DISTILLATION DE LA HOUILLE

Eclairage au gaz.

En soumettant la houille, de la même manière que le bois, à la distillation, on obtient aussi un résidu de charbon , deux liquides et un mélange de gaz combustibles. Le charbon, qui reste et qu’on nomme vulgairement coak , diffère selon la composition des diverses espèces de houille, et présente tous les degrés intermédiaires entre une masse dense et compacte et une masse poreuse et spongieuse. On peut facilement examiner la houille sous ce rapport en la pulvérisant et l’exposant à une haute température dans un creuset bien couvert. La houille de la Léopoldine (p. 222) par exemple, laisse 61, 5 pour cent d’un charbon contenant 2,88 de cendre, et conservant l’état pulvérulent qu’on lui avait donné J cette houille se nomme houille à coak pulvérulent. La poudre de la houille de la mine royale, qui donne 6g, 3 pour cent do charbon contenant o,63 de cendre se fritte ou se coagule en une masse compacte; cette espèce de houille porte le nom de houille à coak fritté. Enfin la poudre de la houille de Newcastle, qui fournit 70,0 pour cent de charbon contenant o,863 de cendre, se fond, se boursoufle et prend la forme du creuset; une houille pareille est désignée par le nom de houille à coak boursouflé. Cette différence entre les diverses espèces de houille, ainsi que le prouve leur composition, ne dépend pas de l’inégalité des rapports du^ charbon aux deux autres principes constituans, mais provient uniquement du rapport de l’hydrogène à l’oxi' gène, qui :

jiour la houille à coak pulvérulent de la Léopoldiner=: a,85 : a 1,07,

» fritté de la mine royale, =3,q3 : 17,89,

1) boursouflé de Newcastle, =: 3,33 : 1 1 ,78 ,

pour le candle-coal qui est une houille à coak boursouflé, = 5,45 : 19,7a,

Ainsi, la prépondérance de l’hydrogène détermine le plus ou moins de ramollissement de la houille ; elle influe évidemment aussi sur les produits liquides ou gazeux résultant de la distillation. Lorsque l’oxigène ou l’hydrogène est en excès, c’est celui de ces deux corps qui domine , qui s’empare du charbon. Dans la houille de la Léopoldine, qui contient 76,08 et donne 57,62 de charbon par la distillation , c’est principalement l’oxigènej dans le candle-coal contenant 74?fl3, et donnant par la distillation 5i,32 de charbon, c’est au contraire principalement l’hydrogène, qui se combine avec la portion de charbon, qu’on perd par la distillation.

Le produit liquide de la distillation est formé de deux matières : l’une est de l’eau tenant en dissolution un peu de carbonate et de sulfite d’ammoniaque, l’autre est du goudron contenant une résine (pyrogénée ), une huile volatile (pyrogénée) et quelque peu de naphtaline (p. i36). Par la distillation avec de l’eau on peut en retirer l’huile qui sert à dissoudre le caoutchouc. Si les produits gazeux de la distillation du bois sont de peu d’importance, ceux de la distillation du charbon de terre ont acquis le plus haut intérêt. Le gaz, qu’on retire des houilles les plus riches en hydrogène, contient beaucoup de gaz oléfîant, et brûle avec une lumière, dont l’éclat surpasse tous nos moyens ordinaires d’éclairage. Ce gaz étant fabriqué en grand pour l’éclairage dans beaucoup de villes européennes du pre-

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niier ordre, je juge à propos d’esquisser la méthode de le préparer.

Le mélange gazeux, qu’on obtient lors de la distillation de la houille, consiste principalement en gaz des marais , oléfiant et hydrogène ; il est composé différemment, selon la nature de la houille et la température ù laquelle on distille. L’influence de la température résulte déjà de la décomposition en carbone et gaz hydrogène , que subissent le gaz des marais et le gaz oléfiant, lorsqu’ils passent à travers des tubes échauffés fortement. Le candle-coal, ainsi que l’indique déjà sa composition fournit la plus grande quantité et la meilleure qualité de gazj une livre en fournit 4^/2 pieds cubes. Dans une distillation en grand et prolongée pendant plusieurs heures on a obtenu au commencement de l’expérience un mélange gazeux d’une pesanteur spécifique de o,65o et contenant i3 de gaz oléfiant, 8z,5 de gaz des marais, 3,2 de gaz oxide de carbone’, o de gaz hydrogène et 1,3 de gaz azote. Le gaz obtenu cinq heures après était composé de y de gaz oléfiant, 56 de gaz des marais, ii de gaz oxide de carbone, 2i,3 de gaz hydrogène et 4j7 de gaz azote, et avait une densité de de o,5oo; dix heures après, il renfermait o de gaz oléfiant, 20 de gaz des marais, lo de gaz oxide de carbone, 6o de gaz hydrogène et lo de gaz azote et avait une densité de 0,345. Dans la quantité du gaz oléfiant on a compris l’huile pyrogénée, dont une partie non condensée reste dissoute dans le gaz et contribue beaucoup à la beauté de la flamme. La pyrite mêlée avec la houille fait qu’il se forme en outre du gaz hydrogène sulfuré, dont on doit soigneusement débarrasser le gaz qui sert ;V l’éclairage.

Suivant la consommation du gaz, on emploie plusieurs fourneaux juxta-posés. Dans chaque fourneau (/?^. n6) on place les uns à côté des auti’es cinq cylindi'es de fer A, qu’on nomme ordinairement retortes, et on les dispose de manière qu’ils soient fortement échauffés par le feu, qui brûle sur la grille c; o est le cendrier , et Je H sont les passages pour le feu. Ils doivent être arrangés de manière que la moindre dépense en combustible suffise pour donner aux retortes la chaleur nécessaire. Celles-ci sont fermées par derrière et ouvertes par devant; un couvercle de fer, susceptible d’être facilement enlevé et replacé, qu’on adapte solidement à l’aide d’une vis et qu’on lute avec de l’argile, permet de les fermer hermétiquement. Dans ces cylindres on étale la houille, qu’on convertit en coak poreux en la dégazant. Gela fait on rouvre les cylindres, et à l’aide d’un râteau on en arrache le coak incandescent, après avoir ouvert la plaque n, ce qui le fait tomber au-dessous du fourneau dans un réservoir voûté et l’empêche d’incommoder l’ouvrier par sa chaleijr. Le gaz développé se dégage à travers le tube de fer hi, et se rend dans le canal commun E, rempli à moitié d’un liquide. Le tube s’engage au-dessous de la surface du liquide, de sorte qu’il isole chaque cylindre et permet de l’ouvrir sans que le gaz de l’appareil puisse s’échapper. Danscetube se condensent en majeux'e partie les matières gazeuses, qui sontliquldes à la température ordinaire. Delamoitié supérieure du canal sort un tube /, descendant d’abord verticalement jusqu’au dessous du sol et se rendant ensuite

La |)rcn»ièrc paiTie du dessin est la coupe d’un rom neau , la seconde est la vue de face de deux i'ounicaux.

Ain

])lus loin dans une direetion horizontale. A la partie concave de ce tube, est adapte un autre tube, ouvert par le bas et plongeant dans un vase cvllndrique , placé dans un réservoir plus grand. Durant la distillation, les substances liquides, rassemblées dans le canal E, s’écoulent à travers le tube S 1 17), dans le vase cylindri- ([ue, et de celui-ci dans le grand réservoir, d’où on les retire de temps en temps. Parfaitement isolé de l’air par cette disposition , le gaz continue son chemin par le tube horizontal pour se rendre dans le dépurateur D, qui consiste en un grand vase cylindriquesusceptible d’être fermé hermétiquement à l’aide d’un couvercle , muni d’un appareil en forme d’entonnoir. Par l’orifice de l’entonnoir passe une tige z», mobile au moyen d’une roue ^etd’une manivelle; à la partie inférieure de cette tige se trouve un châssis^ avec des traverses en bois. Le tube V sert à remplir ce vase, jusque plus de moitié, de chaux délayée dans l’eau. Lorsqu’on fait tourner la manivelle, la tige et le châssis entrent en rotation autour de leur axe, et la chaux, qui peut avoir gagné le fond, se relève et nage dans l’eau. Le gaz entre par le tube / dans le col de l’entonnoir, comprime et abaisse le liquide pour s’échapper de toutes parts des bords de l’entonnoir, en petites bulles qui s’élèvent à travers le liquide et se mettent en contact multiplié avec la chaux. Or, c’est là aussi le but de cette opération ; en effet, la chaux en se combinant avec l’hydrogène sulfuré du gaz, dépouille celui-ci d’une odeur extrêmement désagréable. Une dissolution d’acétate de plomb permet de s’assurer facilement si le gaz contient en,core du gaz hydrogène sulfuré. A cet effet, on adapte au tube conducteur / un autre tube muni d’un robinet yc, et s’engageantdans une dissolution d’acétate de plomb; pour

peu qu’on ouvre le robinet, le gaz traversera la dissolution. La moindre trace d’hydrogène sulfuré contenue dans le gaz, colore fortement le liquide en formant du sulfure de plomb. On renouvelle dans ce cas la bouillie de chaux en ouvrant le robinet/», laissant écouler la bouillie de chaux devenue inerte, refermant le robinet et faisant entrer un nouveau mélange par le tube V. Pour' obtenir le gaz parlaitement pur, on peut le faire passer par deux appareils semblables. De ce que le gaz abaisse le liquide dans l’entonnoir , il s’ensuit qu’il supporte une pression dans les tubes qui l’amènent dans cet appareil, et cette pression correspond à celle d’une colonne d’eau, dont la hauteur égale la différence des niveaux du liquide à l’intérieur et à l’extérieur de l’entonnoir. Voilà pourquoi le niveau du liquide est plus bas dans le tube S qu’à l’extérieur; c’est aussi pour ce motif, qu’on a été obligé de prolonger le tube i au-dessus du canal E jusqu’en t; car, lorsqu’on ouvre une cornue, le liquide monte du canal E d’une quantité proportionnelle à la pression qui a lieu dans le tube /..Pour éviter cette pression on se sert dans quelques fabriques d ’un dépurateur formé d’un grand vase semblable àD, et rempli de foin trempé de lait de chaux; le gaz entre par en bas et sort par la partie supérieure au moyen d un autre tube. Conduit à travers deux vases pareils, le gaz dépose tout l’hydrogène sulfuré qu’il contient. Du dépurateur le gaz va gagner le gazomètre F, que l’on confectionne avec des plaques de tôle réunies par des clous, et qu’on place dans un grand vase cylindrique rempli d’eau jusqu’au bord. Le gazomètre est suspendu à une chaîne A', glissant sur deux poulies r r , et équilibrée par des poids à l'autre extrémité Z. Au commencement de

l’opération on ferme le robinet w’, et l’on ouvre le robinet w; alors le gazomètre plonge au fond du vase I. IMus il se développe de gaz, plus le gazomètre s’élève, et la chaîne, qui s allonge et augmente par conséquent de poids de l’autre côté, prévient la compression du gaz dans le gazomètre en équilibrant à peu près le poids dont celui-ci s’accroît en sortant du liquide. En suspendant en outre des poids à l’extrémité Z de la chaîne, on peut régler encore plus exactement la pression dans l’intérieur du gazomètre. A-t-on obtenu la quantité de gaz dont on a besoin, on ferme le robinet pv, et lorsqu’on veut employer le gaz pour l’éclairage, on diminue le poids en Z d’une quantité suffisante, pour que le gaz subisse dans le gazomètre une certaine pression due au seul poids de ce dernier. On règle la pression, dont on veut faire usage, en faisant en sorte, que le niveau de l’eau soit d une quantité déterminée plus bas dans le gazomètre qu’à l’extérieur (p. 190). Le robinet tti’ étant alors ouvert , le gaz s’écoule à travers le tube t, aux endroits où on veut l’utiliser *.

Les huiles grasses (l’huile d’olive, l’huile de pavot et d’autres), distillées à la température de leur ébullition, ne laissent que peu de chai'bon. Le liquide qui passe , consiste en acides gras et autres combinaisons, dont je ferai l’histoire en temps et lieu j peu de gaz se développe. 31ais lorsqu’on laisse tomber les huiles goutte à goutte clans un vase chauffé au rouge, une mesure d’huile four-

* Le (liamèlre inléiictir des retortes est d’un pied, toutes les au- t 1res parties de l’appareil sont dessinées d’après la même échelle, \ à l’exception du gazomètre j)our qui l’échelle n’est que moitié aussi ( grande , de sorte <|uc le diamètre du gazomètre s’élève ordinairement il de 53 — 4o pieds.

iiiîit^So mesures de gaz, contenant ordinairement envi- I ron 3o, rarement 4o, mais quelquefois seulemeut i8 — a5 ppour cent de gaz oléfiant. La pesanteur spécifique de ce ^;gaz diffère évidemment à raison de cette teneur : compprise ordinairement entre o,8 et 0,9, elle peut varier de 00,674 — 1,110. Lorsqu’on se sert de ce gaz pour l’éclairrage, on le fabrique avec des huiles mauvaises et à bon ccompte; sa grande richesse en gaz oléfiant le fait brûler aavec une flamme beaucoup plus belle et 2 1/2 fois aussi 1 lumineuse que celle du gaz de la houille. On prépare ce ggaz dans une retorte en fer, remplie au tiers de coak ou cde briques, pour fournir à l’huile un grand nombre de fpoints de contact. La retorte, qu’on chauffe au rouge idans un fourneau, se trouve en communication, à l’aide cd’un tube muni d’un robinet, avec un réservoir d’huile cd’où l’on fait arriver un filet d’huile plus fort ou plus 1 faible, en ouvrant plus ou moins le robinet. A l’instar de Lia communication du tube i h avec le barillet E, dans 1 l’appareil au gaz de la houille, il part de la cornue un ttube, qui se rend dans le réservoir d’huile jusqu’au desssous de la surface du liquide, pour que l’huile, qui n’a fpas été décomposée, en gaz, s’y condense et retourne cdans le cylindre incandescent. Sans exiger une épuration i ultérieure, le gaz arrive au gazomètre par un tube adapté J à la voûte du réservoir d'huile. C’est ce gaz qu’on a int troduit et comprimé dans des vases très forts pour se {procurer un gazlight portatif, et dont j’ai déjà dit ci- I dessus (p. iSp), qu’il contient différentes combinaisons c de carbone et d’hydrogène.

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COURANT u’aiR ARTIFICIEL.

L’affluence d’une ti opgrandequantité d’air froid OU une quantité d’air trop inince, trouble la combustion régulière et complète d’une lumière qui brûle: du charbon non consumé se sépare et la lumière ne répand qu’une lueur faible et inégale. Pour prévenir cet effet, on règle le tirage de manière que , sur une quantité déterminée de la substance en combustion, il arrive une quantité d’air également déterminée; on atteint ce but en entourant le corps qui brûle, d’un canal ' cheminée) de dimensions déterminées. De pareilles dispositions sont également nécessaires lorsqu’on veut se procurer une haute température par l’arrivée rapide de l’air sur les corps combustibles; car on doit, à cet effet, consumer dans le temps le plus court et dans le moindre espace, à l’abri du refroidissement, la plus grande quantité des substances combustibles donnant le plus de chaleur. Je ne puis entrer dans les détails de la loi que suit l’entrée de l’air froid dans un canal vertical, où les gaz, qui montent, s’échauffent et deviennent plus légers; je dois me contenter de rapporter cette loi, comme on l’énonce ordinairement. L’air extérieur afflue dans la cheminée avec la vitesse qu’acquiert un corps en tombant d’une hauteur égale à la différence entre la longueur de la cheminée, ou d’une colonne d’air qui remplirait la cheminée à la température de l’air extérieur, et celle de la colonne d’air échauffée et dilatée qui se trouve à l’intérieur de la cheminée, réduite à la température et à la densité de l’air extérieur. Supposons , par exemple, que la hauteur de la cheminée soit de 27 i/a pieds, que la température de l’air y soit de 1 10”, l’air extérieur étant à 10";

ATMOSPHÉRIQUE, la colonne d’air de 27 1/2 pieds refroidie à 10°, n'aura

, qu’une hauteur de y^o. 'mi5 (iio-io) ~ 1^75=20 pieds; l’air vse précipitera donc dans la cheminée avec la vitesse de Ida chute d’un corps qui est tombé d une hauteur de 227,5 — 20 = 7,5 pieds, ou bien avec une vitesse de Vs X 4 X 7,5=21,65 pieds par seconde. (Consultez IJes Élémens de physique sur la vitesse des corps qui tomhbent.) Connaissant les dimensions de la cheminée on peut tfacilement calculer la quantité d’air qui y entre par secconde : que dans le cas actuel, la section de la cheminée s6oit équivalente à deux pieds carrés, par exemple, il eentrera par seconde 4^,3 pieds cubes d’air, le calcul, qque je n’ai rapporté que pour donner une idée générale ddu tirage et de la manière dont on règle le courant, fait vvoir que la chaleur produite dans un fourneau à couirant d’air libre, dépend de la grandeur de la grille, des (Idimensions de la cheminée et de la température de l’air iqui y est contenu ; la même observation s’applique à nnos lampes à courant d’air réglé. Néanmoins beaucoup (id’autres circonstances, telle que, par exemple, la pesantteur spécifique des gaz qui résultent de la combustion, innfluant sur l’effet produit, il serait impossible de déternminer d’avance et exactement cet effet par le calcul. On na trouvé par un grand nombre d’expériences, le combusttible le mieux approprié aux diverses opérations pyrot'techniques , comme aussi les proportions les plus aavantageuses à observer dans la construction des fournneaux ou dans la confection des lampes , proportions qqu’on peutcependant facilement modifier, si la localité ou Ides circonstances particulières l’exigent. La combustion ddans les lampes à esprit-de-vin et à huile à double courrant d’air, dans les fourneaux à courant libre et forcé,

et dans ceux à rëverbèi e, est si importante et revient si souvent dans beaucoup d expériences chimiques, que je me vois force d en intercaler une courte description ici au chapitre de l’air atmosphérique.