CHAPITRE VII

Fours a retour des fumees.Four Siemens. NouvelledispositioxX. Alimentation des gazogenes par l'acide carbonique.

§ l.R^aclions de combustion. Caracteres g^n^rauz. ~ L'emploi d'acide carbonique comme auxiliaire de la gaz^ificalion, bas6 sur la reaction bien connue de ce gaz sur le charbon au rouge, a ^te mis a I'ordre du jour par la realisation du nouveau four Siemens, tr6s heureusement combin6 pour permettre le passage des fum^es sous le gazogene en telle proportion que Ton veut.

L'idee de renvoyer sous le cendrier une partie des fum6es pour les transformer en gaz combustible n'^tait pas nouvelle, et nous devons rappeler que M. E. Gobbe avail avant MM. Biedermann et Harvey pris un brevet sur la m6me id(5e, sans toutcfois r^ussir ^ faire p6n^trer dans rindustrie ce nouveau systfeme; mais ce n'est que depuis cinq ans que Ton est pass6 de Tid^e th^orique d une application parlielle.

A la suite de cette nouvcaut^, quclques Ing^nieurs, seduits par la regeneration du carbone comme on Tavait €i6 dans les debuts du gaz a lean par Vextraction de I'hydrogdne de Veau, 6mirent Topinion quMl pourrait (5trc avantageux d'alimenter les gazogenes avec de Tacide carbonique non emprunt6 aux fum^es, par exemple avec celui quise d^gage d'un four k chaux. Nous no connaissons pas de realisation industriello de ce principe, mais, sans la difficult^ de se procurer d bon compte de I'acide carbonique exempt d'azote, I'id^e n'est pas th^oriquement moins juste que celle qui a inspire le gaz a I'eau : clle mdrite au moins examen.

Nous avons done deux cas d examiner : emploi des fumees, emploi d'acide carbonique pur.

Rappelons d'abord le r61e de Tacide carbonique dans les fours a recuperation :

Tres analogue dans ses effets a la vapeur d'eau, ce gaz a un double

r61e : 1° Diminution de Fair primaire et accroissement 6gal do Fair secondairc; 2^ Abaisseraent de la temperature du gaz, par suite de la chaleur neccssaire a sa decomposition :

C + CO* = 2C0 absorbe 38,8.

II ne peut par lui-m^me fournir aucune calorie et n'ajoute rien A la chaleur tolale disponible contenue dans le combustible.

II se distingue de la vapeur d'eau en ce qu'^tant gazeux d la temperature ordinaire, il n'a pas de chaleur latente de vaporisation, ce qui est un avantage par rapport d Teau.

Si on I'injecte froid, sans azote^ sous Ic gazogdne, son effet sur Tutilisation de la chaleur est (sous la reserve do la chaleur de vaporisation) identiquemcnt le memo que celui de I'eau. II n'y a done pas lieu d'examiner ce cas qui n'cst pas industriel.

L*ali mentation par des fumees froides est moins interessantc encore puisqu*elle introduit sans profit de Tazote dans la circulation du four.

Deux cas restent seuls k examiner au point de vue d'applications industrielles possibles : celui qu'ont mis en avant MM. Biedermann ct Harvey et celui d'une alimentation par de I'acide carbonique chaud sorlant d'un autre four, four d chaux, par exemple.

§ 2. Premier cas : Alimentation des gazogenes par de Tacide carbonique exempt d'azote et chaud. — Ce cas ne rentre pas reellement dans retude de la recuperation, car il comporte un apport de calories etrangeres au combustible ; nous croyons bon de Tetudier comme eiant le seul cas de veritable regeneration du carbone.

Supposons done que Ton dispose, a proximite du gazogene, d acide carbonique sortant a 1 000<^ d'un four voisin, et chercbons Teconomie qui en peut resulter.

Le maximum decelte economic, qui correspond au cas d'un four ou la recuperation serait double par Fair et le gaz, est facile a calculer, car toute la chaleur sensible contenue dans Tacide carbonique est alors transformee en chaleur latente, en combustible regenere. II suffit d'evaluer la proportion d'acide carbonique qui pourra etre envoy ec sous le gazogene sans en abaisser la temperature au-dessous de 600°. Le calcul est en tous points semblable a celui du gaz d Teau.

94 ETUDE TH1?:0RIQUE DE LA RlilCUPtRATION

Soil w la proportion de charbon gaz6ifi6 par Tacide carbonique pour une unit6 de carbone brills :

m[C + CO^] = 2mC0 d^gage m[— 38,8 + 12,7] cal.

12,7 6tant la chaleur d'6chaufifement de I'acide carbonique de d 1000«,

(1 - m)rG + I 0* + 2Az2lr=(l— w)[CO+2Az2] d^gage (1— m) 29<=ai 4.

La composition du gaz sera :

(1 + m)CO + (1 — m)2Az«,

dont la chaleur d'6chauffement de d 600°, temperature minimum du gazogene, est (3 — m)4,3, d'ou Tequation :

On voit done que le tiers du combustible sera gaz6ifi6 par Tacide carbonique d 1 000®, le reste par Fair. Et pour chaque unite de combustible brul6 d6gageant 97<^'6, r^conomie maximum sera du tiers de la chaleur d'^chaufifement de Tacide carbonique de 0° a 1 000®, c'est-d-

12 7 dire — ^, ce qui repr^sente une economic de carbone reg6n6re

de 4,3 Vo.

A celte economic viendraient evidemment s'ajouter celle resultant de la meilleure recuperation dont Je groupe du gaz d Feau donnera une valeur tres approchee, et I'economie de la chaleur de vaporisation de Feau ; mais, au demeurant, les avantages ne sont peut-eire pas suffisants pour provoquer des essais qui, comme la recuperation par Fair primaire, se heurteraient aux difficultes non resolues des gazogenes d allure chaude.

§ 3. Deuxleme cas : Alimentation du gazogene par les fumees. Nouveau four Siemens. — L'alimentation des gazogenes par les fumees sortant du laboratoire pent s'appliquer comme le gaz a I'eau d tons les systemes de recuperation simple, double ou triple. II y aurait done theoriquement quatre cas d examiner, mais comme les applications de ce systeme sont tres limitees, que deux d'entre elles (triple recupera-

tion et double recuperation par Tair et le gaz) n'ont jamais 6t6 essayees, que les deux autres, enfin, n'ont jamais regu que des r^alisalions partielles, il est sans inter^t de developper tous les calculs d'une discussion dont nous indiquerons seuleraent les r6sultats.

Ce qui caracterise ralimentation par les fum6es, c'est que Tacide carbonique y est accompagn6 d'un volume d'azote qu'on sait invariable dans tous les fours oCi le combustible est du carbone et oil le comburant est Fair, et qui augmente beaucoup la chaleur sensible disponible pour une masse donn^e d*acide carbonique envoys sous la grille. II en r^sulte que Ton peut envoyer sous le gazogene, sans le refroidir audessous de 600<», un volume d'acide carbonique beaucoup plus grand que s'il s'agissait d'acide carbonique pur ou de vapeur d'eau et que, toutes choses ^gales, son influence sur la recuperation sera d'autant accrue. II est aise de calculer, par exemple, que, si les fumees sent a i 450°, tout le charhon pourra elre gazHfii par Vacide carbonique dcs fumdes, il n'y aura plus d'jiir priiiiaire, tout I'air sera secondaire : a 1 000°, on pourra encore envoyer Ai Vo d'acide carbonique.

II peut en resulter, theoriquement du moins, des avantages serieux et une amelioration du rendement, mais il ne faut pas perdre de vue que c'estuniquement par le mecanisme de la recuperation que legain se produit et qu'il n'y a ni accroissement du nombre de calories disponible, ni regeneration du carbone (^). Le tableau suivant n'est qu'un resume de I'etude de la recuperation dans le cas du nouveau four Siemens, faite par les memes methodes que pour le gaz a I'eau (voir p. 96).

Le fait le plus important se degagcant de ce tableau est I'excellence des rendemenls theoriques qui sent presque tous superieurs aux cas correspondants du gaz d Teau et du gaz a Fair. Ce resultat n'est pas surprenant, puisque les fumees chaudesagissent plus completement, d egalite de volume moieculairc, sur la recuperation, et que Femploi de cet auxiliaire ne modifie pas la masse des fumees, n'augmente pas par consequent, la quantite de calories inulilement deversees dans I'atmosphere. Mais il ne faut pas perdre de vue que ces resultats sent

(I) Nous avons indiqu6 pr6c6demineiit la double circulation du four a relour do fum^e et le cercle vicieux qui a pu faire croire k une r6g6n^ration du carbone.

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