ETUDE THEORIQUE DE LA CARBONISATION DES BOIS

a) Distillation sèche du bois en vase clos.

La chaleur de distillation n’est pas empruntée à la combustion du bois lui-même, mais à une source de chaleur extérieure, un foyer alimenté par un combustible quelconque.

Le bois soumis à la distillation perd d’abord son

(6) Michaud : Thèse Uuniversité, Bordeaux, 1925.

(7)-G. Dupont, Lussaud et Allard : Office Nat. Comb. liq., 1928, 3° année, p, 553-590.

(8) Le rendement en goudrons est bas ici, à cause de la lenteur de la distillation (24 heures),

SUODE

eau tant que la température n’est pas trop élevée, le bois se dessèche sans altération, puis la température s’élève, le bois commence à se détruire et les divers produits se dégagent.

Au point de vue thermique, on distingue trois périodes dans la distillation :

1° Evaporation de l’eau contenue dans le bois sous l'influence d’une chauffe extérieure à 170° s’effectuant presque sans dégagement gazeux.

2° Echauffement de la masse de bois jusqu’à 275°, température nécessaire au déclanchement de. la réaction exothermique de carbonisation, avec dégagement des gaz, presque uniquement oxygénés (CO2?, CO) et de vapeurs d’eau contenant de l’acide acétique et relativement peu d'alcool méthylique et de goudrons.

3° Au delà de 275°, commence la période de réaction exothermique (autocarbonisation) sans apport de chaleur extérieure. Pendant cette phase, la proportion de H et de carbures d’H dans les gaz s’accroît fortement ainsi que les goudrons.

Après cette période vive, la distillation devient tranquille et il suffit alors d'augmenter peu à peu la température pour terminer la distillation qui est finie à 500°.

b) Facteurs influant sur la décomposition pyrogénée des bois.

Nous venons de voir que les distillations séparées des composants isolés donnent des renseignements sur l’origine des produits de distillation du bois, mais nos connaissances sur l’ensemble des réâctions de pyrogénation des bois sont encore très in-

ET de

certaines, parce que les phénomènes de la pyrogépation sont fort complexes. Il y a lieu de remarquer que la décomposition du bois n’est pas purement et simplement la résultante des décompositions des divers constituants. Il faut tenir compte aussi des divers facteurs qui influent sur la formation des produits. Ces facteurs sont :

1° La température et la vitesse de distillation. — Elles ont une influence considérable sur le rendement. Il fait éviter le plus possible les surchauffes au moment où il se produit la décomposition exothermique, c’est-à-dire la température à laquelle la carbonisation se poursuit d'elle-même.

L'opération doit être conduite très différemment, suivant qu’on a pour but de produire des gaz combustibles ou de recueillir les sous-produits. La chaleur gagne peu à peu les couches ligneuses internes et à partir de 170°, elle commence à les décomposer. Il se produit tout d’abord des composés complexes et peu stables. Ces composés, en se dégageant, arrivent à la surface où la température est plus élevée, - et se dissocient en produits moins complexes et de plus en plus stables.

La température s’élève et, à l’action de dissocialion, s'ajoute l’action réductrice du charbon des couches de la périphérie, qui sont déjà bien carbonisées. Les composés tendent vers l’oxyde de carbone, les carbures d'hydrogène, en un mot les gaz combustibles. Une carbonisation rapide, à basse température, qui permet d’obtenir une température homogène, laisse se dégager facilement les produits complexes Une distillation rapide, à basse température, donnera sans altération des rende-

ments élevés en produits condensables. Il en sera, par suite, de même du rendement en charbon. Une distillation rapide, à température élevée, produit au contraire beaucoup de gaz et peu de produits liquéfiables (9), à cause d’une température peu uniforme qui provoque des surchauffes.

2° Influence de la pression. — L'influence de la pression est bien moins grande que celle de la température et de la vitesse.

Palmer (10) a étudié l’action des pressions élevées. Sous une pression de 8 kilos, la réaction exo-thermique n’a pas lieu et le rendement en charbons croît fortement aux dépens des rendements en pyroligneux et goudrons.

Klasor (11) a étudié l’action du vide, cathodique, et conclu qu’il y a deux réactions distinctes; une réaction primaire (celle qui a lieu dans le vide) donnant un goudron qui se décompose dans une réaction secondaire qui est exothermique.

3° Influence de l'humidité. — D’après M. G. Dupont (12) la teneur en eau du bois a une grande importance; l'humidité provoque de grosses différences de température entre la périphérie et le centre, et il en résulte une destruction des goudrons. En outre, l’eau contenue dans le bois accroît la densité du bois. Pour sa volatilisation, on dépense une grosse quantité de calories inutilement et retarde de ce fait la distillation. En outre, le bois sec

(9) Voir, par exemple, Mariller : La carbonisation des bois en vase clos, et Uhlmann : Encyclopédie der Technischen chem., t. 6.

(10) Palmer : J. Ind. Eng. Chem., t. VI, p. 790, 1914. (11) Klason : J. prakt. Chem., t. XC, p. 413, 1914.

(12) G. Dupont : La distillation du bois (Encyclopédie Léauté, Paris, 1924).

donne un meilleur rendement en acide acétique, et alcool méthylique que le boïs humide.

Le séchage est donc un avantage puisque le rendement d’une part est accru et que, d’autre part, on obtient des volumes de liquide brut moindres, ce qui diminue considérablement la dépense en combustible. |

Il reste donc à rechercher les moyens de provoquer par catalyse ou par tout autre moyen, avec ou sans intervention de nouvelles substances chimiques, des réactions complémentaires permettant d'orienter dans tel ou tel sens, la distillation, afin d’aboutir à des rendements élevés en tel ou tel produit.

Il serait donc intéressant d’entreprendre des recherches dans un nouveau sens, de voir si la catalyse ne pourrait pas changer l’aspect de la distillation.