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Description

PROCEDE ET APPAREIL DE CRACKING TOTAL DE COMBUSTIBLES SOLIDES ET LIQUIDESo
La présente invention concerne un procédé et un appareil de crac- king total de combustibles solides et liquides, qui permettent de transformer les combustibles solides et liquides en un gaz qui se compose- principalement d'oxyda de carbone, d'hydrogène et de méthane avec un très faible pourcentage d'hydrocarbures supérieurs.., Ces gaz élémentaires peuvent ensuite être recombi- nés de façon à former des composés- synthétiques nouveaux.

La réaction de base qui s'accomplit dans le procédé suivant l'in- vention peut être définie de la manière suivante :
Elle consiste à faire subir à une substance organique l'action d'une décharge électrique passant entre deux électrodes, dans une atmosphère de vapeur d'un sel métallique. Cette réaction peut s'effectuer facilement par exemple en imprégnant la substance organique avec une solution aqueuse du sel métallique choisi, en rendant ainsi conductrice la substance organique placée entre les électrodeso
La réaction s'effectue dans la pratique de la manière suivante dans le cas de combustibles solideson mouille par intermitten- ces ou d'une manière continue la surface du combustible avec une solution des sels d'un ou plusieurs des métaux énumérés plus loin.

On fait passer par inter- mittences ou d'une- manière continue une décharge sur la surface du combustible solide située entre les deux électrodes-. Cette décharge met en liberté un gaz- qui peut être utilisé immédiatement. Il peut être utilisé-dans un appareil do- mestique ou industriel situé à distance du gazogène ou directement combiné avec lui. Le gaz peut aussi subir des-réactions de synthèse-chimique.

Dans le cas d'un combustible liquide ou en poudre, la décharge pas- se entre- des électrodes métalliques disposées dans un mélange contenant un ou plusieurs sels métalliques convenablement choisie et le combustible à traiter.

Le mélange se volatilise sous l'effet de la chaleur de la décharge et, comme dans le cas précédent, la réaction s'accomplit en phase vapeuro

Dans d'autres cas, on peut introduire le combustible-liquide dans la chambre de réaction sous forme d'aérosol, dans laquelle il subit l'action. de la décharge passant entre deux électrodes métalliques, avec une vapeur con- tenant en solution un ou plusieurs sels des métaux énumérés ci-après. Les fines gouttelettes de liquide se vaporisent et la réaction s'accomplit également en phase vapeur.

La décharge est lumineuse et ressemble plutôt à un effluve qu'à la décharge d'un arc. Le cracking du combustible s'effectue très rapidement et donne lieu à une volatilisation rapide de la surface de l'électrode de com- bustible (lorsqu'il est à l'état solide) qui doit être maintenue en contact avec l'électrode métallique au moyen d'un dispositif automatique, qui peut être mécanique, hydraulique ou pneumatique. Le courant est de préférence un courant alternatif d'une tension de l'ordre de 30 à 500 volts et d'une fréquence ap- propriée pouvant être réglée. Si le courant est triphasé, on combine l'électro- de de combustible avec trois électrodes métalliques convenablement disposées.

La réaction peut s'effectuer en présence des métaux possédant les caractéristiques suivantes
1) Leur tension de vapeur doit être élevée à la pression atmosphé- rique et à une température ne dépassant pas 100 C.

2) Leur tension d'ionisation doit être faible.

Ces métaux sont tous les métaux alcalins du'premier groupe de la table périodique, soit :lithium, sodium, potassium, rubidium, césium et fran- cium (élément 87); les métaux suivants du second groupe de la table périodi- que : magnésium, calcium, zinc, cadmium et mercure et le gallium du troisième groupe.

Deux formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemple :
1) On mouille un morceau de bois avec une solution de sulfate de mercure à 10 % de la solution normale. On pose une électrode métallique (par exemple en acier inoxydable) en contact avec le morceau de bois et on appli- que une différence de potentiel alternatif de 220 volts à 50 périodes entre la surface du morceau de bois et l'électrode métallique en faisant ainsi pas- ser un effluve qui a pour effet de gazéifier le bois et de lui faire subir un cracking.

La densité du courant est de l'ordre de 10 ampères par cm2 de la surface de l'électrode. La température atteinte par la surface du bois est comprise entre 100 et 500 C et la réaction s'effectue à la pression atmosphé- rique. Le gaz ainsi obtenu a la composition suivante : CO2: 7,1 %; CO: 41 %; CH4: 44,8 %; h2:7,1 %. La consommation de courant est de l'ordre de 1,5 kwh par m3 de gaz obtenu.

2) On mouille un morceau de bois avec une solution de nitrate de cadmium à 10 % N et on lui fait subir une décharge'de la même manière que dans l'exemple 1. On obtient sensiblement les mêmes résultats, mais-la consomma- tion de courant est plus forte et est de l'ordre de 2 kwh parm3, quoiqu'en mouillant la surface du bois d'une manière différente appropriée, et en modi- fiant la tension et la densité de courant,on puisse faire diminuer cette con- sommation et lui faire prendre une valeur inférieure à 1 kwh par m3.

L'appareil qui convient à la mise en oeuvre de l'invention est dé- crit ci-après avec le dessin ci-joint à l'appui sur lequel :
La figure 1 est une vue schématique d'un appareil de gazéification d'un corps solide, tel que le bois.

La figure 2 est une vue semblable d'un appareil de traitement d'une matière en poudre.

La figure 3 représente un appareil de traitement de combustibles liquides sous forme de suspension.

L'appareil de la figure 1 convient au traitement des combustibles solides, tels que le bois, charbon, etc, qui conservent leur forme.

Il consiste en un récipient cylindrique 1, dans lequel on fait subir la réaction à la matière à traiter, par exemple un morceau de bois 2.

Ce morceau de bois est maintenu en contact avec une électrode métallique 3, connectée par un conducteur 36 à une source de courant alternatif non re- présentée. Le bois est maintenu en place par un élément métallique annu- laire creux 4 qui est connecté à la source de courant alternatif par un conducteur 5. Un liquide approprié, tel qu'un solution aqueuse de nitrate de cadmium contenu dans un réservoir 6 est introduit dans Isolément annu; laire creux 4. Cet élément est percéde trous 33 par lesquels le liquide peut passer sur la surface du bloc de bois. Un dispositif automatique quelcon- que, tel qu'un ressort 34 peut servir à maintenir une pression constante sur le bloc pour le pousser en contact avec l'électrode 3.

Les gaz mis en liberté par la décharge s'échappent par un tuyau 7,à la pression atmosphérique ou à une pression plus forte et arrivent dans un gazomètre quelconque approprié.

Le liquide éventuellement formé par la réaction peut s'écouler par un tuyau
35 comportant un robinet 8.

A titre de variante, au lieu de faire arriver le liquide par l'élé- ment annulaire 4. on peut l'introduire dans l'électrode 3, qui dans ce cas est en une substance poreuse, d'où il peut passer sur la surface du bloc de bois au fur et à mesure des progrès de la réaction.

L'appareil de la figure 2 convient particulièrement à la trans- formation dune substance organique en poudre en combustible gazeux. On rem- plit le.récipient 9 avec la substance en poudre et on dispose une électrode
10 à la partie inférieure du récipient. Une électrode- creuse 11 dans laquelle on peut introduire- le liquide, tel que le nitrate de cadmium provenant d'un réservoir 37 plonge dans la masse en poudre. L'électrode Il est poreuse ou est percée de petits trous par lesquels ce liquide peut passer dans la masse en poudre de façon à la mouiller en vue de la réaction. Les deux électrodes 10 et 11 sont connectées à une source de courant alternatif. Si on le désire, l électrode 11 peut recevoir un mouvement vibratoire, pour faciliter le mou- vement de descente de la masse qui reste en contact constant avec l'électrode
10.

On peut aussi faire tourner l'électrode 11 autour de son axe vertical longitudinal pour provoquer un mouvement d'agitation dans la masse. La gaz mis en liberté s'échappe par un tuyau 12. On peut faire sortir les cendres rési- du-elles éventuelles susceptibles de s'accumuler au fond du récipient en en- levant un dispositif à bouchon 38 quelconque approprié. L'appareil peut être disposé de façon à fonctionner d'une manière continue- et se raccorder à un gazomètre.

L'appareil de la figure 3 comporte une chambre de réaction 20, dans laquelle sont disposées deux électrodes métalliques 21 et 22 espacées et dont la position peut être réglée. On introduit par un tuyau 23 un mélange formé du liquide devant subir le cracking et de la solution, par exemple de nitrate de calcium, de préférence sous forme d'un aérosol ou de petites gouttes-. La déchar- ge passant entre les électrodes met en liberté des gaz combustibles qui s'é- chappent par un tuyau 24 et tout liquide qui peut ne pas avoir été transformé par la décharge s'accumule dans le fond de la chambre 20 et est évacué par le tuyau 25.

REVENDICATIONS.

1) Procédé de cracking de combustibles, caractérisé en ce qu'il consiste à faire naître une décharge électrique dans un milieu constitué par le combustible à soumettre au cracking et par une solution d'au moins un sel métallique volatil.

Claims

2) Procédé selon la revendication 1, appliqué au cracking d'un combustible solide, caractérisé en ce que la décharge électrique a lieu sur la surface dudit combustible, dans une atmosphère de vapeur d'un sel métalli- que.

3) Procédé selon la revendication 1, appliqué au cracking d'un combustible liquide, caractérisé en ce que la décharge électrique a lieu en- <Desc/Clms Page number 4> tre deux électrodes métalliques, dans un milieu constitué par ledit combustible liquide et une solution d'un sel métallique.

4) Procédé selon la revendication 1, appliqué au cracking d'un combustible liquide, caractérisé en ce que la décharge a lieu entre deux élec- trodes métalliques, dans une suspension comprenant le liquide à soumettre au cracking et un sel métallique volatil.

5) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel métallique est un sel soluble d'un métal alcalin ou de magnésium, de calcium, de zinc, de cadmium, de mercure ou de gallium.

6) Appareil par le cracking d'un combustible, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient pour le combustible à soumettre au cracking, des électrodes disposées à l'intérieur du récipient et alimentées par un courant alternatif, des moyens pour l'introduction dans le récipient du combustible et d'une solution d'un sel métallique volatil, et des- moyens pour évacuer les gaz dégagés par la décharge sous l'effet du courant traversant les électrodes.

7) Appareil selon la revendication 8, pour le cracking d'un combus- tible solide, caractérisé en ce que les électrodes sont placées au contact du combustible solide, de manière à permettre le passage de la décharge le long de la surface dudit combustible, des moyens étant prévus pour humecter la sur- face du combustible par une solution d'un sel métallique volatil.

8) Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à presser le combustible au contact de -l'une des électrodes.

9) Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'une des électrodes est creuse et perforée de manière à permettre l'introduction à l'intérieur de ladite électrode de la solution d'un sel métallique et son écoulement sur la surface du combustible.

10) Appareil selon la revendication 8,caractérisé en ce que la source de courant électrique est à basse fréquence et sa tension est comprise entre 30 et 500 volts.

Il) Appareil selon la revendication 8, pour le cracking d'un com- bastible pulvérulent, caractérisé en ce que les électrodes sont au contact du combustible pulvérulent., l'une des électrodes étant creuse et perforée de ma- nière à permettre l'introduction dans ladite électrode d'une solution d'un sel métallique volatil et son écoulement dans la masse du combustible.

12) Appareil selon la revendication 8, pour le cracking d'un combus- tible liquide en phase vapeur, caractérisé en ce qu'on introduit le combusti- ble et une solution d'un sel métallique volatil dans le récipient à réaction sous la forme d'un aérosol,la décharge entre les électrodes étant disposée de manière à éclater à travers les fines gouttelettes de combustible et de sel métallique. en annexe 1 dessin.