COMBINAISONS DU CARBONE AVEC L’HYDROGÈNE
Les combinaisons du carbone avec l’hydrogène sont fort nombreuses. Beaucoup d’huiles essentielles, telles que les essences de rose, de citron, de térébenthine, etc., le caoutchouc , sont formés uniquement de carbone et d’hydrogène.
Lorsque des substances organiques se décomposent lentement ou qu’on les soumet à l’action du feu, elles laissent
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dégager des composés gazeux, qui sont formés encore d'hydrogène et de carbone ; ces corps sont connus sous les noms d'hydrogène protocarboné et d 'hydrogène bicarboné.
L’hydrogène protocarboné, ou gaz des marais, prend naissance dans la décomposition spontanée d’un grand nombre de matières organiques.
Les eaux boueuses ou stagnantes laissent dégager, quand on les agite, des gaz composés , en grande purtie, d’hydrogène protocarboné, mêlé à de l’azote, à de l’oxygène et à de l’acide carbonique.
On trouve l’hydrogène protocarboné dans les galeries des mines de houille, où il est mêlé à de l’air et à de l’hydrogène bicarboné, et forme un mélange détonant ; c’est à sa présence surtout qu'il faut attribuer les feux grisous qui occasionnent souvent des accidents graves dans les mines.
L’hydrogène protocarboné se trouve dans un état de compression plus ou moins grande dans certains échantillons de sel gemme, d’où il se sépare par l’action de l’eau, en faisant entendre une décrépilation.
Le gaz des marais se dégage spontanément de la terre dans plusieurs localités, où il est quelquefois employé comme combustible; il s'exhale aussi en quantité considérable des cratères de plusieurs volcans.
Les matières organiques dont la calcination fournit le plus de gaz hydrogène carboné sont les houilles , les corps gras et les résines : toutes ces substances sont très riches en hydrogène et en carbone.
L'hydrogène bicarboné se forme, comme l'hydrogène protocarboné, dans la distillation de la plupart des corps organiques : c'est lui qui, mélangé à l’hydrogène protocarboné, constitue en grande partie le gaz de l’éclairage.
On obtient l’hydrogène bicarboné pur en chauffant un mélange d’alcool et d’acide sulfurique concentré.
GÉNÉRALITÉS SI R (/ÉCLAIRAGE Al' GAZ.
L'hydrogène bicarboné est incolore; il brûle avec une flamme blanche li es éclairante. En présence de l’oxygène ou de l'air atmosphérique, il forme un mélange qui détone avec une grande force sous l’influence des corps en combustion. Dans ce cas, l’hydrogène contenu dans le gaz s’unit à l’oxvgône pour former de l’eau, tandis que le carbone, en se combinant également à l’oxygène, produit do l’acide carbonique. Ces mélanges détonants sont toujours très dangereux, et se produisent toutes les fois que le gaz de l’éclairage vient se mêler à l’air d’une pièce.
On se sert de l’hydrogène bicarboné impur, qui constitue le gaz d’éclairage, pour remplir les aérostats.
L’hydrogène bicarboné s’unit au clilore et forme une substance huileuse : cette réaction lui a fait donner le nom de yaz oléfiant.
GÉNÉRALITÉS SIR l’ÉCLAIRACE Al! GAZ.
Une matière organique soumise à l’action d’une température élevée se décompose en charbon et en substances volatiles ou gazeuses plus ou moins combustibles, dont la flamme est quelquefois très éclairante. C’est à Lebon, ingénieur français, que sont dues les premières expériences sur l’éclairage au gaz. Il publia un mémoire avant pour titre : Thermolampes, ou poêles qui chauffent, éclairent avec économie, et offrent, avec plusieurs produits précieux , une force motrice applicable à toute espèce de machine.
Lebon imagina , en 1785 , de distiller le bois en vase clos pour en retirer d’une part du charbon et de l’acide acétique, et de l’autre des gaz qu’il lit servir à l’éclairage.
Il démontra que la houille est plus propre que le bois il la fabrication du gaz d’éclairage ; malgré cette observation, il se passa vingt-cinq ans avant que le gaz de la houille reçût une application industrielle.
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Los premières usines de gaz de houille ont été élablies en Angleterre par Murdoch.
On a cherché à remplacer la houille par des résines, des huiles grasses , des huiles de schistes , par des mélanges de goudron et de vapeur d’eau exposés à une température rouge sur des surfaces de coke, etc. Aucun de ces procédés n’a pu soutenir la concurrence avec la distillation de la houille. La houille est, en effet, une matière abondante, d’un prix peu élevé, et qui donne deux produits, dont l’un est le gaz même de l’éclairage, et l’autre le coke, c’est-à-dire un des meilleurs combustibles que l’on connaisse.
Toutefois on fabrique encore aujourd’hui , dans quelques usines, un gaz d'éclairage avec des huiles ou des résines , ou en faisant passer un mélange de goudron et de vapeur d’eau sur du coke chauffé au rouge (gaz Selligue).
Le gaz d’huile ou de résine est plus éclairant que celui de houille; il doit cette propriété à la présence d’une proportion beaucoup plus grande d’hydrogène bicarboné et de divers carbures d’hydrogène volatils. Il ne contient pas d’ailleurs d’hydrogène sulfuré , de sulfure de carbone, ou d’ammoniaque qui se trouvent ordinairement dans le gaz de houille mal épuré.
La distillation de la houille fournil des gaz dont la composition varie avec la température à laquelle la houille a été exposée.
Au commencement de la distillation, le gaz est très riche en hydrogène bicarboné, et par conséquent très éclairant ; la proportion de ce gaz diminue à mesure que l’opération s’avance, et à la fin les gaz contiennent une quantité considérable d'hydrogène et d’oxyde de carbone , qui sont peu éclairants. Le gaz contient toujours des vapeurs combustibles qui augmentent son pouvoir éclairant. Ces vapeurs, qui ne se condensent pas entièrement dans les épurateurs et dans les
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tuyaux de conduite du gaz, sont principalement formées de divers carbures d’hydrogène.
Le soufre, dont la plus grande partie est contenue dans les houilles à l’étal de pyrite, se transforme, pendant la distillation, en acide sulfhvdrique. Cet acide est facilement absorbé par la chaux des épurateurs. On constate la pureté du gaz en l’essayant avec un papier imprégné d’acétate de plomb, qui reste incolore quand le gaz est pur, et qui noircit lorsque le gaz contient de l’acide sulfliydrique.
Le sulfure de carbone ne se forme qu’en proportion très faible et se condense sans doute dans les produits liquides ; il est rare qu’il s’en rencontre dans le gaz de houille.
L’éclairage par le gaz extrait de la bouille est aujourd'hui l’objet d’une exploitation considérable. Nous allons indiquer sommairement les détails de cette fabrication.
Le gaz d’éclairage se produit lorsqu’on chauffe de la houille dans des cornues.
Les compagnies exploitent, en général, les houilles dites demi-grasses que l’on préfère aux bouilles grasses qui sont d’une distillation difficile, et donnent d’ailleurs du goudron en grande abondance. Les houilles maigres donnent un coke qui ne s’agglomère pas facilement, et fournissent d’ailleurs peu de gaz.
Les bassins houillers d’Anzin, de Douchy, de Commentry et de Mons alimentent les usines du nord de la France, ainsi que celles de la haute et de la basse Seine. Le flenu de Mons se rapproche du cannei-coal de Lancasbire.qui est le charbon de terre le plus estimé en Angleterre pour la fabrication du gaz.
Le flenu de Mons est inférieur au cannei-coal, quant à la qualité et à la quantité de gaz qu'il produit; mais il donne un coke moins fritté et plus marchand.
Le bassin de Saint -Etienne fournit à l'industrie des houilles d’excellente qualité pour la fabrication du gaz, et
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qui alimentent les usines (lu centre et de l’est de la France.
La ville de Paris possède aujourd’hui huit usines qui ont été successivement établies depuis 1818. On a employé à leur organisation, ainsi qu’à la canalisation des rues, un capital de plus de 30 millions.
La canalisation est développée sur un parcours de plus de 450,000 mètres. Les tuyaux qui conduisent le gaz sont de fonte; depuis quelques années, on emploie aussi des tuyaux de tôle recouverte d’une forte couche de bitume.
Le nombre des cornues employées dans les huit usines peut être évalué en moyenne à 1,200; leur capacité varie de 1 hectolitre à 1 hectolitre 1/2, et atteint rarement 2 hectolitres; elles sont de fonte ou de terre réfractaire.
Les cornues de terre présentent sur les autres des avantages incontestables. Elles sont moins coûteuses, plus durables, et le charbon qu'on y distille fournit une quantité de gaz supérieure à celle que l’on obtient avec les cornues métalliques.
La houille que l’on destine à la fabrication du gaz est d’abord concassée, puis introduite dans les cornues ; on y laisse un vide à peu près égal à la moitié de leur capacité. Cette précaution est nécessaire pour laisser un libre développement au coke dont le volume est une fois un tiers, ou une fois et demie celui du charbon qui l’a produit.
L’opération dure ordinairement quatre heures, lorsqu’on opère sur du charbon de bonne qualité. On peut estimer que dans une distillation bien conduite, 100 kilogrammes de charbon fournissent 25 mètres cubes de gaz rendu au gazomètre. Celte quantité de houille est à peu près celle qu’on distille ordinairement. Une seule cornue peut donc produire en vingt-quatre heures 150 mètres cubes de gaz.
Les cornues sont chauffées et maintenues au rouge-cerise, soit avec du coke, soit avec du goudron. La distillation de 1 hectolitre de charbon exige 75 litres de coke.
