Procédé et installation pour la conversion d'un gaz combustible riche en gaz de pouvoir calorifique moindre. La présente invention a pour objet un pro cédé pour la conversion d'un gaz combustible riche en gaz de pouvoir calorifique moindre, en provoquant la combustion d'un mélange du gaz riche à convertir avec une quantité d'air insuffisante à sa combustion totale.
Le gaz obtenu au moyen de ce procédé pourrait, servir, par exemple, pour le chauf fage de fours et notamment de fours pour la distillation du charbon.
Il est connu de transformer un gaz corn- bustible riche en gaz de pouvoir calorifique moindre, en ajoutant au gaz riche de l'air en proportion considérablement inférieure à celle nécessaire pour la combustion totale du gaz, et de provoquer la combustion de ce mélange dans une chambre de conversion.
En procé dant de la sorte avec du gaz provenant de la distillation de la houille, par exemple, on ob tient une dissociation presque totale des hydro carbures lourds et une bonne décomposition du méthane, de faon qu'en partant, par exemple, d'un gaz de distillation de 5000 calories qui brûle avec. flamme lumineuse, on peut obtenir un gaz de pouvoir calorifique moindre qui brûle avec flamme non lumineuse, de volume considérable et pouvant, par exemple, être em ployé pour chauffer un four établi pour uti liser du gaz de gazogène.
Pourtant, la quantité d'air qu'il faut mé langer au gaz pour provoquer la conversion est en général tellement faible que, dans les procédés connus, la combustion ne se stabilise pas à un endroit donné de la chambre, de forte qu'il n'est. pas certain qu'il y ait tou jours en -Lui endroit. convenable une tempéra ture suffisante pour entretenir la réaction. Il peut ainsi arriver que le mélange quitte la chambre pour parvenir, par exemple, à des brûleurs, sans que la conversion ait. eu lieu.
L'invention a pour but d'éliminer cet in convénient et, à cet, effet, le procédé selon l'invention est. caractérisé en ce que le ;gaz riche à convertir et l'air sont introduits dans tune chambre de conversion, en au moins un endroit, de position invariable, de laquelle est entretenue une température supérieure à la température de réaction du mélange d'air et de gaz à convertir.
De cette faéon, la réaction s'amorce en lui endroit déterminé d'avance et la conversion se stabilise et procède rapidement.
L'invention comprend également une ins tallation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le dessin montre, à titre d'exemple, quel ques formes d'exécution de l'installation selon l'invention, pour la mise en #uvre de formes d'exécution, également données à titre d'exem ple, du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale d'une première forme d'exécution dont la chambre de conversion est ménagée dans la partie infé rieure de la maçonnerie d'un four, cette coupe étant établie suivant I-I de fig. 3; la fig. 2 est une vue partielle analogue à. la fig. 1 pour montrer une variante; la fig. 3 est une coupe en plan suivant III-III de la fi-. 1; la fig. 4 montre une partie d'une coupe verticale trans versale suivant IV-IV de la fig. 3;
la fig. 5 est une coupe analogue à la fig. 1 d'une deuxième forme d'exécution de l'installation, cette coupe étant établie suivant V-V de la fig. 6 qui est une coupe en plan suivant VI-VI de la fig. 5.
Dans ces figures, A indique la maçonnerie d'un four dont une chambre est. indiquée en B, et dans la partie de la maçonnerie, qui se trouve au-dessous de la chambre B, il y a une chambre de conversion 1 qui se rétrécit dans la partie supérieure où elle communique avec la chambre<B>B</B> du four à travers une bouche commandée par un registre 19.
Dans la forme d'exécution représentée aux fi-. 7., 3 et 4, deux injecteurs mélangeurs 2 débouchent dans la partie inférieure de la chambre de conversion 1. Chacun de ces injec teurs 2 présente une chambre de mélange 2' dans laquelle débouche axialement une con duite 4 pourvue d'un diaphragme de dosage 5; cette conduite communique, à travers un robi net de réglage 6, avec la conduite principale 3 du gaz riche. La chambre 2' est aussi en com munication, à sa périphérie, avec une conduite 8 pourvue d'un diaphragme de dosage 9 et d'un robinet de réglage 10 et qui aboutit à l'autre extrémité à une conduite principale 7 pour l'air.
Dans la partie inférieure de la chambre de conversion 1 débouchent, un peu au-dessus des orifices des injecteurs 2, des ajutages 14 qui communiquent, à travers des conduits 20, des boîtes métalliques 16 et des tuyaux 11, pourvus d'un robinet 13 et d'un diaphragme de dosage 12, avec la conduite 7 pour l'air.
La présence d'une boite métallique 16 in tercalée entre le conduit 20 et le tuyau 11, qui aboutit à la conduite<B>7</B> pour l'air, permet de ménager une ouverture pourvue d'un volet 17 et à travers laquelle on peut effectuer l'allu mage dans les ajutages 14.
Au-dessus des orifices des ajutages, la chambre 1 présente des parois de matière ré- fractaire 18 délimitant quatre compartiments, à chacun desquels correspond un ajutage 14.
La chambre 1 pourrait naturellement pré senter un nombre différent de compartiments, dont chacun constitue une cellule de conver sion et à chacun desquels peut correspondre un ou plusieurs ajutages pour l'admission d'air.
Les ajutages 14 pourraient aussi déboucher dans la chambre 1 au-dessous des orifices des injecteurs 2, comme indiqué à la fig. 2.
Pour un type de gaz déterminé et pour un degré de conversion déterminé, on devra chercher par voie d'essais le pouvoir de con version d'une cellule, de façon que pour avoir une chambre de conversion de débit voulu, il soit suffisant d'adopter un nombre approprié de cellules.
La conversion est effectuée en faisant arri ver à la partie inférieure de la chambre 1, à travers la conduite 3 pour le gaz et à travers la conduite 7 pour l'air, les quantités d'air et de gaz correctement proportionnées pour ob tenir la conversion voulue.
Dtant donné que dans les conduites 3 pour le gaz et 7 pour l'air la pression est maintenue constante, le dosage chi mélange est effectué, pour un réglage donné des robinets 6 et 10, de façon pratiquement constante par l'action des diaphragmes de dosage 5 et 9.
A travers la conduite 7 et à travers les tuyaux 11 et les conduits 20, les. ajutages 14 reçoivent en même temps de l'air dont le débit est dosé par les diaphragmes de dosage 12, cet air formant dans la chambre 1 des jets qui, étant allumés, forment des flammes dans l'atmosphère combustible du mélange à con vertir.
L'air employé pour la conversion est ainsi divisé en deux parties, dont. la plus grande est mélangée avec le gaz et introduite avec lui dans la chambre de conversion, tandis que l'autre partie, considérablement moindre, est. introduite directement dans la chambre de conversion.
Par conséquent, il se forme, au-dessus de chacun des orifices des ajutages 14, une flamme (indiquée par 15 à la fig. 1) dans une des cellules limitées par les parois 18.
Ces flammes amorcent et stabilisent. la ré action entre l'air et le gaz introduits à travers les injecteurs 2 et cette réaction se maintient aussi bien par l'action des flammes alimentées par les ajutages 1.4 que par l'action des parois 18 qui sont. fortement. chauffées par lesdites flammes et, de cette façon, le gaz riche pro venant de la conduite 3 est converti en un gaz de pouvoir calorifique moindre qui sera brûlé clans la chambre B du four.
Malgré que dans l'exemple décrit on ait supposé la chambre 1 parcourue par le mé lange gazeux en direction verticale de bas en haut, il est naturellement possible de faire suivre au courant gazeux un mouvement de haut en bas.
Dans la forme d'exécution de l'installation représentée aux fig. 5 et 6, la chambre de con version 1, dont la partie supérieure est divisée en compartiments par des cloisons en matière réfractaire 18, est alimentée en air et en gaz comme dans l'exemple des fig. 1, 3 et 4, au moyen d'un injecteur mélangeur 2. Dans la partie inférieure de la chambre 1 sont dispo sées des bougies 21 formées par des corps creux allongés, en matière réfractaire.
L'inté rieur des bougies 21 communique à leur som met avec la chambre 1 à travers des ouver tures 22 et à la base de ces bougies s'ouvrent des brûleurs 23 auxquels de l'air de la con duite 7 arrive à. travers des conduites 24 pour vues de robinets 25 et de diaphragmes de do sage 251, tandis que du gaz de la conduite 3 arrive aux brûleurs 23 à travers des conduites 26 pourvues de robinets 27 et de diaphragmes de dosage 271.
Pour rendre l'intérieur des bougies 21 accessible de l'extérieur, par exemple pour l'allumage et pour le contrôle des brûleurs, il y a des conduits 28 fermés par des bou chons 29.
Le mélange de gaz à convertir avec la quantité d'air insuffisante à sa combustion complète est introduit dans la chambre 1 par l'injecteur 2 qui comprend une chambre de mélange 2' où l'air arrive à travers la con- duite 8 commandée par un robinet. 10, tandis que le gaz arrive de la conduite 3 à travers la conduite 4 commandée par le robinet 6, ces conduites présentant respectivement. les dia phragmes de dosage 9 et 5.
Dans ce cas, lorsque les brûleurs 23 sont en activité, le gaz introduit dans chaque bou gie 21 brûle avec une quantité d'air suffisant <B>il</B> sa combustion totale et éventuellement avec an excès d'air, et cette combustion donne lieu à un chauffage intensif des parois des bougies; les gaz de combustion passent dans la chambre 1 à travers les ouvertures 22. La chaleur irra diée par les parois de la bougie et aussi par les parois chauffées 18 maintient la réaction qui donne lieu à la conversion du mélange qui pé nètre de faon continue dans la. chambre 1 à, travers le conduit 2.
Dans urne variante de l'installation repré sentée aux fig. 5 et 6, les bougies 21 pourraient être chauffées depuis l'extérieur. Dans une autre variante, les bougies 21 pourraient être remplacées par des corps allongés formant. bougies et chauffés électriquement au moyen de résistances logées à l'intérieur ou à l'exté rieur de la bougie et. reliées à. un circuit d'ali mentation.
La pression à l'intérieur de la chambre de conversion 1 peut. être maintenue à la valeur voulue en réglant la position du registre 19 qui sépare la chambre de conversion 1 de la chambre du four où le gaz converti est uti lisé.
La chambre 1 peut avoir une forme quel conque et elle peut se trouver dans la maeon- nerie du four, comme représenté ou bien à l'extérieur du four en constituant un appareil de conversion à part.