EP0098221A1 - Gazogène à charbon de bois à flux transversal - Google Patents

Gazogène à charbon de bois à flux transversal Download PDF

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    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas

Definitions

  • the invention relates to a transverse flow charcoal gasifier comprising a generator, a cooler and a purifier, the generator operating with horizontal reverse draft.
  • a major drawback of the use of gasifiers on motor vehicles is their size. Indeed, the assembly of the different elements of the gasifier and in particular of the generator and the purifier requires a relatively large volume which is taken, in the case of vans or trucks, from the useful volume reserved for loading and, for vehicles tourist, on the trunk.
  • One solution in the latter case is to mount the gas generator on a trailer which is then coupled to the vehicle.
  • the gasifier according to the invention comes in a form compact, can be easily attached to the front of a vehicle and combines a number of improvements to the cooling and gas purification system. It includes, among other things, a gas cleaning device of small size and high efficiency based on the principle of wet purification by injection of water, which until now was considered inapplicable to mobile gasifiers.
  • the single figure represents a schematic view of a gasifier according to the invention.
  • the gasifier shown comprises in known manner a generator 1, a cooler 2 and a purifier 3.
  • the generator 1 comprises a hopper 4 receiving the fuel which feeds the hearth 5.
  • the hopper can be isolated from the hearth by a sliding shutter plate 6.
  • the hearth is provided with a nozzle 7, optionally cooled by a circulation of water , by which the air necessary for combustion is sucked in, and a vertical hearth grate 8.
  • This grate is fixed to the ashtray 9 which extends on either side of it.
  • the part of the ashtray not located under the hearth makes it possible to complete the reduction of entrained dust and ensures the collection of ash falling from the dust removal capacity 10, the sliding closure plate 6 not occupying the entire width and forming a baffle by two lateral intervals.
  • the cooler 2 is disposed between the outlet of the dust removal capacity 10 and the condenser 11 and is in the form of a tube, housed in the hopper 4 and surrounded by the fuel charge to which it gives up its cha their.
  • the tube opens into a compartment 12, provided against the wall 13 of the hopper or formed in said wall and provided at its upper end with an access plug 14.
  • a spray device 15 is provided in the compartment 12 and cooperates cooling the gas leaving the tube 2.
  • the condensation water or the condensates flow over the entire surface of the filter material 16 contained in the purifier 3.
  • the filter material consists of granules porous maintained by a retaining grid 17 surmounting the gas outlet 18 and the condensate pan 19.
  • a cleaning hatch 20 is provided in the wall of the condensate pan and gives access to a diaphragm pump 21 which provides via the tube 22 feeding the spraying device 15 by recycling the condensates, previously separated from their solid charge by the filtering material 16.
  • the diaphragm pump is preferably mounted integral with the hatch 20 and is driven by variations in internal pressure resulting from the operation of the engine.
  • the draft of the gasifier is of the transverse inverted type, that is to say that a vacuum cleaner, not shown, disposed at the outlet 18 of the purified gas, creates a current in the direction nozzle 7, hearth 5, hearth grate 8, therefore transversely with respect to the charcoal supply, the gas formed does not pass through the mass of the fuel before purification.
  • the condenser 11 makes a first gas-condensate separation using the latter to increase the filtration efficiency and the retention capacity of the purifier 3.
  • the elements 110, 111, 112 of the condenser are inclined and define a cross-sectional area. approximately triangular vertical with an apex corresponding to the gas outlet from compartment 12. They make it possible to distribute the condensates as uniformly as possible on the surface of the filtering material 16.
  • a second gas-condensate separation continues in the filter mass, the calories of which are removed by the descent of the condensates in the tank 19.
  • the cooling of the nozzle is possibly ensured by thermosyphon.
  • the jacket or the cooling channels is (or are) supplied with water by two tubes 23, 23A opening into a water tank 24 provided with a plug 25.
  • the cooling device can also act as a steam generator to introduce at the inlet of the nozzle 7 a quantity of steam sufficient to ensure enrichment of the gas with hydrogen without disturbing the progress of the gasifier.
  • the tank is hermetically sealed and an injection tube 26 communicates the free volume located above the water level with the inlet of the nozzle.
  • the addition of water to the inlet of a gasifier has the effect of maintaining the temperatures of hearth below the dangerous threshold; this effect is all the more important as the quantity of water injected is greater. Self-regulation is thus obtained by more or less significant production of steam.
  • the maintenance of the gasifier according to the invention is as follows: periodically decend the hearth 1 by isolating it from the hopper 4 by maneuvering the closure plate 6.
  • the ashtray 9 is removed, including claws 27, provided on the part located below the hearth, allow the extraction of mints or slag.
  • Periodic cleaning of the separator part is carried out by simple washing with running water, from the upper part after removal of the plug 14, and opening of the doors 20 and possibly 28.

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Abstract

Gazogène comportant dans le sens de circulation du gaz et après la grille du foyer (8), une capacité de dépoussiérage (10), un refroidisseur (2) traversant la trémie (4) débouchant dans un compartiment (12) muni d'un dispositif d'aspersion (15) débouchant lui-même à la partie haute du condenseur (11) disposé à la partie supérieure de l'épurateur (3) contenant une matière filtrante (16), un bac à condensats (19) et la sortie (18) du gaz épuré. Le bac à condensats est muni d'une pompe à membrane (21) alimentant le dispositif d'aspersion (15).

Description

  • L'invention concerne un gazogène à charbon de bois à flux transversal comportant un générateur, un refroidisseur et un épurateur, le générateur fonctionnant avec tirage inversé horizontal.
  • Un inconvénient important de l'utilisation des gazogènes sur les véhicules automobiles est leur encombrement. En effet, le montage des différents éléments du gazogène et en particulier du générateur et de l'épurateur nécessite un volume relativement important qui est pris, dans le cas des camionnettes ou des camions, sur le volume utile réservé au chargement et, pour les véhicules de tourisme, sur le coffre. Une solution dans ce dernier cas consiste à monter le gazogène sur une remorque qui est alors attelée au véhicule.
  • Les efforts ont donc porté sur la diminution de l'encombrement et la réalisation d'ensembles plus compacts ; toutefois même si une plus grande compacité a été obtenue, les fabricants n'ont pas pour autant cherché à modifier les systèmes existants dans le but de les rendre plus performants.
  • Le gazogène, selon l'invention, se présente sous une forme compacte, pouvant être facilement fixé sur l'avant d'un véhicule et combinant un certain nombre d'améliorations du circuit de refroidissement et d'épuration du gaz. Il comporte entre autres un dispositif épurateur de gaz de faible encombrement et de grande efficacité basé sur le principe de l'épuration humide par injection d'eau, qui était considéré jusqu'à présent comme inapplicable aux gazogènes mobiles.
  • Les explications et la figure données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée.
  • La figure unique représente une vue schématique d'un gazogène selon l'invention.
  • Le gazogène montré comporte de manière connue un générateur 1, un refroidisseur 2 et un épurateur 3.
  • Le générateur 1 comporte une trémie 4 recevant le combustible qui alimente le foyer 5. La trémie peut être isolée du foyer par une plaque d'obturation coulissante 6. Le foyer est muni d'une tuyère 7, refroidie éventuellement par une circulation d'eau, par laquelle est aspiré l'air nécessaire à la combustion, et d'une grille verticale de foyer 8. Cette grille est fixée sur le cendrier 9 qui se prolonge de part et d'autre de celle-ci. La partie du cendrier non située sous le foyer permet d'achever la réduction des poussiers entraînés et assure la collecte des cendres tombant de la capacité de dépoussiérage 10, la plaque d'obturation coulissante 6 n'occupant pas toute la largeur et formant chicane par deux intervalles latéraux.
  • Le refroidisseur 2 est disposé entre la sortie de la capacité de dépoussiérage 10 et le condenseur 11 et se présente sous la forme d'un tube, logé dans la trémie 4 et entouré par la charge de combustible auquel il cède sa chaleur. Le tube débouche dans un compartiment 12, prévu contre la paroi 13 de la trémie ou formé dans ladite paroi et muni à son extrémité supérieure d'un bouchon d'accès 14. Un dispositif d'aspersion 15 est prévu dans le compartiment 12 et coopère au refroidissement du gaz sortant du tube 2.
  • Le gaz, chargé d'eau, traverse le condenseur 11, placé à la partie supérieure de l'épurateur 3, dans lequel il abandonne l'eau. Par suite de la disposition inclinée des éléments 110, 111, 112 du condenseur, l'eau de condensation ou les condensats s'écoulent sur toute la surface de la matière filtrante 16 contenue dans l'épurateur 3. La matière filtrante est constituée de granulés poreux maintenus par une grille de retenue 17 surmontant la sortie du gaz 18 et le bac à condensats 19. Une trappe de nettoyage 20 est prévue dans la paroi du bac à condensats et donne accès à une pompe à membrane 21 qui assure par le tube 22 l'alimentation du dispositif d'aspersion 15 par recyclage des condensats, préalablement séparés de leur charge solide par la matière filtrante 16.
  • La pompe à membrane est montée de préférence solidaire de la trappe 20 et est mue par les variations de pression intérieure résultant du fonctionnement du moteur.
  • Du fait de la circulation continue des condensats et de leur ruissellement dans la matière filtrante, les poussières, qui sont retenues par celle-ci, sont lavées en permanence, ce qui évite le colmatage et/ou la perte d'efficacité de l'épurateur.
  • Le fonctionnement du gazogène est ci-après décrit.
  • Le tirage du gazogène est du type inversé transversal, c'est-à-dire qu'un aspirateur, non représenté, disposé à la sortie 18 du gaz épuré, crée un courant dans le sens tuyère 7, foyer 5, grille de foyer 8, donc transversalement par rapport à l'alimentation en charbon de bois, le gaz formé ne traversant pas la masse du combustible avant épuration. Après allumage du charbon de bois contenu dans le foyer 5 par présentation d'une torche enflammée à l'orifice de la tuyère 7 et lorsqu'une température suffisante (900 à 1000°C) est atteinte dans la zone de combustion C puis dans la zone de réduction R, le gaz traverse la grille verticale 8, la capacité de dépoussiérage 10 et passe dans le tube 2 où il perd une partie de ses calories en réchauffant la réserve de combustible et dans le radiateur primaire constitué par le compartiment 12.
  • Le condenseur 11 fait une première séparation gaz-condensats en utilisant ces derniers pour accroître l'efficacité de la filtration et la capacité de rétention de l'épurateur 3. Les éléments 110, 111, 112 du condenseur sont inclinés et définissent une zone de section verticale approximativement triangulaire dont un sommet correspond à la sortie du gaz du compartiment 12. Ils permettent de répartir le plus uniformément possible les condensats à la surface de la matière filtrante 16.
  • Une deuxième séparation gaz-condensats se poursuit dans la masse filtrante dont les calories sont évacuées par la descente des condensats dans le bac 19.
  • La pompe à membrane 21, actionnée comme précédemment décrit, remonte les condensats jusqu'à la sortie du tube 2 où le gaz chaud les vaporise de nouveau, fermant ainsi le cycle thermique.
  • Selon l'exemple de réalisation représenté, le refroidissement de la tuyère est éventuellement assuré par thermosiphon. La chemise ou les canaux de refroidissement est (ou sont) alimenté (s) en eau par deux tubes 23, 23A débouchant dans un réservoir d'eau 24 muni d'un bouchon 25. Le dispositif de refroidissement peut également faire office de générateur de vapeur d'eau pour introduire à l'entrée de la tuyère 7 une quantité de vapeur d'eau suffisante pour assurer un enrichissement du gaz en hydrogène sans perturber la marche du gazogène.
  • Dans ce cas le réservoir est bouché hermétiquement et un tube d'injection 26 fait communiquer le volume libre situé au-dessus du niveau d'eau avec l'entrée de la tuyère. L'eau de refroidissement, vaporisée dans la chemise de la tuyère, retourne dans le volume libre du réservoir et sort par le tube 26. L'adjonction d'eau à l'entrée d'un gazogène a pour effet de maintenir les températures de foyer en deça du seuil dangereux ; cet effet est d'autant plus important que la quantité d'eau injectée est plus grande. On obtient ainsi une autorégulation par production plus ou moins importante de vapeur.
  • L'entretien du gazogène selon l'invention est le suivant: on décendre périodiquement le foyer 1 en l'isolant de la trémie 4 par manoeuvre de la plaque d'obturation 6. On retire le cendrier 9 dont des griffes d'entraînement 27, prévues sur la partie située au-dessous du foyer, permettent l'extraction des machefers ou laitiers.
  • Le nettoyage périodique de la partie séparateur (radiateur primaire 12, condenseur 11, filtre 16 et grille 17) s'effectue par simple lavage à l'eau courante, par la partie supérieure après retrait du bouchon 14, et ouverture des trappes 20 et éventuellement 28.

Claims (7)

1. Gazogène à charbon de bois à flux transversal, mobile, comportant un générateur surmonté d'une trémie d'alimentation et un épurateur, le générateur fonctionnant avec tirage inversé horizontal,
caractérisé en ce qu'il comporte dans une capacité de dépoussiérage (10), le refroidisseur (2) traversant la trémie (4) et débouchant dans un compartiment (12) muni d'un dispositif d'aspersion (15) prévu à la partie haute d'un condenseur (11) disposé à la partie supérieure de l'épurateur (3) contenant une matière filtrante (16), un bac à condensats (19) et la sortie du gaz épuré, le bac à condensats étant muni d'une pompe à membrane (21) alimentant le dispositif d'aspersion (15).
2. Gazogène selon la revendication l,caractérisé en ce que le condenseur (11) comporte des éléments (110, 111, 112) disposés de manière que les condensats s'écoulent sur toute la surface de la matière filtrante (16).
3* Gazogène selon la revendication 2,caractérisé en ce que les éléments (110, 111, 112) forment une zone de section verticale approximativement triangulaire dont un sommet correspond à la sortie du gaz du conduit (18).
4. Gazogène selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une pompe à membrane (21) est prévue dans le bac à condensats (19) pour l'alimentation du dispositif d'aspersion (15).
5. Gazogène selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bouchon d'accès (14) à la partie haute du compartiment (12) et une trappe de nettoyage (20) au niveau du bac à condensais (19).
6. Gazogène selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cendrier (9) s'étend sous le foyer (5) et la capacité de dépoussiérage (10) et porte la grille verticale (8).
7o Gazogène selon la revendication 6,caractérisé en ce que la partie de cendrier (9) s'étendant sous le foyer (5) porte des griffes d'entraînement (27).
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ATE17745T1 (de) 1986-02-15

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