HUITIÈME PARTIE ESSAIS AU GAZOGÈNE PAR
R. J. DURLEY
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HUITIÈME PARTIE ESSAIS AU GAZOGÈNE R. J. DURLEY
GAZOGÈNI ÿ ET LEUR MÉTHODE DE FONCTIONNEMENT
Comme introduction à la discussion des essais de houilles Canadiennes faits aux laboratoires d'expérience de l'Université McGill, on trouvera utile d'avoir un apercu élémentaire de la théorie et de l'action du gazogène, Les gazogènes diffèrent de modèle suivant le combustible dont on doit se servir et le but auquel le gaz doit être employé. Le gaz qui doit servir au pouvoir, pour être employé avec succès dans une machine à combustion interne doit être plus propre et plus uniforme dans sa composition que cela est nécessaire dans le cas de gaz que l'on ne doit employer que comme combustibles ou dans un but métallurgique. La préparation du “gaz de houille” par la distillation de houilles très bitumineuses dans des cornues imperméables forme naturellement le procédé habituel de fabrication du gaz pour la consommation d'ine ville et ce gaz lorsqu'il est convenablement nettoyé peut être employé pour le pouvoir. Un tel gaz doit être clairement distingué de celui qui est connu sous le nom de gaz du “‘gazogène’" et est habituellement trop coûteux pour être employé soit dans les machines à gaz pour la production du pouvoir, soit pour les travaux métallurgiques. D'un autre côté, certaines sortes de gazogènes sont grandement employés pour la fourniture &e la ville quand ils sont traités spécialement pour être adaptés à ce but.
Le terme ‘gaz de gazogène” est emplo:* pour spécifier le mélange de gaz obtenus en passant de l'air ou un .nélange de vapeur et d'air à travers un corps de combustible carbonacé solide et incandescent. Un haut fourneau, produisant de la gueuse est, en fait, un exemple sur une large échelle d'un gazogène de cette nature et les gaz des hauts fourneaux peuvent être employés pour chauffer les génére teurs où (après un nettoyage approprié) pour fournir les machines à gaz employées pour la production du pouvoir . Dans un haut-fourneau, l'air seul passe à travers le coke chauffé qui forme une si importante partie de la charge de la fournaise.
Le gazogène de la sorte la plus simple est celui qui emploie un combustible (tel que le coke) contenant peu ou aucune matière volatile combustible et qui n'est alimenté que d'air. La disposition d'un gazogène simple à tirage supérieur est montrée dans la Fig. 38 et on verra qu'il contient un lit épais de combustible, F, entouré d'une enveloppe de plaques de fer à l'épreuve des gaz, ayant une facilité d'approvisionnement d'air à A l'entrée du combustible à B et l'enlèvement des gaz qui en résultent à G.
Voir par exemple, Trans. A.S.NLE, Juin 1910, pour les détails sur une grande installation d'usine de hauts fourneaux à machines à force motrice à gaz.
La nature générale des actions qui se produisent dans un gazogène de cette sorte peut être facilement suivie par quiconque possède une légère connaissance de chimie. Avec un lit de combustible suffisamment profond et une alimentation d'air proprement adaptée, on trouvera que le carbone du combustible s'unit à l'oxygène de l'air pour former du monoxide de carbone (CO), un gaz combustible mais un poison, qui s'il se trouve en contact avec une quantité supplémentaire d'air à une certaine température s'unira à plus d'oxygène et formera du bioxide de carbone (CO:), produit de la combustion complète du carbone et de l'oxygène. La formation du monoxide de carbone dans le gazogène implique la combustion partielle du carbone et est accompagnée de l'évolution d'environ 30 pour cent de la chaleur qui pourrait être produite en brûlant complètement la même quantité de carbone en dioxide de carbone. Ce 30 pour cent est perdu, étant dissipé par la radiation et emmené comme chaleur sensible dans le gazogène chaud: la balance, environ 70 pour cent peut être utilisée en brûlant avec plus d'air les gaz du gazogène. Le rendement du gazogène, tel que décrit ci-dessus, ne peut pas, par conséquent excéder 70 pour cent puisqu’un gazogène à rendement de 100 pour cent est celui qui donne un gaz qui, s’il est brûlé développerait 100 pour cent de la valeur calorifique du combustible employé. Le rendement d'un gazogène est en fait la proportion de
Valeur Calorifique du gaz produit Valeur Calorifique du combustible employé
On a trouvé par l'expérience que la chaleur produite en brûlant une livre de carbone en monoxide de carbone (CO) s'élève à environ 4,200 U.T.B. tandis que si on permet aux 2; livres de monoxide de carbone de s'unir à une quantité supplémentaire d'oxygène de façon à produire 34 livres de dioxide de carbone, 10,450 U.T.B. additionnelles sont engendrées. La valeur calorifique d'une livre de carbone est par conséquent, 14,650 U.T.B. quand elle est complètement brûlée en dioxide de carbone. De là, ainsi qu'il a été expliqué plus haut, le rendement de chaleur du procédé de forma-
tion du monoxide de carbone sera ou 71-3 pour cent dans des condi-
tions idéales ou parfaites au point de vue théorique. Dans un gazogène de la nature décrite ci dessus on ne peut pas même atteindre ce chiffre et ilest nécessaire d'adopter certains moyens pour utiliser une portion de la chaleur qui serait autrement perdue. Cela peut être fait, simplement en mélangeant une quantité convenable de vapeur avec l'approvisionnement d'air.
Si la vapeur est passée sur du carbone incandescent, il se fait une réaction chimique qui divise la vapeur en ses constituants, l'hydrogène et l'oxygène, et l'oxygène, dans des conditions de températures approptiées s'unit au carbone, formant habituellement à la fois du monoxide et du dioxide de carbone. Les gaz qui résultent de ce procédé formeront, par conséquent, dans des conditions idéales un mélange d'hydrogène, de monoxide de car-
12 Pour notes relatives à la signification de “Valeur € alorifique,” “British Thermal
Unit,” etc., et pour les méthodes et les unités de mesurage de la chaleur, voir les Parties Vilet IX de ce volume.
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