Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides, utilisables par exemple comme carburants. L'invention est relative à l'obtention d'hy drocarbures liquides, utilisables par exemple comme carburants.
On a déjà proposé, dans ce but, d'avoir recours à l'action de champs de haute fré quence sur des mélanges de gaz de distillation de combustibles solides avec de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène. Mais l'expérience prouve que l'action du champ est alors très faible et ne se prête pas à l'obtention de bons rendements, non plus que .de débits suffisants en pratique.
On a déjà également proposé d'utiliser l'action des rayons ultraviolets sur des pro duits de distillation pour en changer la den sité et le point d'ébullition.
L'invention a pour objet un procédé pour obtenir les hydrocarbures du genre en ques tion, par réaction de gaz de distillation de combustibles solides avec un gaz contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, carac- térisé par le fait qu'on effectue la réaction au moins partiellement dans un champ élec trostatique, et sous l'action d'une source de rayons ultraviolets. Comme gaz contenant: de l'oxyde de carbone (CO) et de l'hy drogènr,. on peut employer avantageusement du gaz d'eau additionné ou non d'hydrogène.
Ce procédé peut être par exemple exécuf', comme suit, en partant de la houille: On distille, en vase clos, la houille à trai ter, cela de préférence d'abord à basse tem pérature (de l'ordre de 500 ), puis à liauf, température (de l'ordre de 900 ), distillation qui produit, d'une part, du semi-coke, et d'an tre part, un gaz contenant de l'hydrogène (H), du méthane<B>(CH'),</B> de l'oxyde (le car bone (CO), de l'acide carbonique<B>(CO'),</B> (111 benzol, du toluène, du xylène et des hYdro carbures lourds.
On brûle du coke (avantageusement l semi-coke obtenu lors de la distillation de la houille) dans un foyer (avantageusement uti lisé en mëme temps pour le chauffage néce,- sa.ire à la susdite distillation) fonctionnant en gazogène, de manière à donner du gaz d'ean (CO -j- [H2111) mélangé à ses impuretés usuelles (CO' et N2).
On chauffe de la vapeur d'eau au-dessus de sa température de dissociation, de manière. à. obtenir de l'hydrogène (H) et de l'oxygène (0), ce chauffage étant, lui aussi, effectué de préférence par le susdit foyer fonctionnant en gazogène.
On dirige les trois mélanges gazeux susüi- diqués vers une capacité commune, avanta geusement chauffée, par exemple vers 600 , et ce, de préférence, par le même foyer et on fait subir à la masse gazeuse résultante, pendant ou après son passage dans ladite ca pacité, et durant le temps nécessaire, d'une part, l'influence d'un champ électrostatique que l'on détermine entre deux électrodes en tre lesquelles on crée, par exemple en ayant recours à une machine statique, une diffé rence de potentiel élevée, par exemple aussi de plusieurs dizaines de milliers de volts, et, d'autre part, l'influence de rayons ultra violets, par exemple émanant d'une lampe îi. vapeur de mercure.
Sous les diverses influences mises ainsi en jeu, on constate que les réactions suivan tes se produisent entre autres: le gaz d'eau se transforme en méthane CO -!- (H2)11 = CHI -f- H20 (vapeur); l'oxyde de carbone du gaz de houille su bit la même transformation;
le méthane se transforme en acétylène \? CHI =<B>C</B> 2H2 -f- 3 H2; puis enfin. l'acétylène fixe de l'hydrogène et donne ClH2 -@-- (H)11 = carbures divers en CnH'" (non saturés); ainsi que CIH2 -!- (H)11 == carbures divers en CnH1L+'- (satur6s).
On condense, enfin, les carbures obtenus, qui se présentent, si l'opération a été conve nablement conduite ainsi que permettent de le faire les installations du genre de celle qui va être décrite ci-après, sous la forme d'un mélange comparable à un pétrole naturel.
On peut avoir recours, par exemple et avantageusement, pour réaliser les opérations susindiquées, à une installation telle que celle représentée schématiquement et à titre d'exemple sur les fig. 1 et 2, du dessin an nexé. La fig. 1 est une coupe verticale et la. <U>fi-.</U> 2 une coupe selon ?-2 de fig. 2.
Les différents organes de cette installa tion sont disposés de manière telle que le chargement de combustible solide se fasse de façon continue, à la partie supérieure de l'ap pareil, et que ledit combustible chemine, au fur et à mesure de sa distillation, puis de sa combustion, jusqu'à la. sortie où il se trouve à l'état de cendres.
L'installation représentée comprend un corps n vertical, en maçonnerie, fermé à, sa partie supérieure par un fond as.
Au travers dudit fond pénètre le goulot d'une sorte de trémie de chargement b de hauteur suffisante pour que l'entassement dans ce goulot du combustible solide en mor ceaux de grosseur appropriée suffise à em pêcher les gaz se trouvant dans l'intérieur du corps de sortir par ce même goulot. Ce goulot est prolongé vers le bas, de manière telle, par un évasement tronconique suivi d'un rétrécissement également tronconique, que ces évasement et rétrécissement réalisent une chambre c disposée dans le trajet des gaz chauds provenant d'un foyer qui, ainsi qu'on le verra ci-après, se trouve à la partie infé rieure de l'ensemble; ladite chambre est ainsi située en un endroit tel que son contenu soit porté aux environs de 500 .
Dans ladite chambre c pénètre un tube ci présentant une extrémité évasée pénétrant sensiblement verticalement, de haut en bas et axialement, dans ladite chambre, donc pro pre à collecter les produits gazeux de la, dis tillation à basse température se produisant dans la chambre c; cette dernière est pro longée vers le bas de manière telle, par un conduit d, due le contenu dudit conduit se trouve porté aux environs de 900 . Dans ledit conduit,<I>d</I> s'ouvre un tube<I>d'</I> propre à collecter les produits gazeux de 1:L distillation à haute température se produisant clans la capacité d.
En dessous de l'embouchure inférieure du conduit d est disposée une grille tronconique e allant en se rétrécissant vers le bas et ou verte à. sa partie inférieure pour la sortie drus rniachefers et cendres.
autour de la grille e est enroulé en spi rale un tube f, alimenté en- eau à l'une de ses extrémités et capable de résister aux tempé ratures nécessaires, à la dissociation de l'eau,' ce tube étant porté à une température suffi sante pour dissocier l'eau et débiter à son extrémité opposée de l'hydrogène.
Le foyer constitué par la grille e est muni d'une part, de moyens g pour le réglage de l'accès de l'air et, d'autre part, de moyens étanches, par exemple d'un sas la, pour l'en lèvement des cendres.
Pour aider au mouvement lent de descente des matières il est prévu une tige axiale i portant des noix p' et p2, notamment à hau teur des orifices inférieurs de la chambre c et de la grille e et animée, par l'intermédiaire d'une commande appropriée, d'un mouvement de rotation avantageusement lent et continu.
Dans le trajet des gaz chauds, de part et d'autre de la chambre e est disposée une série <B>(le</B> tubes, par exemple quatre tubes et j', de dimensions suffisantes pour que le passage du gaz n'y soit pas trop rapide, réu nis deux à deux par des tubes transversaux de manière à former un conduit unique en zigzag, ces tubes étant placés de manière à. être chauffés, les deux premiers j' et j2 nui environ 600 , les deux autres j3 et j4 aux environs de 800 .
Avec le tube j' sont réunis: D'une part, l'orifice de sortie du tube f, d'autre part, les tubes<I>c' et d';</I> d'autre part, enfin, par un tube k dans lequel sont intercalés un dépoussiéreur k' et un ventilateur k', l'orifice de sortie des gaz provenant du semi-coke distillé dans la cham bre e et le conduit d, l'excès, s'il y en a, du gaz produit étant, si désiré, restitué au foyer par un embranchement k3 (muni d'un registre k') du tube k.
La sortie du tube J4 est reliée avec un ré frigérant. Enfin, dans au moins l'un des tu bes et j4, par exemple dans le tube ;j2, sont disposés: D'une part des moyens propres à créer, dans au moins une partie de ce tube, un champ électrostatique;
ces moyens sont cons titués,.par exemple, en disposant longitudina lement dans ledit tube, traversant avec inter position d'isolant ses fonds l' et 1z, une élec trode rectiligne m et en reliant, d'une part, la masse de l'appareil et, d'autre part, ladite électrode, respectivement aux pôles d'une source d'électricité à haute tension n en acti vité, par exemple une machine statique, ou bien encore d'un dispositif permettant d'ob tenir ladite haute tension, tel que transfor mateur, élévateur de tension, etc., source que l'on a, de préférence, choisie de manière telle qu'elle soit susceptible de donner une tension de plusieurs dizaines de milliers de volts, par exemple 80.000 ou 100.000 volts, sous un débit d'une fraction de milliampère, pour un intervalle entre les électrodes de l'ordre de 8 à 10 cm, et,
d'autre part, des moyens propres à, faire passer, dans au moins une partie de ce tube, des rayons ultraviolets, ce pour quoi, par exemple, on a fait en une matière perméable aux rayons ultraviolets, par exem- pie en quartz fondu ou en verre spécial, l'une des parois terminales l' et l2 du tube j2 et disposé une lampe à rayons ultraviolets o en regard de cette paroi; de préférence, on s'ar range pour que le courant gazeux, d'une part, et les rayons ultraviolets, d'autre part, che minent en sens inverse les uns des autres.
On conçoit que l'installation venant d'être décrite permet, si le tout est convenablement agencé, notamment si le passage des divers gaz dans la capacité j est suffisamment lent pour une l'action des agents actifs s'exerce convenablement, de mettre en oeuvre l'inven tion en utilisant, entièrement, dans un seul et même appareil, un combustible solide pour en obtenir un carburant liquide, toutes les pertes étant réduites au minimum.
On constate que les rayons ultraviolets, en outre de leur action propre de catalyseurs, ont la propriété de rendre la masse de gaz soumise à leur passage, susceptible d'être plus profondément influencé par le champ électrique, ce grâce à quoi il est possible de faire agir ledit champ sur des épaisseurs de fluide gazeux beaucoup plus fortes qu'en l'ab sence desdits rayons, donc d'obtenir un débit bien plus considérable que jusqu'à présent.
Process for obtaining liquid hydrocarbons, which can be used, for example, as fuels. The invention relates to the production of liquid hydrocarbons, which can be used, for example, as fuels.
It has already been proposed, for this purpose, to have recourse to the action of high frequency fields on mixtures of gas for the distillation of solid fuels with carbon monoxide and hydrogen. But experience proves that the action of the field is then very weak and does not lend itself to obtaining good yields, nor sufficient flow rates in practice.
It has also already been proposed to use the action of ultraviolet rays on distillation products in order to change their density and boiling point.
The object of the invention is a process for obtaining the hydrocarbons of the type in question, by reaction of gas from the distillation of solid fuels with a gas containing carbon monoxide and hydrogen, characterized by the fact that The reaction is carried out at least partially in an elec trostatic field, and under the action of a source of ultraviolet rays. As a gas containing: carbon monoxide (CO) and hydrogen ,. it is advantageously possible to use water gas with or without hydrogen added.
This process can be carried out, for example, as follows, starting with the coal: The coal to be treated is distilled in a closed vessel, preferably first at low temperature (of the order of 500), then at the egg, temperature (around 900), distillation which produces, on the one hand, semi-coke, and on the other hand, a gas containing hydrogen (H), methane <B > (CH '), </B> oxide (carbon (CO), carbonic acid <B> (CO'), </B> (111 benzol, toluene, xylene and hYdro heavy carbides.
Coke (advantageously the semi-coke obtained during the distillation of coal) is burned in a furnace (advantageously used at the same time for the necessary heating, - sa.ire at the aforesaid distillation) operating as a gasifier, so as to give aean gas (CO -j- [H2111) mixed with its usual impurities (CO 'and N2).
Water vapor is heated above its dissociation temperature, so. at. obtaining hydrogen (H) and oxygen (0), this heating also being preferably carried out by the aforesaid hearth operating as a gasifier.
The three above-mentioned gas mixtures are directed to a common capacity, advantageously heated, for example to 600, and this, preferably, by the same hearth and the resulting gas mass is subjected, during or after its passage through said capacity, and during the time required, on the one hand, the influence of an electrostatic field which is determined between two electrodes between which one creates, for example by using a static machine, a difference of high potential, for example also of several tens of thousands of volts, and, on the other hand, the influence of ultra violet rays, for example emanating from a lamp II. mercury vapor.
Under the various influences thus brought into play, it can be seen that the following reactions take place, among others: the water gas is transformed into methane CO -! - (H2) 11 = CHI -f- H20 (steam); the carbon monoxide of coal gas undergoes the same transformation;
methane turns into acetylene \? CH1 = <B> C </B> 2H2 -f- 3 H2; then finally. acetylene fixes hydrogen and gives ClH2 - @ - (H) 11 = various carbides in CnH '"(unsaturated); as well as CIH2 -! - (H) 11 == various carbides in CnH1L +' - ( saturated).
Finally, the carbides obtained are condensed, which appear, if the operation has been properly carried out, as can be done by installations of the type which will be described below, in the form of a comparable mixture. to a natural petroleum.
One can have recourse, for example and advantageously, to carry out the above-mentioned operations, to an installation such as that shown schematically and by way of example in FIGS. 1 and 2, of the attached drawing. Fig. 1 is a vertical section and the. <U> fi-. </U> 2 a section along? -2 of fig. 2.
The various components of this installation are arranged in such a way that the solid fuel is loaded continuously, at the upper part of the apparatus, and that said fuel travels, as it is distilled, then of its combustion, until the. exit where it is in the state of ashes.
The installation shown comprises a vertical body n, in masonry, closed at its upper part by a bottom as.
Through said bottom penetrates the neck of a kind of loading hopper b of sufficient height so that the accumulation in this neck of the solid fuel in pieces of appropriate size is sufficient to prevent the gases in the interior of the body. to exit through this same bottleneck. This neck is extended downwards, in such a way, by a frustoconical widening followed by a also frustoconical narrowing, that these widening and narrowing produce a chamber c arranged in the path of the hot gases coming from a hearth which, as well as as we will see below, is located at the lower part of the assembly; said chamber is thus located in a place such that its contents are brought to around 500.
Into said chamber c penetrates a tube ci having a flared end penetrating substantially vertically, from top to bottom and axially, into said chamber, therefore suitable for collecting the gaseous products of the low temperature distillation occurring in chamber c; the latter is extended downwards in such a way, by a duct d, due to the content of said duct is brought to around 900. In said conduit, <I> d </I> opens a tube <I> d '</I> capable of collecting the gaseous products of 1: The high temperature distillation occurring in the capacity d.
Below the lower mouth of the duct d is arranged a frustoconical grid e tapering downwards and or green at. its lower part for the exit of coarse irons and ashes.
around the grid e is wound in a spiral a tube f, supplied with water at one of its ends and capable of withstanding the necessary temperatures, the dissociation of water, 'this tube being brought to a temperature sufficient to dissociate the water and to deliver hydrogen at its opposite end.
The hearth formed by the grid e is provided on the one hand with means g for adjusting the access of the air and, on the other hand, with airtight means, for example with an airlock, for the removal of ashes.
To help the slow downward movement of the materials, an axial rod i carrying nuts p 'and p2 is provided, in particular at the height of the lower orifices of the chamber c and of the grid e and animated by means of a appropriate control of an advantageously slow and continuous rotational movement.
In the path of the hot gases, on either side of the chamber e is arranged a series <B> (the </B> tubes, for example four tubes and j ', of sufficient dimensions so that the passage of the gas n 'there is not too fast, joined two by two by transverse tubes so as to form a single zigzag duct, these tubes being placed so as to be heated, the first two j' and j2 affected about 600, the two other j3 and j4 around 800.
With the tube j 'are joined: On the one hand, the outlet orifice of the tube f, on the other hand, the tubes <I> c' and d '; </I> on the other hand, finally, by a tube k in which are interposed a dust collector k 'and a fan k', the outlet of the gases coming from the semi-coke distilled in the chamber and the duct d, the excess, if there is any , the gas produced being, if desired, returned to the furnace by a branch k3 (provided with a register k ') of the tube k.
The outlet of the tube J4 is connected with a refrigerant. Finally, in at least one of the tubes and j4, for example in the tube; j2, are arranged: On the one hand, means suitable for creating, in at least part of this tube, an electrostatic field;
these means are constituted, for example, by arranging longitudinally in said tube, crossing with inter-position of insulating its bottoms l 'and 1z, a rectilinear electrode m and by connecting, on the one hand, the mass of the 'apparatus and, on the other hand, said electrode, respectively at the poles of a source of high voltage electricity n in activity, for example a static machine, or else of a device making it possible to obtain said high voltage, such as transformer, voltage booster, etc., source which has preferably been chosen such that it is capable of giving a voltage of several tens of thousands of volts, for example 80,000 or 100,000 volts, at a flow rate of a fraction of a milliampere, for an interval between the electrodes of the order of 8 to 10 cm, and,
on the other hand, means suitable for causing ultraviolet rays to pass through at least part of this tube, for which, for example, we have made a material permeable to ultraviolet rays, for example quartz molten or special glass, one of the end walls l ′ and l2 of the tube j2 and placed an ultraviolet ray lamp o facing this wall; preferably, it is arranged so that the gas stream, on the one hand, and the ultraviolet rays, on the other hand, flow in the opposite direction to each other.
It will be understood that the installation just described makes it possible, if everything is suitably arranged, in particular if the passage of the various gases in the capacity j is sufficiently slow for the action of the active agents to be exerted properly, to put in carries out the invention by using, entirely, in one and the same apparatus, a solid fuel to obtain a liquid fuel, all losses being reduced to a minimum.
It is observed that ultraviolet rays, in addition to their own action as catalysts, have the property of making the mass of gas subjected to their passage, susceptible to being more deeply influenced by the electric field, which makes it possible to making said field act on gaseous fluid thicknesses that are much greater than in the absence of said rays, and therefore to obtain a much greater flow rate than hitherto.