FIGURE 0, LÉGENDE
Coupe générale et verticale du four, suivant l'aie, en suivant XX de la figure 7.
AA Four, proprement dit, supposé chargé de coke : il est trfs-étroit, très-élevé, surmonté d'une Voûte réfrarlalre en plein cintre, et chauffé non-seulement sous la sole, mais encore sur les deux c6t<?g, par des carneaux qui «'élèvent jusqu'à la hauteur de la couche de charbon ; voici ses dimensions principales :
Longueur totale de la sole entre les deux portes des extrémités. 4 "'.80
Largeur du four seulement 0 .80
Hauteur très-consldérahle 1 .76
Épaisseur des carneaux de la sole 0 .07
Epaisseur de la voûte rcTractairc 0 .22
Épaisseur totale au-dessus de la voûte 0 .88
as DES GOUDRONS ET DE LEURS NOMBREUX DÉRIVES. 303
Contenance égale à celle des fours 1 et 2, c'est-à-dire àOOO kilog. de houille supposée sèche.
B Ouverture conique pour le chargement du four, contrairement aux deux premier» modèles : le diamètre inférieur, qui a Oro,25, est plus petit que le diamètre supérieur, qui est de 0,32; mais comme le charhon est broyé, cela n'offre pas d'inconvénients.
Fig. Û. Coupe verticale suivant XX Je la lig. T.
C Calotte pour la fermeture de l'ouverture B. D Petit chemin de fer desservant les four».
EE Portes fermant les deux extrémités du four, et s'ouvrant toutes deux pour le déournement qui se fait, comme pour le n° 1, avec un repoussoir mécanique; ces porte*, au lieu de se soulever avec un treuil, tournent sur des gonds comme nos portes ordinaires, ainsi qu'on le verra dans la (igure 7 t elles sont en fer, doublées à l'intérieur de briques réfrac laires et lutlées avec de l'argile, comme les fours du n° I .
GG Tuyau pour la sortie des gaz aspirés par un extracteur Bell, fondé sur le principe des ventilateurs à ailettes, marchant avec une très-grande vitesse. Diamètre intérieur, 0«M8.
// Grosse tubulure d'un diamètre intérieur de 0",26, sur lequel vient s'embraneher le tube G et qui renferme la soupape de fermeture d, dont oli volt le détail ligure 8.
/ Conduite générale ou barillet commun & 2S fours, dont il reçoit tous les gaz et vapeurs.
/ Tuyère à gaz pour le chauffage des fours; nous en donnons un détail au-dessous de la figure 6 en J et J'.
/ Est la coupe suivant l'axe de la tuyère. lf La coupe perpendiculaire à l'axe. T Est l'arrivée du gaz.
a Tuyau central ouvert à ses deux extrémités, qui sert au passage de l'air aspiré par le tirage du foyer; le gaz, dont on peut régler à volonté le débit au moyen d'un robinet (voyez figure 7), arrive par le tuyau conceutrlquc o, Termé au contraire à l'une des extrémités cl ouvert seulement du côté du foyer.
L'air pénètre donc au centre môme de l'anneau enllammé du gaz.
DES GOUDRONS ET DE LEURS NOMBREUX DÉRIVÉS
Comme nous l'avons vu, dans le cas où l'on aurait intérêt à utiliser complètement la chaleur perdue des Tours, il serait nécessaire de pouvoir, au moyen d'une \alve, régler l'arrivée de l'air, aussi bien que dans le cendrier du foyer supplémentaire.
K Petit foyer supplémentaire; la grille a les dimensions suivantes :
Longueur 1 ■ •
Largeur 0.40
Il ne sert que pour la mise en Irain des fours et pour brûler les escarbilles et petit coke, dans le cas surtout où une partie du gaz est employée à chauffer d'autres appareils que les fours.
LL Carncaux de circulation des produits de la combustion, sous la sole des fours.
Ces produits se rendent d'abord, par exemple, dans un carneau à droite et sous la sole, pour revenir parallèlement dans un second carneau à gauche. Sauf l'épaisseur de la paroi qui sépare ces deux carncaux et qui supporte le milieu de la sole, ils occupent toute la largeur de celle dernière.
En sortant du second carneau horizontal de gauche, les produits de la combustion se rendent successivement dans trois carncaux superposés qui chauffent de bas en haut les entés du four.
Les ligures 7 et 8 feront comprendre cette marche des produits, les carncaux sur le côté du four élant désignés par la lettre R. On remarquera que chaque foyer chauffe la sole et seulement l'un des deux côtés du four, les carneaux R étant commuus aux parois de deux fours.
M Canal recevant tous les produits de la combustion de 2S fours et les conduisant à la cheminée; il a 1 mètre de largeur et l'",30 de hauteur.
La figure 8 indique bien le chemin des produits des côtés du four au canal ; ce canal est isolé du sol par une seconde voûte.
Fig. 7. Coupe verticale mitant 7.1. des lig. C et S; échelle 1*0.
00 Sole du four; clic est légèrement inclinée, comme l'indique la ligure, afin de faciliter le défournemenl mécanique; le bouclier du repoussoir entrant par la porte du côté du tuyau T, et le gâteau rectangulaire de coke sortant sur le plan également incliné 00'.
DES GOUDRONS ET DE LEURS NOM RR EUX DÉRIVÉS
PP Voùle du four en brique réfractai rc ; elle esl recouverte d'une seconde voûte QQ, puis d'une maçonnerie en coulis SS; le toil du four, enfin, est composé de bonnes briques bien cuites posées de champ.
Ce toit est légèrement incliné pour rassembler les eaux pluviales dans un conduit général L'. ce qui empêche leur écoulement sur les parois du four qu'elles pourraient détériorer.
U Le canal V est percé sous le massif qui supporte le chemin de fer de service des fours.
T Est le tuyau qui alimente deux foyers à la rois, comme on peut le voir Apure 7.
V Kst la conduite de gai commune aux 2;> fours.
Vue de face de trois fours, dont l'un a sa porte ouverte et les deux autres fermées.
Et coupe transversale de trois autres fours, suivant la ligne ZZ, des figures 7 et 8.
Les mêmes lettres indiquant les mêmes objets, nous renvoyons pour la description à la légende de la ligure 6.
Nous ferons remarquer seulement que le tuyau T se bifurque à sa partie inférieure en deux embranchements, qui chacun alimentent de gaz un foyer.
On voit également dans ce foyer les trois parcours successifs et en zigzag des carneaux R, qui chauffent les côtés des fours.
Avec la figure 7 et la figure 8, on peut facilement recomposer un plan coupe horizontale, que nous nous abstenons par conséquent de reproduire.
La forme des fours belges étant très-étroite, près de la moitié de celle des deux autres modèles, on remarquera que les conduites V et I sont beaucoup moins longues ; il en résulte une diminution considérable dans le poids de la fonle employée et dans la longueur de» voies ferrées, etc.
Cette figure indique le parcours des produits de la combustion dans les carneaux de côté R. et leur marche vers le canal général M.
A côte" de la figure principale est un détail de la tubulure H, où se trouve la
Fig. 8. Suivant Y Y des fig. 6 el 7 ; échelle I |S 0.
soupape rf, qui sert à interrompre la communication entre le four et l'extraction, au moment du défournement.
Par suite du mode de chauiïagc ou de la distillation des carneaux, la tempéninis sur l'exposition (2e Série}. 20
306 DES GOUDRONS ET DE LEURS NOMBREUX DÉRIVÉS. 41
rature est plus élevée dans les fours belges et l'opération ne dure que 90 heures, soit un t « de moins qu'avec les deux autres formes.
On avait craint autrefois que ce chauffage du four, en plusieurs directions, ne nuisît à la solidité du coke, l'espèce de cristallisation en forme d'aiguilles devant se croiser par suite de fendillement vertical et horizontal ; mais l'expérience a démontré que cet inconvénient était très-petit comparé à d'autres avantages.
La forme du four belge est donc considérée aujourd'hui comme la meilleure et la plus économique, appliquée au nouveau système.
Nous donnons le devis complet d'un de ces fours, tels qu'on les construit aujourd'hui, même à Bességes, avec un extracteur Beel, et tous les appareils accessoires.
Prix de revient d'un four belge à coke et à gaz, avec recueillement des produits goudronneux et ammoniacaux; modèle ad»i>tc et cri construction à Bességes. {flatterie de l'o fours chacune.)
Briques rouges H"'3, 930, à 20 fr ns'.lill
Brique» réliaclaires IOU'V>00, p- sant 20,4 I Gk., à 32, .'iO les loOk GG3.55
Coulis 3i00L., à 22,50 — 78.75
1/25 de la cheminée 50 »
Robinet et luvère 7 0 kil., à (50 fr. les |o0 kil.. . h > »
Châssis et porte 100 — 20 — ... 20 •.
Virole de l'orifice de chargement. . 130 — 20 — ... 20 »
Tuyaux divers 430 — 20 — ... «G »
Calotte de l'orifice de chargement. 20 — 20 — ... 4 »
Caloltc du tu) au de prise de gaz. . 20 — 20 — ... 4 »
Valve 100 — 1,0 ... 00 ».
Plomb de chanvre pour joints 30 »•
Banvaux de grille el supports 1 GO — 20 — ... 32 »
2 portes en lûle pour fermer les deux ouvertures du four 100 »
1/25 de la machine à détourner 125 »
1 25 de l'extracteur Beel 00 »
Main-d'œuvre pour maçonnerie et pose dt» nivaux, aie. 55. 10
Total 7uÏ5 T
Toujours non compris les fondations, les bâtiments, les voies ferrées, etc., dont les prix varient suivant les circonstances. D'après ce devis, qu'a bien voulu nous communiquer M. Carvès, on voit que la forme du four belge revient encore meilleur marché que les deux autres, et comme, en définitive, la distillation se fait encore mieux que dans ceux-ci, ou a eu parfaitement raison de l'adopter.
Voici, du reste, comment MM. Carvès et Oc motivent le choix de la forme belge :
Nous préférons le modèle belge, parce qu'il est meilleur marché que le four Knab, chaufTe mieux que celui-ci, et aussi bien que le four boulanger, a une surface de charge moindre que le grand four, fait moins de tête noire et (fincuits, évite le recouvrement do la fournée dans le fuur avec du poussier de ceke (voir ce que nous avons dit précédemment à ce sujet). Dans le four de forme belge enfin, la cuisson est? parfaite, et le cette, étant plus denscr on peut l'éteindre au sortir du fourr9ans le laisser séjourner sous le poussier.
La fabrication dans le four Knab et le four boulanger revieirf au mène prix; le four belge réalise une économie de 0f,5o par bonne.
Dans les deuv premiers, la carbonisation dure 72 heures, pour une charge moyenne de o,nuO kilogrammes de houille: pour la mtMne chnrgc dans Te four de forme belge, elle ne dure que 00 heures, ce qui donne une économie de 1/6 dans le nombre des fours nécessaire.
Pour les fours belges, on a adopté, comme le plus économique, l'extracteur Beel, qui emploie 3 a 4 chevaux de force, suivant la vitesse de sa marche et par batterie de 5& fours, quelle que soit la forme de four adoptée et le mode d ex-
DES GOUDRONS ET DE LEUUS NOMBREUX DÉRIVÉS
traction employé. Notre nouveau système de carbonisation comprend aujourd'hui les ateliers, appareils et outils suivants :
t° Atelier de lavage pour les charbons impurs, ou lorsqu'on veut produire du coke contenant peu de cendres ;
2° Atelier de broyage des charbons avec des cylindres, employant une force de 10 chevaux par chaque 100 tonnes pulvérisées en Î0 heures de travail;
3° Chemin de fer desservant les fours à coke, et les divers ateliers;
4* Fours à coke, groupés par 2.*> à la fois , chaque groupe ayant sa cheminée spéciale ;
5U Machine à défourner, employant 2 chevaux de force et servant, pour un très-grand nombre de fours ; la petite machine motrice est placée sur l'appareil même de défournement, qui se compose d'une plaque en fonte ou bouclier trèssolide, ayant les dimensions de la section de la couche de coke, et mue horizontalement par nne crémaillère recevant le mouvement de la petite machine à vapeur. L'appareil complet, monté sur roues, peut se mouvoir sur des rails, à l'opposé du plan incliné qui reçoit le gftteau de coke, tout le long du front des fours, qu'il dessert chacun à leur tour ;
6° Barillet de tuyaux de dégagement du gaz, condensateurs à air libre, et refroidis par un courant d'eau ;
7° Fosses pour recevoir les goudrons cl les eaux ammoniacales, et citernes de séparation de ces produits;
8° Atelier où sont les machines â aspirer ou extraire le gaz des fours, puis à le refouler dans le ou les gazomètres; les extracteurs en usage sont ceux de Pauwells, Gargan et Beel : ce dernier, le plus économique, sert pour 25 fours, demande 3 à 4 chevaux de force et coûte, tout établi, 1,500 francs.
Ils sont munis, comme nous l'avons dit, d'un régulateur qui ralentit la vitesse de la machine, lorsque l'aspiration est trop forte, ce qui, dans ce cas, force l'appareil à puiser le gaz non plus sur les fours; mais c'est la conduite qui mène le gaz au gazomètre ;
»• Gazomètre pour recevoir les gaz dépouillés des parties condensantes; il est bon d'en avoir deux dans une grande exploitation; pendant que l'un se remplit, Tautre alimente plus régulièrement le chauffage des fours : ces gazomètres rendant continuellement le gaz qu'ils reçoivent, n'ont pas besoin d'avoir une capacité aussi grande que ceux des usines à gaz : cette capacité doit cependant être suffisante pour parer aux irrégularités de production et de consommation ;
10' Conduite de gaz générale partant du gazomètre pour se rendre aux fours, et embranchement muni de tuyères pour chaque foyer;
ii° Atelier complet pour la distillation du goudron et le traitement des huiles;
12° Atelier pour le traitement des eaux ammoniacales, installation des appareils Mallet, fabrication de l'alcali volatil et des sels ammoniacaux.
Ces deux derniers ateliers sont en tout semblables à ceux qui existent pour le même usage, dans les usines à gas.
La dépense totale d'un atelier de carbonisation par les nouveaux procédés, pour 100 fours, pouvant produire, en tenant compte des chômages pour réparations, etc., 32,000 tonnes de coke par an, s'élèverait, au maximum, a 300,000 fr.
Ce total se décompose comme suit :
1* 100 fours de forme belge avec bâtiment* pour le lavage et le broyage ,voies ferrées sur les fours; wagon*, machine à défouruer, extracteur*, gazo-
mètres, barillet, tuyaux, conduite de ga*, etc 200.000
2° Emplacement en supposant le prix des terrains à Sauit-Etienne 30.000
3* Ateliers pour le traitement des goudrons et -des eaux ammoniacales 50.000
i° Terrain de ces ateliers 10.000
Somme à valoir pour imprévus 10 000
Total 300.000
308 DES GOUDRONS ET DE LEURS NOMBREUX DÉRIVÉS. 43
Avec cette dépense on pourra distiller 45,000 tonnes environ de houille, produire 31 à 32,000 de coke, 1,400,000 kilog. environ de goudron et 144,000 kilog. de produits ammoniacaux. Si, comme le prouve une comptabilité bien tenue, MM. Carvès clCic ont réalisé, en dehors du coke, un bénéfice moyen de 2 fr. 2;» par tonne de houille carbonisée, provenant uniquement des sous-produits (ce qui est facile à croire puisque 1,400,000 kilog. de goudron, au prix minimum et actuel du goudron brut, produiraient déjà 70,000 francs), il en résulterait qu'un atelier de 100 fours, coûtant 300,000 fr., donnerait, en dehors du coke, un produit de 45,000 tonnes X 2f,23 = fr. 10,1250, soit plus de 30 p. 109 du capital immobilisé.
Mais, de plus, ces messieurs prouvent que le rendement en fours clos est de 1/0 plus élevé qu'avec les anciens procédés. Voici les chiffres pratiques qu'on a bien voulu nous communiquer :
L'atelier de Saint-Étienne possède déjà 188 fours en pleine exploitation; la même société en établit 130 nouveaux à Bességes.
Dans le premier atelier, on carbonise annuellement, en différentes qualités de houille, 8u,000 tonnes, qui ont produit moyennement, en chiffres ronds :
Gros coke 52.000 tonnes.
Petit coke 3.500 —
Graphite 30 —
Ensemble 55.530 tonnes.
Soit, pour 100 de houille 09,40
rendement supérieur de 1/6 à celui qui était primitivement obtenu dans le même atelier avec l'ancienne méthode.
On recueille en outre : Goudron pur 2,500,000 kilog.
Sels ammoniacaux livrables au commerce 230,000 —
Les goudrons de four n'ont pas tout à fait la même composition que ceux des cornues à gaz; ils contiennent peu de benzine et de toluène; ce dernier est en plus forte proportion que le premier. Ils donnent à la première distillation 5 p. 100 de leur poids d'essences marquant 16 à 17° Cartier, desquelles, par rectification et travail chimique, on retire 50 p. 100 environ d'essences distillant jusqu'à 130°, et qui sont vendues comme benzines à détacher n"* 1,2 et 3.
L'acide phénique se trouve en très-petite quantité dans ces goudrons, 1/2p.lOO seulement de leur poids, à l'état pur et cristallisé; mais, par contre, on retire une forte proportion d'un homologue de cet acide, avec lequel MM. Carvès et Cie fabriquent et livrent au commerce une très-belle matière colorante jaune de leur invention, appelée safraninc, dont la richesse colorante est encore plus élevée que celle de l'acide picrique, dérivé de l'acide phénique, qui revient aussi à meilleur marché et dont les nuances sont variées du jaune au rouge. Ces messieurs fabriquent également, avec les produits des goudrons de four, une seconde couleur également de leur invention, la muréine, qui donne principalement des gris divers d'une solidité extrême et très-purs. Des échantillons remarquables de ces deux nouvelles couleurs ont été exposés, ainsi que tous les autres produits du goudron de four, dans le pavillon spécial des Mines de la Loire. Comme renseignement, nous ajouterons qu'on retire des goudrons de four peu d'huiles lourdes, quoiqu'ils en contiennent au moins autant que les goudrons de gaz, parce que la Société Carvès et O livre aux fabriques d'agglomérés, et spécialement à la Chazotte,dcs brais gras, que l'on mélange avec les brais trop secs provenant de l'Angleterre.
Tous les traitements chimiques que nous avons longuement décrits sont
DES GOUDRONS ET DE LEURS NOMBREUX DÉRIVÉS
applicables à la distillation de ces goudrons, ainsi que les rectiBcalions et les appareils déjà indiqués.
Le traitement des eaux ammoniacales, recueillies en môme temps que le goudron, se fait également de la même manière que dans les usines à gaz, au moyen de l'appareil de M. Mallet. Les principaux sels ammoniacaux fabriqués à Saint- Étienne, sont : le sulfate qui sert a la production de l'alun} et des engrais artificiels ; l'alcali pour les teintures, la droguerie, la pharmacie, et pour la fabrication de la glace par les procédés Carré. Pour celte application spéciale, quia pris une certaine importance, on préfère de l'alcali très-chargé et qui marque 28°, l'ammoniaque ordinaire ne marquant que 2*2°. Enfin, MM. Carvès et O produisent plusieurs autres sels ammoniacaux.
Vu l'importance exceptionnelle de cette invention moderne et toute française, nous ne pouvons résister au désir de donner un tableau complet de tous les produits commerciaux retirés de la houille, outre le coke, et qui sont complètement perdus par les anciens procédés de carbonisation.
Produits immédiats di la carbonisation de la houille par les procédés nouveaux.
Prix actuels.
Coke», 1" qualité, 3 à 4 p. 100 de ceudres, les 1000 kll 3lr »
Graphite 50 »
Brai sec et brai gras, au lieu de 90 fr. que coûte le brai anglais, mettons seulement 70 »
Benxine à aniline, les 100 kil 120 «
Toluène h aniline — 100 »
Benzine, 1er qualité, à détacher, distillant de 110 à 120° centigrades
les 100 kll llf) .
Benzine, 2e qualité, distillant jusqu'à 150° 00
Benzine, 3e — — 160° .ri0 »
Acide phénique cristallisé, les 100 kil '. 300 »
Huiles lourdes, dites créosolécs, — 8 »
Naphtaline brute, les 100 kil 10 »
Ammoniaque ambrée, à 22° 40 ■
— recliOée, à 22° 50 »
— & 28° pour la fabrication de la glace 00 •
Sulfate d'ammoniaque pour l'agriculture 32 50
— pour l'industrie 35 »
Chlorhydrate d'ammoniaque brut 70 »
— blanc 100 »
— sublimé blanc 200 »
Carbonate d'ammoniaque liquide 50 »
— amorphe 100 »
— cristallisé 200 •
Safraninc fabriquée avec l'homologue de l'acide phénique, le kilograra. 8 •
L'exposition de MM. Carvès et 0e renferme de beaux échantillons de tous ces produits.
1. Seuls produits de l'ancienne carbonisation, avec celte différence essentielle que l'an-
cien procédé donne 58 pour 100 de houille.
Le nouveau près de 70 —
310 DBS GOUDRONS ET DE LBUBS NOMBREUX DÉRIVÉS. *s
Comparaison de Cancien et du nouveau procédé de carbonisation de kl houille*
1000 kil. de houille produisent :
Ancien procédé de carbonisation coke. 580 kil.
Nouveau procédé de carbonisation coke (SUO —
Bral 30 —
Ewencea diverses, beniinc, ele 1L.3
Sels ammoniacaux S —
Pour montrer l'importance de ces résultats, appliquons ces chiffres à la production seulement de la France, qui carbonise, d'après des renseignements exacts, 3,500,000 tonnes de houille, nous aurons, en chiffres ronds :
Ancien procédé.
