IV. COMBUSTIBLES GAZEITX
On a tenté avec succès d'appliquer les gaz combustibles à la fusion du verre.
Le brevet pris pour cette application par MM. Siemens frères, le 2 décembre 1856, est le premier qui ait été suivi de résultats industriels.
On a depuis modifié la forme des appareils, mais leur principe a été conservé. 11 consiste à transformer d'une manière économique les combustibles solides en gaz combustibles, et à brûler ceux-ci dar*
fours appropriés, à l'aide d'un courant d'air préalablement chauffé.
Les gaz combustibles peuvent être fabriqués par différents procédés :
1« Par distillation de la houille. Tel est le gaz d'éclairage. Sa puissance calorique est :
11300 calories par kilogramme soit 6000 calories par mètre cube.
2° Par combustion incomplète par l'air. C'est le ga:^ à Vair obtenu en brûlant de la houille sous une épaisseur de 0™40 à 0"60 dans un foyer spécial.
Sa puissance calorifique est faible, et très variable. Elle atteint :
800 à 900 calories par kilogramme ou 1000 calories par mètre cube.
3° Par décomposition de Veau dans un foyer à anthracite ou à coke. C'est le gaz à l'eau.
Il contient parties égales d'oxyde de carbone et d'hydrogène et un peu d'acide carbonique.
Puissance calorifique :
4000 calories par kilogramme
ou 2o00 à 2800 calories par mètre cube.
4® Par l'emploi des gax-ogènes. Le gaz de gazogène est un mélange des trois gaz précédents. Il est obtenu, en effet, par la distillation de la houille, en présence de l'air et de l'eau.
La puissance calorifique est environ de : 1000 à 1200 calories par kilogramme ou 1250 à 1500 calories par mètre cube.
OAZOOÉNES
Un gazogène est un foyer d'un genre particulier dans lequel les combustibles solides sont transformés,
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On peut ainsi travailler aussi longtemps que Ton veut avec des portes ouvertes sans modifier la composition chimique de la flamme.
D'autre part, l'emploi du gaz comme combustible permet de répartir les flammes également dans l'espace entier du four.
On fera arriver le gaz et Tair en lames épaisses parallèles et animées de vitesses égales ; la forme et la disposition des brûleurs doivent être étudiées avec le plus grand soin, et l'ouvrier devra manœuvrer ses registres avec précaution et intelligeoce.
Il y a plusieurs façons de conduire les gazogènes.
Quand il ne s'agit pas de produire des températures très élevées, on les mène en allure lente ; ils fonctionnent .alors pour ainsi dire tout seuls. L'allure lente peut permettre l'obtention des températures élevées lorsque les gaz sont préalablement chauffés dans des régénérateurs.
La marche en allure vive nécessite plus de soins et une construction différente pour permettre à l'ouvrier d'être maître dans une certaine mesure de la composition et de la température des gaz combustibles.
Pour tirer des gazogènes tout le parti possible, il est nécessaire qu'ils soient disposés en vue de la nature des houilles que l'on doit y brûler. L'expérience seule peut servir de guide à cet égard.
En tous cas, les conditions générales à remplir sont les suivantes :
Le combustible, chargé par la porte supérieure, doit descendre régulièrement; il ne doit pas être resserré pendant la distillation, afin qu'il ne se forme pas de cavités dans la masse qui doit cependant être toujours perméable à Tair.
Le décrassage en marche doit être facile et doit s^effectuer sans déranger Tallure de la combustion.
Il faut réduire au minimum les collages contre les parois, et la température de la masse incandescente doit être comprise entre certaines limites qui dépendent un peu de la nature du combustible et surtout de la composition que l'on veut donner aux gaî combustibles.
La question de l'allure à donner aux gazogènes est assez importante; il est nécessaire d'entrer à ce sujet dans quelques détails.
Composition des- gaz. — Les gaz des gazogènes peuvent être considérés comme un mélange d'hydrocarbures et d'hydrogène provenant des matières volatiles de la houille, d'acide carbonique provenant de la combustion du carbone sur la grille, d'oxyde de carbone résultant de la dissociation qu'éprouve l'acide carbonique en traversant la couche épaisse de combustible incandescent, et enfin d'azote.
Lia proportion des hydrocarbures dépend surtout de la nature de la houille employée, et leur composition varie avec la température de la masse.
L'hydrogène libre provient en grande partie de la vapeur d'eau qui traverse le foyer.
La quantité d'azote est indépendante de la nature du combustible et de la marche de l'appareil, mais les proportions relatives d'acide carbonique et d'oxyde de carbone dépendent en partie de la construction de l'appareil et surtout de la manière dont on le conduit.
Théorie du gazogène, -r- On peut la résumer de la façon suivante :
Tout l'oxygène de Tair commence par se transformer en acide carbonique en traversant la première, couche de charbon cokéfié qui repose sur la grille.
Si la combustion est vive, cet acide carbonique, porté à haute température en ^'élevant au travers de la couche poreuse de coke incandescent, est converti en oxyde de carbone, et la transformation peut s'opérer. d'une manière presque complète si la couche est assez épaisse.
Le refroidissement produit par la dissociation est considérable, puisque pour chaque kilogramme de carbone passant de l'état d'acide carbonique à l'état d'oxyde il y a 3134 calories absorbées.
Cet oxyde de carbone doit en outre, en arrivant à la partie supérieure de la couche de combustible, opérer la distillation de la houille, ce qui occasionne un nouvel abaissement de sa température.
En fait, quand l'appareil est construit ou conduit pour opérer la transformation aussi complète que possible de l'acide carbonique en oxyde de carbone, la température des gaz sortants ne dépasse pas 600 à 700 degrés, soit le rouge sombre.
C'est ce que l'on appelle marcher en basse température ou en allure lente.
Allure chaude. — Quand au contraire les gaz sortant du gazogène possèdent une température plus élevée, 800, 900 et même 1000 degrés, on appelle Cela marcher en allure chaude.
Pour obtenir ce résultat, il ne faut pas refroidir autant le gaz et pour cela ne pas opérer aussi complètement la transformation de l'acide carbonique. On a ainsi un gaz moins riche en oxyde de carbone, mais beaucoup plus chaud.
En général, quand on marche en alluro chaudts on ne s'attache pas à avoir une composition de gaz toujours constante, et à certains moments on rend tout à coup le gaz pUis riche en combustible en faisant une forte charge de houille, ou plusieurs petites charges répétées.
Cette houille fraîche tombant dans un milieu tréa chaud, distille rapidement et fournit du gaz d'éclairage, qui ajoute momentanément de la puissance calorique.
On peut par ce moyen donner un coup de feu s'il est nécessaire.
La marche en allure chaude est plus délicate que celle en allure lente; elle exige de la part des ouvriers une surveillance pour ainsi dire constante.
Analyse des gaz. — Un gazogène étant en marche, il est nécessaire de pouvoir à tout moment contrôler la production du gaz et sa richesse.
Les praticiens ont, à cet égard, plusieurs points de repère, tels par exemple que Taspect de la grille, la pression plus ou moins forte dans le gazogène ou dans les conduits de gaz, la couleur de la surface du combustible incandescent, celle du gaz non allumé et celle de la flamme qu'il produit en brûlant.
Tous ces indices sont précieux, et la plupart du temps ceux qui conduisent les gazogènes n'en ont pas besoin d'autres. Toutefois il existe des moyens exacts de suivre et de contrôler la marche des appareils, et en première ligne il faut citer l'analyse des
gaz.
Tous les industriels connaissent aujourd'hui l'appareil imaginé par M. Orsat, pour faire en quelques minutes l'analyse industrielle des .gaz des. foyers. ..
iS6 MOYENS d'apprécier LA TEMPÉRATURE
Au moyea d'un aspirateur, ou remplit du gaz à analyser une cloche de 100 centimètres cubes; puis on envoie successivement ce gaz dans trois éprouvettes contenant : la première, une dissolution de potasse caustique; la seconde, du pyrogallate de potasse, et la troisième du protochlorure Je cuivre.
La première dissolution absorbe l'acide carbonique, la seconde l'oxygène, et la troisième Toxyde de carbone. Chaque fois que Ton a absorbé un gaz, la diminution de volume en indique la quantité. Il reste, à la fm, de l'azote et les carbures d'hydrogène. On peut ainsi, en deux minutes, faire une analyse quantitative qui fournit des renseignements précieux pour la conduite des foyers.
