CHARBON

Réduite

Aclive

L'emploi de la vapeur pour pulvériser le naphte présente un grand inconvénient dans les bateaux : c'est la dépense d'eau qu'il

nécessite ; environ — à — de la production totale. Pour un navire

de 3 000 tonneaux, ayant une surface de chauffe de 5oo mètres,

la chaudière doit évaporer environ 3o x 5oo= i5ooo litres à

l'heure, et le jet pulvérisateur consommera au moins i 25o litres

à l'heure, soit 3oo mètres cubes pour une traversée de 10 jours.

Il ne faut pas songer dans un navire à avoir une pareille réserve

d'eau douce et il faut, si on ne veut pas recourir à l'alimentation

à l'eau salée, avoir à bord de puissants appareils distillatoires,

ce qui est une grande complication.

Il vaut mieux remplacer la vapeur par l'air comprimé. Il suffit

d'une petite pompe à vapeur comprimant lair à 2 ou 3 atmo-

sphères, ou, d'après M. d'AUost, injecter tout l'air nécessaire à la combustion, par Tespace annulaire de l'appareil en augmentant convenablement sa section et supprimant le pavillon. Il suffit alors de lancer l'air par un ventilateur.

GAZOGÈNES

331. Dans les usines métallurgiques, il se dégage des hauts fourneaux des gaz combustibles qui, primitivement perdus dans l'atmosphère, ont été plus tard recueillis et utilisés à divers chauffages. Cette utilisation a fait reconnaître que les gaz présentent, sur les solides, de nombreux avantages, au point de vue de la facilité de la combustion, qui peut être obtenue plus complète et se régler plus commodément au moyen de valves et de robinets. On peut obtenir des flammes longues ou courtes à volonté et produire des températures plus élevées, en chauffant, avant la combinaison, le combustible et le comburant. Dans nombre de cas, au lieu de brûler directement les combustibles à l'état solide, on a commencé par les transformer en gaz par une opération préliminaire.

Avant de parler des foyers destinés à brûler les gaz combustibles, nous devons nous occuper d'abord des appareils destinés à les produire industriellement et qu'on désigne sous le nom de gazogènes.

332. Pour opérer la transformation des combustibles en gaz, on peut employer divers moyens.

On peut les chauffer en vase clos ; c'est le procédé employé pour la fabrication du gaz de l'éclairage. On charge la houille dans des cornues disposées dans des fours et chauiïées par un foyer spécial. Sous l'action de la chaleur, la houille distille, les hydrogènes carbonés se dégagent et après purification et refroidissement, le gaz est recueilli dans des gazomètres d'où on le distribue par des réseaux de conduite. Le charbon qui reste dans la cornue est le coke.

On obtient ainsi des gaz très combustibles, sans mélange d'à-

zotc, mais le prix de revient est élevé et ce procédé n'est employé que pour le gaz qui sert à l'éclairage et à quelques chaufTages particuliers comme celui des cuisines et des laboratoires.

338. Pour obtenir plus économiquement la transformation des combustibles en gaz, M. Ebelmen a construit des gazogènes sous ia forme do petits hauts-fourneaux dans lesquels on enlasso le combustible à transformer. La hauteur de l'appareil est variable suivant le combustible, i^jSo à 2 mètres pour le lignite et la tourbe desséchée, un peu moins élevé pour le charbon de bois, a°',5o à 3 mètres pour la bouille et le coke. On injecte de l'air, à la base du fourneau, par une tuyère, sous une pression de 0,20 d'eau pour le bois, de o,a5 à o.3o pour la bouille et le coke. Ces gazogènes sont dits à combustion vive.

La figure 208 représente une disposition appliquée par MM. Thomas et Laurens.

Le combustible, qui doit être de qualité maigre pour qu'il n'y ait pas ^,g .j^

obstruction, est chargé au moyen d'une

trémie & deux valves que l'on ouvre successivement, de manière à ne pas établir de communication avec l'extérieur. Si le combustible renferme des matières terreuses, on ajoute un fondant qui les fait couler à l'état de laitiers.

L'air lancé par la tuyère produit d'abord de l'acide carbonique qui, rencontrant dcuis son ascension du carbone à une température élevée, se transforme en oxyde de carbone et la température s'abaisse par suite de la grande quantité de chaleur absorbée dans cette transformation.

Onsailque i kilogramme de carbone, ens'unissantàl'oxygëne, forme 3', 66 d'acide carbonique qui avec i kilogramme de car-

bone produisent 4^,66 d'oxyde de carbone ; or la formation des 3^,66 d'acide carbonique a produit 8o8o calories tandis que la formation de 4S66 d'oxyde par 2 kilogranumes de carbone ne produit que a X 2473=4946. La différence 8 080 — 4946 = 3i34est donc le nombre de calories absorbées par le passage de 3^66 d*acide carbonique à l'état d'oxyde de carbone, ce qui correspond

3 i3i à .> ^^ = 854 par kilogramme d'acide carbonique décomposé.

La chaleur transmise, à travers la masse, par les gaz de la combustion qui se dégagent du bas, produit la distillation des couches supérieures; le mélange de gaz, oxyde de carbone, hydrogènes carbonés, etc., s'échappe par un orifice placé près du sonimet et il est conduit par des tuyaux aux foyers spéciaux où la combustion doit s'effectuer.

Les gaz qui sortent du gazogène ont une température qui dépend de la nature du combustible ; avec la tourbe et le bois, elle ne dépasse pas quelquefois 3oo*, tandis qu'elle s'élève à j et 800* et au-dessus avec la houille et le coke.

334. Gazogène Beaufùmé. — M. Beaufumé, en i854, a essayé d'appliquer un système de gazogène au chauffage des chaudières à vapeur. Il avait principalement pour but la suppression de la fumée.

Le gazogène Beaufumé se composait d'une caisse à section carrée entourée d'eau et à double enveloppe, comme une boîte à feu de locomotive. Au fond de la caisse était la grille sur laquelle on chargeait la houille, avec une épaisseur de 0,60 environ, au moyen de deux trémies disposées sur le ciel du foyer et qui permettaient au moyen d'un système de doubles valves, comme dans l'appareil précédent, l'introduction du combustible sans communication avec l'atmosphère. L'air était lancé par un ventilateur à force centrifuge.

Les gaz produits s'échappaient par une ouverture percée dans le haut de l'une des parois verticales et étaient conduits sous la chaudière où ils étaient brûlés dans un foyer spécial.

Cet appareil n'a pas donné de bons résultats ; il était compliqué pour un chaufTage de chaudière à vapeur, exigeait l'emploi d'une machine, d'un ventilateur. Sa marche a été signalée par des accidents nombreux, des fuites, des fissures aux t6les du foyer et quelquefois par des explosions.

836. Gazogène Siemens. — C'est à MM. Siemens qu'est dû le gazogène à combustion lente employé dans un grand nombre d'industries.

Ce gazogène (fig. 209) se compose d'une paroi pleine très inclinée, sur laquelle glisse le combustible chargé au moyen d'une trémie à double fermeture, comme celle des appareils précédents; au-dessous se trouve une grille formée de barreaux à gradins fixes et, plus bas, de barreaux mobiles moins inclinés, liccombustibledescend, par son poids, sur la partie pleine où il distille sous l'action de la cha- . leur et à l'abri de l'air; il passe à l'état de coke et reçoit au-dessous, à la hauteur delà grille, le contact de l'air; il se produit pig. 109.

d'abord de l'acide carbonique,

qui, obligé de traverser une grande épaisseur de charbon, se transforme en oxyde de carbone qui se dégage avec l'azote de l'air et les liydrogèncs carbonés provenant de la partie supérieure du foyer. En secouant ou en déplaçant les barreaux mobiles, on fait tomber les cendres et les mâchefers daus le cendrier d'où OD les retire facilement.

Un regard, fermé par un tampon, permet d'observer ce qui se passe dans le foyer et d'introduire, au besoin, un ringard pour dégorger quand c'est nécessaire.

La combustion se fait dans ces foyers à raison de 25 à 3o kilogrammes parmètre carré.

Quand les gazogènes sont près des foyers à gaz, ils doivent être placés à 3 mètres et 3*,5o au-dessous afin de déterminer l'appel d'air suffisant.

Pour produire le tirage avec des gazogènes placés loin des foyers, et établis à une faible profondeur au-dessous du sol, MM. Siemens ont adopté une disposition particulière. Elle se compose d'une cheminée en briques de a",5o à 3 mètres de hauteur, placée directement au-dessus du gazogène et dans laquelle les gaz montent à une température de 6oo* à 65o®; du sommet part un tuyau horizontal métallique ayant une surface d'au moins 6 mètres carrés, exposé à l'air, ou les gaz se refroidissent ; ils redescendent ensuite au foyer par un autre tuyau, à peu près de même hauteur que le tuyau ascendant. La diiTérence de densité, dans ces deux tuyaux verticaux, résultant de la différence de température, suffit pour produire le tirage, comme nous le verrons au chapitre des cheminées.

336. Température des gazogènes. — Le tableau suivant donne la composition moyenne du mélange des gaz qui se dégagent d'un gazogène.

Composition moyenne des gaz produits par an gazos^ène Siemens.