Procédé pour la fabrication de gaz à partir d'huiles et installation pour sa alise en #uvre. La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication de gaz à partir d'huiles, par combustion partielle, dans une chambre chauffée, .d'un mélange d'huile et d'air, et à une installation pour la mise en couvre de ce procédé.
Le procédé est caractérisé en ce que l'on maintient la zone initiale de combustion, dont l'extrémité arrière est adjacente au point où le mélange d'huile et d'air commence, ainsi que ce point, à une température permettant d'éviter le dépôt, dans la chambre de com bustion, de résidus provenant de l'huile.
L'installation est caractérisée par une chambre de combustion, dans laquelle sont amenés de l'huile et de l'air et disposée de façon que l'extrémité arrière de la zone initiale de combustion so_t,adj 4,cente au point où le mélange d'huile et d'air commence et que cette zone et ce point puissent être main tenus à une température permettant d'éviter le dépôt, .dans la chambre de combustion, de résidus provenant de l'huile.
En se référant au dessin schématique ci annexé, donné à titre d'exemple: Fig. 1 montre, en élévation, une installa tion conforme à la présente invantion; Fig. 2 est une section longitudinale verti cale du four avec ajutage en position; Fig. $ est une section transversale verti cale :à travers le four; Fig. 4 est une section verticale longitudi nale d'une forme .modifiée de four, où le brû leur est montré en position; Fig. 5 est une section verticale latérale du four montré en fig. 4;
Fig. 6 est une section verticale longitudi nale d'une autre modification; Fig. 7 est une vue similaire d'une autre modification; Fig. 8 est une section transversale de la construction montrée en fig. 7.
Dans la forme d'exécution des fig. 1 à â, 011 a prévu fine chambre b munie d'une ;a-r- niture a, en matière réfractaire; à travers le centre de l'un, des bouts c de cette chambre <B>SI,</B> projette intérieurement l'ajutage d d'un brû leur, ajutage dont l'axe longitudinal est per pendiculaire au mur d'extrémité opposé. p, de la chambre.
Le brûleur contient deux pas sages concentriques connectés respectivement avec le conduit d'alimentation d'air f et le conduit d'alimentation de combustible e; un orifice j d'échappement est disposé près du brûleur, orifice à travers lequel les gaz, après av oir été partiellement brûlés, sortent de la chambre, cet orifice étant disposé de façon telle que les gaz, avant de quitter celle-ci, doivent passer à très grande proximité de l'a.jutage d.
Dans le but de mettre en marche le gazogène lorsqu'il est froid, du charbon de bois est introduit dans la chambre de com bustion et allumé; aussitôt qu'une petite por tion (lu charbon de bois brûle, au rouge, la porte c dans laquelle le brîileur d est fixé est close et la soufflerie à, air est ouverte d'où résulte qu'une proportion considérable de la.
surface de charbon se met à brûler, à la cha leur blanche; aussitôt que les gaz Prigen- drés enregistrent une température d'environ ?00 C, la soupape à huile e est doucement ouverte, alors une petite quantité d'huile est pulvérisée dans la chambre et brûle clans celle-ci grâce à l'excès .d'air présent: aussitôt que la. température des gaz engendrés dé passe environ 500 C, l'huile est amenée dans les proportions requises et alors les gaz inflammables requis échappent par l'ouver ture du brûleur. Pendant cette opération. l'air et l'huile pulvérisés s'échappent de l'a: jutage sous pression et le mélange est par tiellement brûlé.
L'air envoyé par le moyen d'une souffle rie la est contrôlé par une valve de réglage f et le combustible contenu dans le réservoir g est soumis à cet air sous pression, comme il ressort de la fig. 1, d'où résulte que le com bustible est envoyé au brûleur par le con duit e.
La. flamme tend à se heurter contre le mur :l'extrémité p de la chambre et est dé- fléchie en arrière de façon à. se mélanger par tiellement avec la flamme à ses phases précé- dantes et finalement bal.ay" de l,référerce, la. surface (le l'ajutage lui-même (pour Main tenir la. température de ce dernier) avant de #:ortir par l'orifice d'échappement j.
Subsé quemment à sa sortie de l'ajutage, l'huile est partiellement brûlée et la vapeur produite entre finalement clans le conduit d'échappe ment sans qu'aucun résidu solide ait été dé posé.
Lorsque le gaz. engendré est destiné à. la cembustion directe dans un foyer de chau dière ou autre installation analogue, il n'est pas nécessaire qu'il soit filtré, mais lorsqu'il est destiné à. un moteur à combustion interne ou à. des usages similaires, il doit être filtré de toute manière connue, par exemple en lui faisant traverser une chambre munie préfé rablement (le surfaces de filtrage et de dis pcsitifs d'épuration.
On évite le dépôt dans l'exemple décrit grâce au retour de flamme et à ce que cette dernière balaye la surface de l'ajutage pour maintenir ainsi la température (lu mélange (l'huile et de gaz sortant. Ce résultat cepen- ;'.ant peut être aib'int en assurant autrement b, maintien de la. température nécessaire (tem pérature excédant environ<B>600'</B> C).
Quoiqu'une température minimum d'en viron 600 C soit indiquée comme essentielle en ce qui concerne la région initiale de com bustion, cependant les températures de fra- vail (mesurées approximativement dans la. portion la plus chaude de la flamme) sont plus hautes que cela et la. composition ainsi que la valeur calorifique du gaz produit va rient avec les températures de travail parti culières employées dans la chambre de. pro duction.
Les analyses suivantes montrent continent la composition et la valeur calorifique du gaz peuvent être variées en travaillant à. diffé rentes températures.
L'huile employée dans ce cas est de l'huile mexicaine lourde dite "bunker" de poids spécifique 950'960:
EMI0003.0001
Gaz <SEP> engendré <SEP> à <SEP> 800 <SEP> <SEP> C <SEP> 850 <SEP> <SEP> C <SEP> 900 <SEP> <SEP> C <SEP> 950 <SEP> <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> <SEP> C <SEP> 1050" <SEP> C
<tb> Acide <SEP> carbonique <SEP> 6,2 <SEP> % <SEP> 2,6 <SEP> % <SEP> 3;
1 <SEP> % <SEP> 3,4 <SEP> % <SEP> 4,8% <SEP> 2,4
<tb> Oxygène <SEP> <B>1,0% <SEP> 0,1%</B> <SEP> 0,2 <SEP> % <SEP> 0,3 <SEP> % <SEP> 0,2 <SEP> <B>%0,0%</B>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> -carbone <SEP> 11,4 <SEP> % <SEP> 17,1 <SEP> % <SEP> 16,9 <SEP> % <SEP> <B>18,1%</B> <SEP> 14,6% <SEP> 13,2
<tb> Hydrogène <SEP> 0,0 <SEP> % <SEP> 7,2 <SEP> % <SEP> 8,8 <SEP> % <SEP> 16,3 <SEP> % <SEP> 6,2 <SEP> % <SEP> 10,0
<tb> Méthane <SEP> 9,4% <SEP> 5,9 <SEP> % <SEP> 4,2 <SEP> % <SEP> 4,2% <SEP> 6,2 <SEP> % <SEP> 1,1 <SEP> %
<tb> Nitrogène <SEP> 72,0 <SEP> % <SEP> 67,1 <SEP> % <SEP> 66,8 <SEP> % <SEP> 57,7 <SEP> % <SEP> <B>68.0%</B> <SEP> 73;
3
<tb> Kilogrammes-calories <SEP> 34,2 <SEP> 35,5 <SEP> 35,9 <SEP> 39,4 <SEP> 33,3 <SEP> 22,5
<tb> Volume <SEP> de <SEP> gaz <SEP> produit <SEP> 3204 <SEP> 3136 <SEP> 3<B>1</B>36 <SEP> 2912 <SEP> 3570 <SEP> '4256
<tb> Rendement <SEP> 85 <SEP> % <SEP> 86 <SEP> % <SEP> 87 <SEP> % <SEP> 88,5 <SEP> % <SEP> 92 <SEP> %- <SEP> 74,5 <SEP> % Dans les analyses sus-indiquées, les tem pératures étaient mesurées à un point exac tement derrière le sommet de la région initiale de combustion, c'est-à-dire substan tiellement au point de température maximum de la flamme, les volumes de gaz produits sont mesurés en litres, à pression et tempéra ture normale pour une livre d'huile environ.
Il est désirable, lorsque le gaz est destiné à des moteurs, d'éviter des températures de travail dépassant environ<B>1500'</B> C.
Au lieu d'employer, pour la. mise en ni are, 'he c lu gazogène, du charbon de bois, comme décrit ci-dessus, on peut chauffer la. chambre de combustion initialement par le moyen, par exemple de l'électricité, à une température d'environ <B>500'</B> C ou à la, cha leur rouge sans éclat, après quoi l'huile est.
envoyée en quantité prescrite pour la pro duction de gaz, ou encore l'intérieur de la chambre peut être portée à la température d'environ<B>500'</B> C par le moyen, par exemple, d'un brûleur à gaz, puis le processus sus- indiqué continue.
Un trait important de cette forme de réalisation, dans laquelle la chaleur de com bustion est utilisée pour maintenir dans le gazogène la température nécessaire pour la région initiale de combustion, consiste en ce que, lorsque le débit du gaz produit tombe au-dessous du minimum nécessaire pour main tenir cette température, le combustible et l'air peuvent être complètement brûlés dans le four (le façon à maintenir ainsi la tem pérature de ce dernier et de lui permettre de reprendre la. production .de gaz immédiate ment.
Lorsque l'on opère dans les conditions sus mentionnées de combustion complète, les pro duits peuvent être détournés du conduit d'é chappement normal et être conduits à l'exté rieur par le moyen d'un conduit d'échappe ment spécial.
Ce détournement peut être obtenu par iout_moyen convenable, par exemple par une valve contrôlant un conduit à deux branches et adaptée pour fermer l'une des branches du conduit avant d'ouvrir l'autre et ces moyens peuvent être commandés en dépendance avec les conditions de débit, à la main, ou si on le désire, en couplant les moyens de détourne ment avec la valve de réglage du combus tible.
On peut conformer le mur. postérieur de la chambre de façon que sa surface interne, faisant face à l'ajutage, facilite le.retour en arrière de la flamme vers ce dernier; la .cham bre pourra être cylindrique, rectangulaire ou de toute autre forme convenable. En outre, il n'est pas essentiel pour l'ajuta;ge qu'il soit placé au centre . de l'un des bouts du réser voir et, dans tous les cas, pour la flamme, de retour qu'elle balaye réellement l'ajutage.
Suivant la modification montrée aux fig. 4 et 5, l'ajutage est fixé dans une plaque ter, minale comme auparavant, mais un corps en matière réfractaire q protège le brûleur, sur une large étendue, de la chaleur<B>de</B> combus= iion. b représente le mur du four comme aü- paravant, mais.
clans ce cas, un revêtement cylindrique ma, de matière réfractaire, est prévu dans le four de façon à laisser un espace r pour le passage des produits de com- bustion entre l'extérieur du revêtement et l'intérieur du four. Cet espace r peut être employé comme chambre d'enrichissement, auquel cas, de l'huile sera amenée par le tuyau ii comme montré.
Dans cet exemple, un pyromètre k est prévu, comme montré, clans le but de déterminer les températures à l'intérieur du four et il sera compris que, clans les deux exemples décrits ci-dessus, des quantités variables de gaz peuvent être ob tenues en dépendance avec les quantités rela tives d'huile et d'air employées et avec la température résultante, déterminées, par exemple, par le moyen d'un pyromètre.
Il peut être prévu un réglage automati que de la proportion relative de combustible et d'air dans le but d'obtenir une constante approximative dans les conditions de travail lorsque le débit varie; ceci pourra être ob tenu, de préférence, par un appareil thermos- tatique ou pyrométrique. L'appareil ther- mostatique pourra comprendre une valve co nique pour la, tuyère pour le combustible, valve portée par une tige en silice (ou autre matière semblable ayant un bas coefficient (le dilatation) disposée dans le canal de com bustible et fixée rigidement à l'extrémité op posée à la tuyère.
Le conduit de combusti ble qui est fait en cuivre (ou en autre ma tière semblable possédant un haut coefficient (le dilatation) est disposé dans un conduit pour l'air, ce dernier étant chauffé à. la tem pérature du four et, à, cet effet, passant à, travers une chemise entourant le conduit d'é chappement et étant, en outre, rigidement fixé à celle de ses extrémités opposée à, la.
tuyère; par ces moyens, quand, par exemple, la. température de combustion descend, ceci étant dfi au passage d'une quantité excessive de combustible à travers la, tuyère du com- bnstible. le conduit de combustible se con tractera, longitudinalement et, par coopéra tion avec. la valve conique de combustible, réduira. l'ouverture de la tuyère du conduit:
semblablement, quand la, température de combustion s'élève, ceci étant dîi à, ce qu'une quantité insuffisante de combustible passe, le -conduit se dilatera longitudinalement et produira ll1ie :,rignleIrt;ition rie l'ouverturt# Île 1:1 tuyère ## du conduit.
L'appareil l,yrométrique pourra votnpreii- .re lin pyromètre électriqu@# dont l', couple ,<B>1</B> thermique est disposé dans le g_zzo,aène, iln dispositif d'étranglement approprié étant --adapté pour être commandé par le circuit du pyromètre;
de cette façon, par exemple lors que les indications glu pyromètre s'élèveront, le dispositif d'étranglement produira la ré- dUction de ja. proportion -de la, quantité d'air dans le combustible; semblablement, lorsque les indications du pyromètre baisseront, le dispositif d'étranglement produira. l'augmen tation de la proportion de la quantité d'air dans le combustible.
Suivant une autre modification, le réser voir de combustible est disposé au niveau ou près du niveau de et est connecté à.
la conduite d'alimentation d'air en un point on seulement une différence de. pression due à. l'écoulement est disponible pour l'alimen- fation, comme lorsqu'on emploie un orifice Étranglé. Le combustible délivré est ainsi proportionnel à l'air délivré. On choisit (le préférence une tuyère de combustible dans laquelle une petite baisse de, pression seule ment est suffisante pour la. pulvérisation.
Ainsi des débits variables, dans les li mites du four, peuvent être produits à. volonté Principalement par la. régulation de la valve d'alimentation d'air. la qualité prédéterminée [le gaz restant substantiellement On pourrait aussi éviter l'alimentation d'air, sous pression, au brûleur;
le conduit d'air et le réservoir cle -combustible étant alors soumis à. la, pression atmosphérique et mie pression réduite étant appliquée à l'ori- rico d'échappement J.
Pans quelques circonstances, pour varier < ,onvena.blement la, quantité de gaz produite, t n interconnecté Vair et le combustible Île fi'çon que la. mancelivrP rl'un simple clisposi- tif de contrôle effpetue le ré!#laIoe simultané rie l'air et du eomhrls+ible;
ceci peut être ob tenu da tacon convenable en connectant mé- eaniquempnt deux robinets séparés pour l'air et le combustible, ou en prévoyant une valve omposée qui contrôle simultanément le .coi- uit de combustible et d'air.
On se réfère maintenant à la fig. 6 pour xpliquer le fonctionnement du gazogène et e sens du terme "région initiale .de combus- ion". Cette figure représente une construc- ion modifiée .comprenant un manchon inté- Ïeur in, en matière réfractaire, ayant des roui d'échappement ce pour les produits de a combustion partielle;
le brûleur, dans cet ;xemple, comprend deux tubes concentriques et f dont le premier sert pour l'huile et >rojette celle-ci, au delà. de l'ouverture. du :ube d'air f;
ces deux tubes passent -à travers an bloc réfractaire v perforé centralement; Le bloc v est disposé à une extrémité du man- c1on <I>ira</I> qui est supporté lui-même, à ses. deux extrémités, par des disques réfractaires per forés<B>tu</B> et est maintenu entre les plaques d'extrémités xx;
un bloc réfractaire J est placé à l'extrémité opposée du manchon ma, comme montré, et sa face exposée repose juste derrière les séries .de trous d'échappement îc formés dans le manchon; quand le gazogène fonctionne et produit du gaz, l'huile et l'air sortent par leurs ajutages respectifs et la, combustion partielle commence immédiate ment;
la flamme résultante typique -est repré sentée par l'aire pointillée t dont l'aire s en fermée dans l'enveloppe 2 représente le mé lange non encore, brûlé d'huile et d'air à une basse température, c'est-à-dire 200' C, tau dis que l'enveloppe 2 de l'aires représente la région initiale de combustion et est à une température relativement haute, c'est-à-,dire 600 C.
La flamme t en balayant l'exté rieur du manchon Ira maintient cette région initiale de combustion et incidemment aussi l'aire il ,adjacente à s, à la température de <B>600'</B> C par conductibilité.
La température dans les conditions ind.- quées de la. région 2 sera maintenue, par exemple à environ 600 C ou plus, pour que le fonctionnement du gazogène puisse conti nuer, quoique la température extérieure. à cette région puisse être un .peu plus basse et à l'intérieur, c'est-à-dire d'ans l'aire s puisse être plus basse ce qui est dû au courant .d'air.
La flamme est chassée en avant et les piô- duits de la .combustion partielle passent à travers les orifices aa du manchon m et re viennent le long de la face extérieure du manchon à travers le compartiment formé dans le four b, finalement ils s'échappent par l'orifice d'échappement du gaz j.
Il doit être remarqué que les aires s et t seront altérées considérablement suivant les conditions de combustion prévues (c'est-à-dire suivant les proportions ,d'air et d'huile, le degré de débit, etc.); aussi les aires montrées en fig. 6 ne sont données que dans un but explicatif.
Il est bon que les dimensions latérales .de la région limitée par l'enveloppe 2-2 ne soient pas assez grandes pour que la région vienne en contact avec les parois de l'espace dans lequel elle se trouve, à savoir, dans le cas présent, avec la paroi intérieure du man chon va, et que la région ne soit pas allongée au point de s'étendre hors de l'orifice d'é chappement .du gaz j.
Suivant la modification des fig. 7 et 8., le four b, en matière réfractaire, présente une paroi de séparation 3 perforée en 4; le brû leur e-f est disposé dans l'une des parois d'extrémités, comprenant des plaques termi nales x-x et un bloc réfractaire<I>v.</I> Un bloc réfractaire y est prévu à l'extrémité opposée de l'appareil et la flamme retourne en arrière de façon à balayer la surface de la paroi 3 après avoir passé à travers l'orifice 4. La température nécessaire pour la combustion initiale est ainsi assurée.
En brûlant de l'huile en présence d'air, suivant la. présente invention, on peut pro duire un gaz permanent consistant en nitro gène, en hydrocarbures gazeux, en hydro gène, en oxyde de carbone, etc., et la valeur calorifique du gaz ainsi que la proportion des constituants variables peut être contrôlée en tre certaines limites par un réglage approprie de l'alimentation en huile et en air. En ou tre, le gazogène peut fonctionner de façon continue.
Dans le cas où l'on emploie, pour la pro duction de gaz, une huile contenant un résidu lourd carboné, on pourra, amener l'huile à une pression excédant faiblement la pression atmosphérique, avec. de l'air, en proportion appropriée, à un brûleur combiné à la cham bre de combustion et brûler partiellement l'air et l'huile dans cette dernière, à une tempéra ture assez élevée pour maintenir une com bustion dans laquelle le carbone du résidu est consommé comme un combustible clans la chambre de -combustion, ce qui prévient le dépôt de résidus solides, mais à une tempé rature assez -basse pour ne pas décomposer le méthane.