubes 2 et remplit les intervalles entre ceux-ci. Le remplissage s'accumule selon son angle de talus na- turel 4 et forme ainsi une surface oblique. L'ensemble de des surfaces obliques constitue, conjointement avec les tubes 2, des parois 5 et 6 en gradins pour la chambre I. Une partie des par- ticules'de coke et de charbon flottant en suspension dans la oham- bre ou colonne de gazéification I se dépose sur les plans obli- ques entre les tubes 2 et renouvelle ainsi constamment le remplis- sage.
La surface de refroidissement représentée par les tubes 2 se trouve réduite par la présence du remplissage de coke. Né- anmoins, la quantité de chaleur évaouée par les tubes est encore trop élevée et aurait pour effet d'empêcher le maintien de la température nécessaire. Pour réduire l'abduction de chaleur, la surface des tubes tournée vers le foyer est recouverte d'une cou- che de mâchefer qui réduit l'absorption de chaleur, Or le mâche- fer se détache des tubes et ailettes lisses. Pour y remédier,on entoure les tubes de fil métallique ondulé selon la fig.3 ou on les munit de barbes en fil métallique selon la fig. 4.
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Ainsi la couche de mâchefer adhère aux tubes et se renouvelle par suite de la fusion du mâchefer.
Dans la variante selon la fig. 3 un fil d'un diamètre de 3 mm. et d'une hauteur d'ondulation de 10 mm. est soudé à la pa- roi du tube à intervalles de 85-30 mm., la distance entre deux fils ondulés voisins étant de 30 mm. On a également obtenu de to bons résultats avec la variante de la fig. 4 selon laquelle on soude à la paroi du tube, à intefvalles de 25-30 mm. des barbes courbées en fil de fer de 3 mm. d'épaisseur, à la manière d'une brosse.
La couche de mâchefer est maintenue efficacement par l'armature en fil tandis que les particules de mâchefer qui,aux hautes températures, en suspension dans la colonne I, se déposent constamment sur l'armature où elles renforcent la couche de mâ- chefer. Lorsqu'une certaine épaisseur de mâchefer est dépassée,la couche de mâchefer fond malgré l'effet réfrigérant du tube. Il se forme donc sur le tube une couche de mâchefer déterminée par la température et qui limite la conductibilité thermique. Lors de la première mise en marche du gazogène, on recouvre les tubes d'une matière servant à réduire l'absorption de chaleur, argile réfrao- taire par exemple, et qui est remplacée par le mâchefer au cours du fonctionnement du gazogène.
Les tas ou talus de coke-mâchefer qui se forment sur les tubes constituent des parois 5 et 6 qui résistent aux températures les plus élevées et ne sont pas endommagées par le mâchefer liquide.
D'autre part, la température supérieure au point de fusion du mâ- chefer peut être maintenue en dépit de la faible chaleur sensible qui apparaît lors de la gazéification, étant donné que les talus de coke n'évacuent presque pas de chaleur et que l'effet d'abdua- tion de chaleur exercé par le tube est également réduit en raison du revêtement de mâchefer.
Etant donné que, dans la réalisation selon l'invention, la gazéification dans la chambre I s'ppère avec défaut d'air,le
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coke incandescent existé toujours en excès, ce qui empêche que le remplissage soit constitué uniquement par du muachefer, étant donné que les partiales de coke en suspension dans la colonne I retombent constamment sur les talus.
Dans les procédés de combustion aveo excès d'air, on a déjà employé le mâchefer seul comme remplissage pour la protection des parois. Toutefois, cette solution ne peut être appliquée qu' aux températures inférieures au point de fusion :,du mâchefer.
Aussitôt que la température dépasse ce point, le mâchefer fond et s'écoule, de sorte qu'il ne reste pas de remplissage entre les tu- bes.
Bien que la couche de mâchefer se formant sur la sur- face des tubes et ailettes armés de fil réduit notablement l'ab- sorption de chaleur de la part de ces tubes, il n'en reste pas moine vrai que le talua de ooke évaque encore moina de chaleur que les tubes. Il est donc avantageux, pour l'obtention d'une tem- pérature plus élevée, de réaliser des surfaces de talus maximum avec un nombre de tubes minimum.
A diamètre égal des tubes, la densité des tubes qui soutiennent les tas de coke dépend des facteurs suivants :le nom- bre des tubes peut être d'autant plus réduit que :
1. l'angle de talus de la matière pulvérulente est plus grand.
2. la rangée de tubes est poins inclinée par rapport au talus ;
3. les barreaux ou ailettes sont plus longues.
Grâce à la grande quantité de gaz occlus, le mélange coke-mâchefer finement granulé, assure une bonne isolation dont le coefficient de conductibilité thermique est sensiblement inférieur à celui de l'argile réfractaire ou d'une maçonnerie réfraotaire et se rapproche de celui de l'amiante ou de la laine de verre.
Une bonne isolation est conditionnée par la présence de granules de coke qui gardent leur état physique. Le mâchefer seul s'agglutinerait en une masse et, même s'il se maintenait sans
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s'écouler, n'aurait pas le même effet d'isolation thermique que le coke poreux. Dans les couches intérieures, l'effet d'isolation
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thermique est encore renforce par le refroidissement à la suite de phénomènes chimiques e è ba.i6D-Qe-le. -tp9 de sorte que les pertes de chaleur par la paroi extérieure sont très minimes. La couche de remplissage peut donc être peu épaisse.
Il oonvient de remarquer qu'une température supérieure au point de fusion du mâchefer ne règne que dans la ohambre I, mais non pas dans la chambre II, où l'effet réfrigérant du charbon frais abais- se la température. La rangée de tubes 8 tournée vers la chambre II et destinée à soutenir le remplissage de la rangée de tubes 6 peut être remplacée par une paroi en argile réfractaire, tout comme la paroi extérieure du gazogène située derrière la rangée de tubes 5.
Les parois tubulaires peuvent être obliques cpmme les pa- rois 5 et 6 ou verticales comme la paroi 8 tournée vers la chambre II.Des tubes sans ailettes, montés cote à cote, par paires par e- xemple, peuvent remplacer les tubes à ailettes, On peut également utiliser des tubes individuels sans ailettes, à condition de pren- dre des dispositions pour assurer la formation du talus de la ma- tière de remplissage.
L'invention est applioable à toue les gazogènes qui se prêtent à la gazéification d'un combustible finement granulé et en suspension, à une température supérieure au point de fusion du mâchefer.
REVENDICATIONS.
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