C + 2H«0 -- CO + 2H

Pour 12 grammes de carbone, la première nécessite 43*",9, et la seconde 43"\7 ; c'est-à-dire que les deux réactions pour des quantités d'eau, simples ou doubles, donnent un résultat

identique.

Si donc Ton pouvait augmenter artificiellement la quantité de vapeur jointe à Tair et lui donner une proportion convenable, on devrait pouvoir récupérer toute la quantité de chaleur mise en liberté et les gaz sortiraient froids, composés d'oxyde de carbone, d'acide carbonique et d'hydrog(^ne.

Il ne peut pas en Otre exactement ainsi, parce que, pour que ces transformations chimiques se produisent, il faut que le combustible soit à trOs haute température, ce qui nécessite une perte aux parois et qu'il n'est pas possible que le gaz sorte de la zone de combustion autrement qu'à la température môme où les réactions se sont produites. Aussi la proportion de vapeur d'eau utilisée ne parait pas pouvoir être aussi grande que semble l'indiquer la comparaison des quantités de chaleur mises en jeu par les réactions.

Il faut donc admettre que les gaz ne peuvent pas sortir à basse température, ou, du moins, avec une réserve analogue à celle que j'ai faite pour le gazogène Siemens, doivent emporter une certaine quantité de chaleur.

Mais, ce qui différencie le gazogène Dowson du gazogène Siemens, c'est que la chaleur emportée par les gaz combus* tibles peut être plus facilement récupérée si l'on désire livrer du gaz froid, alors que j'ai montré que c*était impossible dans le gazogène Siemens originel.

C'est qu'en effet, dans le gazogène k gii mixte, ainsi appelé parce qu'il constitue en quelque sorte un mélange de gaz Siemens et de gaz à l'eau, la seule condition nécessaire est d'avoir dans la cuve du gazogène une température suffisamment élevée pour que les réactions puissent s'y produire, et que si Ton fait pénétrer l'air pri-

LES GAZOCffeNES SIKMENS 137

maire à une température beaucoup plus élevée, la quantité de vapeur d'eau qui pourra être transformée en gaz combustible sera plus considérable, et en ce cas les gaz sortiront iiuno température semblable, de telle sorte que la quantité de chaleur apportée par Tair chaud sera entièrement utilisée.

Il ne faut pas oublier cette différence essentielle entre le gazogène Siemens et le gazogène Dowson. Quand nous étudierons sommairement, ainsi que cet ouvrage le comporte, l'emploi des échangeurs, nous verrons que le récupérateur ou le régénérateur peut être employé utilement au réchauffement de lair primaire dans un gazogène alimenté de vapeur d'eau, tandis que, pour un gazogène à gaz d'air, il ne doit servir qu*au réchauffement de Tair secondaire.

Le gazogène Siemens, représenté en coupe [fig. 41) et en élévation [fig. 42), se compose essentiellement d'une chambre en maçonnerie, bien protégée contre les pertes de chaleur, où le combustible, versé par une trémie étanche A, s'étend sur iine paroi inclinée D, dont l'inclinaison est, en moyenne de 45* et qui se termine, à sa partie inférieure, par une grille C, dont les barreaux sont horizontaux, ainsi qu'il est représenté dans la figure, ou suivent la ligne de plus grande pente.

Le combustible maintenu, d'autre part, entre trois parois verticales, s'étend sur une couche d'une épaisseur légèrement croissante de haut en bas, parce que l'inclinaison de la paroi B est, en général, plus grande que la pente naturelle de chute du combustible.

Il brûle au contact de l'air qui entre sous la grille, et les cendres et les scories s'accumulent au-dessous de la grille, directement sur le sol de la fosse dans laquelle le gazogène est installé, ou bien sont maintenues sur une grille horizontale.

Le gaz résultant de cette combustion incomplète, à cause de la grande épaisseur de la couche de combustible, est entraîné par la cheminée H et les conduites J, le plus souvent grâce à l'appel d'une cheminée, quelquefois par celui d'un exhausteur.

l.t:N OAHOGfcNK^ SEKMKNS

Km. 43. — Gaiogène Siemens (Vue de («es

140 l'KS GAZOGÈNES

Où voit encore, dans cet appareil, des orilicos G disposas pour le piquage du combustible.

Généralement ces gazogènes sont réunis au moins deux par deux, comme le montre la figure 44, et les grilles sont soutenues en leur milieu, de façon à ce que les barreaux n'aient pas une trop grande longueur et ne se tordent pas sous rinfluencede la chaleur.

Pour éviter que la température ne soit trop élevoe autour de la grille, et surtout que celle-ci ne vienne à brûler, on envoie un jet d'eau par une conduite E sur le sol de la fosse, auprès des grilles.

Comme ce sol est très fortement chauffé par le rayonnement du combustible, Teau se vaporise, est entraînée avec Tair au travers de la grille, produit les effets que j'ai signalés ci-dessus et protège la grille.

On voit encore, dans ce gazogène, des ouvertures F qui sont au-dessus du combustible, et permettent d'introduire des ringards pour empi^cher le combustible d'adhérer à la maçonnerie. Au contact de celle-ci, les laitiers qui se forment aux hautes températures de la combustion se soudent souvent avec les briques et forment des barrages.

Souvent ces ouvertures sont îi côté des trémies et sont fermées par des boulets qu'il suffit de déplacer pour pousser le combustible avec des barres de fer et détacher les scories.

Quand il s'agit de décrasser un gazogène Siemens, c'est-àdire d'évacuer les mâchefers qui se sont généralement accumulés au-dessous des premiers barreaux de grille et qui peuvent former des morceaux assez considérables parce qu'ils se sont souvent soudés entre eux, il devient nécessaire de pratiquer, dans la grille, des ouvertures très larges.

Cela ne peut se faire d'une façon simple qu'en enlevant une partie, sinon la totalité, des barreaux.

On procède de la façon suivante :

On enfonce dans le combustible des barres de fer plates que l'on appuie sur les premiers barreaux, ceux qui sont en haut de la grille.

LES «AZOOKNES SIKMENS 141

On met un nombre suffisant de ces barres pour constituer ainsi une sorte de grille provisoire, pénétrant dans le combustible à 90® de la surface sur laquelle il s'étend.

On enlève alors rapidement les barreaux inférieurs, et Ton attire, avec des crochets ou des pinces, les mâchefers sur le sol de la fosse.

On projette de l'eau sur ces mâchefers dans le double but de les éteindre et de rendre ratmospht>re de la fosse supportable pour les ouvriers qui font ce pénible travail.

On replace les barreaux que Ton a retirés, puis l'on retire la grille provisoire, barre par barre, et le charbon s'étend à nouveau suivant sa position normale.

II faut que cette opération soit faite très rapidement parce que les barreaux de la grille provisoire s'échauffent assez vite, se tordent et, au bout d'une dizaine de minutes, ne sont plus guère en état de supporter le poids du combustible.

C'est d'autant plus frappant que lorsqu'on retire ces barres plates, qui sont généralement prolongées par une tige de fer rond fort longue et munie d'une poignée, elles sont excessivement courbées et suffisamment ramollies par la haute température, qu'il suffit de les étendre k plat sur le sol pour qu'elles reprennent leur forme rigide, par le seul effet de la pesanteur.

Il est certain que le gazogène Siemens est un appareil très simple, beaucoup plus simple que tous les gazogènes qui en dérivent, et, s'il est certain que les gazogènes que je vais décrire dans les chapitres suivants sont beaucoup plus perfectionnés, il est évident néanmoins que le gazogène Siemens présente deux sortes d'avantages, que les gazogènes verticaux ne peuvent donner.

Ils tiennent tous deux à la forme inclinée de la paroi qui supporte le combustible.

Quand du combustible est placé dans une cuve, si la paroi est verticale, il est facile de comprendre que, quelle que soit la forme des morceaux du combustible, il y aura toujours plus

142 LKS GAZOGÈNES

<le vide entre la paroi et le combustible qu'entre les morceaux <lu combustible lui-môme.

Aussi dit-on que les gaz tendent à suivre les parois et je montrerai, dans les chapitres suivants, que Ton a cherché constamment à employer des procédés pour empocher les gaz de circuler de préférence le long des parois, et pour obliger Tair à traverser le combustible.

C'est ainsi que l'idée qui semble la plus judicieuse dans les gazogènes à cuve verticale, est de faire pénétrer Tair par une tuyère au centre mt^me du combustible et de ramasser les gaz, par ime conduite pénétrant aussi au centre du combustible.

Si, au contraire, le combustible, dans sa progression, s'appuie sur une surface inclinée, il est de toute évidence que les parties les plus fines du charbon tendront à se séparer des plus grosses et à se poser le plus prés possible de la paroi.

Elles empêcheront le passage des gaz, et un inconvénient semblable à celui que j'ai signalé plus haut ne se rencontrera pas dans un gazogène Siemens.

D autre part, la forme même de ce gazogène et de sa grille inférieure tend h faire traverser le combustible par Tair, normalement à la paroi.

Il n'y a donc pas non plus à craindre pour cette raison que les gaz ou Tair suivent les parois; c'est-à-dire que la combustion ou la réduction ne se fassent pas.

A côté de cet avantage qui est considérable, et qui fera souvent peut-être préférer les gazogènes à parois inclinées au.K gazogènes à cuve verticale comme les gazogènes Dowson, les gazogènes Siemens présentent un autre avantage très considérable.

L'air, comme je viens de le faire remarquer, traverse le <:ombustible au bas de la cuve, normalement à la paroi le loug de laquelle il descend.

Le charbon s'est ainsi progressivement échauffé.

Il a pu distiller, gonfler, et, quand il se présente devant la grille, il doit être réduit à l'état de coke.

Si les morceaux se sont soudés, il est facile d'introduire des

i.p:.s gazogènks sikmkns 143

ringards, au travers des barreaux de la grille, et de briser ainsi les cokes qui se sont formés.

Aussi, sous réserve d'un gazogène à combustion renversée, semble-t-il que le gazogène Siemens est le seul qui se prête à remploi des charbons qui peuvent gonfler et, en effet, dans la pratique, c'est le seul gazogène où Ton emploie des charbons mélangés de charbon gras ou demi-gras.

Il est, par là môme, le seul gazogène qui peut se prêter à remploi des charbons tout-venants ou des fines.

On peut, en effet, faire descendre sur la sole inclinée du gazogène des mélanges de fines maigres ou de fines grasses ou demi-grasses, de façon que, lorsque le charbon, dans sa descente, atteindra la grille, il se soit formé, par soudage, de véritables morceaux de coke qui ne s'opposent plus au passage de lair.

Il a été, à ma connaissance, jusqu'ici, impossible de réaliser ce problème avec des gazogènes du type Dowson.

Ces avantages sont tellement considérables, que les gazogènes Siemens, malgré les inventions très nombreuses et les perfectionnements remarquables que l'on peut constater dans les types récents de gazogène à cuve verticale, sont presque uniquement employés, pour le chauffage des fours métallurgiques, de ceux de la céramique et de la verrerie.

Le gazogène Siemens présente, à côté des avantages que je viens de signaler, de graves inconvénients auxquels on a remédié d'une façon très ingénieuse, qu'il convient de signaler.

C'est un gazogène d'assez mauvais rendement.

Cela tient beaucoup au mauvais emploi de la vapeur d'eau que la rusticité de l'appareil ne permet pas d'utiliser aussi bien que dans les gazogènes genre Dowson. Cela tient aussi îi la grande perte de chaleur qui a lieu par les parois.

On a remédié en assez grande partie k celle-ci en accolant les gazogènes deux par deux, de façon à ce que la paroi verticale soit commune à deux appareils et que, dans ces condi-

14i LES GAZOGÈNES

tions, il n'y ait pas de perte par cette face de la cuve.

Cette disposition a amené encore îi une autre disposition plus simple qui consiste à supprimer toute séparation entre les deux cuves et à faire un gazogène h deux parois inclinées et opposées.

On remédie, de même, en général, aux pertes latérales, en mettant les gazogènes en batterie, les uns à côté des autres ; mais il ne semble pas possible d'empêcher de grandes pertes du côté de la grille, parce qu'il est nécessaire qu'un chauffeur puisse se tenir dans la fosse et que les grilles elles-mêmes ne brûlent pas.

Le gazogène Siemens constitue, en somme, un appareil très simple, beaucoup moins compliqué que les gazogènes que je décrirai au chapitre suivant, et, si ces appareils ne conviennent pas à faire du gaz pour les moteurs à gaz, ni même du gaz qui doive parcourir, sans danger, de longues conduites, on doit, tout de môme, se prémunir contre deux graves inconvénients, que Ton rencontre toujours lorsque la combustion se fait en présence d'un courant d'air et surtout quand on a affaire à des gazogènes souf liés, comme il arrive souvent dans les gazogènes Siemens, soit que ceux-ci aient leur combustion activée par un ventilateur forçant le tirage des gaz, soit qu'il y ait un excès de pression fourni par un compresseur en amont de la grille.

L'un de ces deux inconvénients, c'est que le gaz entraine des poussières du combustible ou des cendres dont le dépôt dans les conduites peut obstruer complètement celles-ci. On remédie à cet inconvénient en faisant sortir les gaz du gazogène par une cheminée verticale, aussi haute que possible, c'est celle qui est représentée en H, dans les figures ci-dessus.

L'autre inconvénient tient à la nature même du gaz, et il semble beaucoup plus difficile d^y remédier.

Le combustible étant très chauffé par rayonnement et par conductibilité avant d'atteindre la zone voisine oii lair le r.^jointauprès de la grille, distille, et les produits de la distil-

LES fîAZOT.KNES SIKMKNS 145

lation se joignent nécessairement aux gaz produits, dans la partie basse, par la combustion incomplète du coke.

Ces produits de distillation sont, en grande partie, des carbures volatils à la température où ils sont produits, mais qui se condensent dans les c:)nduites dès que la température s*abaissc.

Il y a, là, une grande source de soucis, mais, malheureusement, ce n'est pas la plus grande.

En effet, s'il y a à craindre que des carbures se condensent et forment des goudrons qui encombrent les conduites, il serait assez facile de recueillir ceux-ci et de s'arranger pour que des dépôts liquides ne produisent pas d'obstruction .

On peut les rendre encore plus liquides au moment où Ton veut les évacuer en forçant un peu le tirage et en élevant ainsi la température des gaz.

Malheureusement, dans les hautes températures, il se produit, surtout, un dédoublement des carbures d'hydrogène, qui se décarburent pour se transformer en carbures plus stables, méthane et éthylène, et laissent des dépôts de carbone qui font corps avec les conduites et sont difficiles à éliminer.

Il y a là un inconvénient auquel il est très difficile de remédier d'une façon complète, mais cependant on a pu utiliser précisément cette transformation chimique des carbures de feçon à réduire, dans de très considérables proportions, le dépôt des goudrons.

Les deux procédés sont, je crois, dus à M. Lencauchez.

La figure 43 représente un gazogène à barrages, c'est-àdire un gazogène analogue à celui que je viens de décrire, mais dans lequel, entre le charbon K et la cheminée verticale G, par laquelle s'échappent les gaz, est interposé un mur épais B qui a pour but d'obliger les produits volatils de la distillation à venir traverser la zone comprise entre les grilles C et la cheminée G, c'est-à-dire la zone de la combustion et de la réduction, la zone dos hautes températures.

Dans celle-ci, il n'y a aucun inconvénient, au contraire, à ce que les carbures se dédoublent et laissent des dépôts de carbone; ceux-ci se joignent au coke qui sera brûlé et sont donc purraitcnieni utilisés.

Ce ga/oj,^'ne, tel qu'il est représenté, comporte une dispusiti()n cxlrêmeiuent ingénieuse pour l'emploi des combustibles <-rimme certains lignites, qui soient trop charjîés d'eau.

On voit, en .M, une conduite figurée en |>ointillé,qui entraîne

LES GAZOGÈNES tJIKMKNM 117

les produits votulîls dans un condenseur [,, où la vnpciir d'eau

t'iii. SI. — Coupe d'un gainHi'ne I^encmichei i deui ruves oppniiîe» iii^Utlé à HavaiiKi'.

se dépose dans le fon'l et s'écoule, par une tubulure S, fermée

t'io. tû, — Cuupc en Irave».

îi SU partie inférieure par un joint hydraulique, duiis un

déversoir à niveau fixe, permettant à Teau de s'écouler librement dans une rigole Y.

Les produits volatils qui ne sont pas condensés, s'en vont par la tubulure N et aboutissent un peu au-dessus de la zone de combustion.

C'est une disposition semblable que nous retrouverons dans le gazogène Genty dont elle constitue Tidée fondamentale.

Cette idée du gazogène à barrage est indiscutablement Tune des plus heureuses que Ton ait imaginé pour perfectionner les gazogènes Siemens.

On remarque encore, dans le gazogène que je viens de signaler, par un acheminement du gazogène Siemens vers le gazogène Dowson, que la partie supérieure de la cuve est à parois verticales.

J'ai emprunté la ligure précédente à la très remarquable note qu'a publiée, en 1899, M. Lencauchez sur les gaz combustibles.

Je prends, de même, dans son ouvrage, les deux figures 4iet 45, qui représentent des gazogènes installés à Hayange, qui ressemblent au précédent et sont opposés deux à deux.

On remarquera, dans ce gazogène, comme dans les précédents, qu'il y a une porte indiquée en P dans la figure 43, et qui s'oppose aux pertes aux parois qui proviennent de la grille et qu'une certaine couche d'eau est maintenue dans le fond de la cuve, de façon à ce que la vaporisation s'en fasse régulièrement, que les grilles ne s'échauffent pas trop, malgré la fermeture de la porte, et que le gaz ainsi obtenu soit plus riche, grâce au mélange d'air et de vapeur d'eau.

M. Lencauchez déclare, dans cette noie, qu'il n'a pas été nécessaire de nettoyer plus d'une fois par an les conduites de ce gazogène, et qu'on n'y a trouvé, aux arrêts annuels, qu'une légère couche de suie.

Ces gazogènes peuvent employer des houilles flénus.

Indépendamment de cette disposition de barrages, M. Lencau-