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"Procédé pour méliorer la combustion des combustibles solides naturels ou artifi ciels et matériel pour l'applicatio du dit procédé".
L'utilisation de combustibles à des fins ménagères on in- dustrielles doit s'entendre comme la combinaison, accompagnée d'un dégagement de calories, des éléments constitutifs des dits oombustibles avee l'oxygène de l'air. es données optima de bonne utilisation des combustibles solides, sont dans tous lescas, et quel que soit le genre de foyer en service :
le) ne jamais marcher avec insuffisance d'air
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.. , 0 n'employer que les excès r,' .1r ( primaire et seconàair indispensaolps . li combustion totale et complète du combuatibl Or, dans 11 pratiaue, et même avec les plus perfectionnés
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des fours à gazogène complets, les normes r:'utilisation s'écar- tent encore considérablement de l'idéal déduit du pouvoir combu rivore.
Les améliorations possibles dépassent alors la seule tech nique au constructeur de fours et ne peuvent plus jouer que sur le combustible lui-même; elles constituent précisément le but d
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1.z présrnte invention.
Ce problème a été étudié notamisent p,ir ;.ubowitah (voir D.R.P. 594.N7i et brevets français bzz-,!5 et 776.377).
Ceci exposé, 1-i présente invention u pour objet un prooéd qui permet d'augmenter lt conbustibilit4 et lui relativité des combustibles solides (et même de ceux, piteux ou liquidest pris dans ces derniers états), ainsi que les compositions répondant aux prescriptions de ce procédé et qui ajoutées à très faible dose aux combustibles, en augmentent la réaotivité et la com bustibilité.
Le procédé permet alors 6'utiliser les compositions in- férieures difficiles à allumer ou à maintenir en combustion u- tile, en facilitant la conduite de celle-ci, e façon que la quantité de calories utilisables augmente de façon appréciable.
Elle permet enfin d'économiser les combustibles déjà employés dans l'industrie ou dans le privé, en en améliorant la combus- tion.
PROCEDE.- On a songé à incorporer au combustible, préala- blement à son chargement dans le four ou le foyer, ou oonour- rement à ce chargement, une composition formée de : le) Un ou plusieurs catalyseurs de rupture permettant de faciliter le cracking du complexe organique que toujours
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constitue le combustible utilisé, puisque même les gathraoitee --.-.... Jm
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cokes et charbons de bois ne sont que ces colloïdes à haut de- gré de polymérisation.
2 Un ou plusieurs catalyseurs ''oxydation, qui per- mettent d'accélérer la combustion, c'est-à-dire l'oxydation des combustibles crackés par le catalyseur de rupture énoncé préoé- demment.
Mais on n'a jamais indiqué l'emploi très spécial et par ticulièremet avantageux des oxydes de vanadium et d'uranium à doses très faibles, de 0,3 à 2 %
On préconise donc selon l'invention le mélange suivant qui comporte deux classes utiles :
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<tb> 1 <SEP> un <SEP> support <SEP> actif <SEP> et <SEP> fondant <SEP> comportant
<tb>
<tb> Na <SEP> Cl <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 50%
<tb>
<tb> Fe2 <SEP> 03 <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 50%
<tb>
<tb> co3 <SEP> Ba <SEP> 4 <SEP> à <SEP> 10%
<tb>
<tb> NO3 <SEP> 2 <SEP> Ba <SEP> 4 <SEP> à <SEP> 10%
<tb>
<tb> Nm <SEP> O4 <SEP> K <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 3%
<tb>
<tb> Aluminium <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 5%
<tb>
<tb> 2.) <SEP> un <SEP> oatalyseur <SEP> actif <SEP> comportant
<tb>
<tb> ce <SEP> 3 <SEP> Mn <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 8%
<tb>
<tb> CO3 <SEP> Cu <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 6%
<tb>
<tb> Uranates <SEP> 0,
3 <SEP> à <SEP> 6%
<tb>
<tb> Vandates <SEP> 0,3 <SEP> à <SEP> 6%
<tb>
<tb> No3 <SEP> 3 <SEP> Ce <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 6%
<tb>
<tb> NO3 <SEP> 4 <SEP> Th <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> 3%
<tb>
<tb> NO3)2 <SEP> cc <SEP> et <SEP> N <SEP> 0,1 <SEP> à <SEP> 2%
<tb>
<tb> Or <SEP> Cl3 <SEP> 0,1 <SEP> à <SEP> 2%
<tb>
La présence du vanadium et de l'uranium permet de réduir considérablement les autres corps connus et la proportion même du mélange actif, qui peut être de 1 à 3 pour mille du oombusttb total.
Ces corps sont broyés finement et pulvérisée et dans oet
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1 état saupoudrés sur le combustible ou misen suspension dans de l'eau, avec laquelle on arrose le combustible et le laisse égout- ter.
Le choix et l'activité de ces catalyseurs ou de ces mé langea catalyseurs sont déterminés et mesurés par la lecture d'un diagramme du poids et eu temps représentait l'allure de combustio ou l'allure de distillation du combustible considéré en présence de ces corps ou mélangea catalyseurs, sous l'effet de la tempéra- ture, en présence d'un courant gazeux comburant ou non, passant à vitesse constante et ; pression déterminée.
Ce diagramme est réalisé au mieux avec le matériel sui- vant : une balance de précision à amortisseur à huile de vase- line est solidaire d'un creuset à grille qui sera décrit plus loi et qui plonge à l'intérieur d'un four électrique à axe vertical, à température et atmosphère variables, chauffant une chambre oy- lindrique en quartz transparent munie d'ajutage adducteur et ab- duoteur.
Cette chambre porte à son sommet un orifice circulaire très étroit permettant le passage d'un fil de platine relié, d'une part à un plateau de la balance, et d'autre part au creuset
Les travaux d'Urbain et de Guiahard sur les oxydes (bulletin de la Société Chimique de Franoe de février 1984 appli qués par A.Fleuret au oas du charbon, lui ont permis de démontrel que, malgré l'aotion de la température sur l'appareillage pendant la pesée les erreurs sont d'ordre négligeable (moins du-dixième de milligramme).
Le charbon en brûlant, perd du poids; la mesure de la vitesse de la combustion s'exprimera donc par la courbe de la perte de poids en fonction du temps, toutes conditions physiques restant égales (température, pression, vitesse de passage du fluide).
Pour déterminer cette courbe "poids-tempa", on utilise le matériel spécial représenté sur le dessin ci-annexé et auquel
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5 d- Î- 4 ,.- ¯ . on se réfère.
3ur ce dessin, figure 1, représente le creuset spécialement réalisé;
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figure d, la balance utilisée, vue schématiquement dans son ensemble avec le creuset.
Pour la détermination de '3 la courbe "poids-temps" susdit on place une quantité déterminée ce charbon sec dans le creuset de la figure 1 et qui est constitué par un corps 1 en quartz, de
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forme tubulaire avec un étranglement " supportqnt une grille oro sillonnée en nickel (de bec Maker 3 sur laquelle est placé le combustible à examiner 4. L'étranglement 7 sert en outre, à rete un collier 5 en fil de niokel Supportant une coupelle de nickel qui sert à retenir les cendres (en vue de la justesse de la pesé L'ensemble est suspendu au fil de platine 7 accroche par son son met à l'un des plateaux de la balance, et est placé dans un gros tube de quartz transparent 8 muni des tubes adducteurs 9 et ab- ducteeurs 10, à l'intérieur du four électrique 11 à axe vertical.
Sous l'effet de la chaleur, le charbon brûle ou distille et le distillat s'enflamme sous l'influence du fluide ambiant; 1 pesée étant faite sous charge constante, on corrige la perte de poids en ajoutant au fur-et-à-mesure des poids du côté du creu nets pour maintenir l'équilibre avec la tare.
Les poids ajoutés inscrits en fonction du temps détermi- nent les points du diagramme.
Il y a lieu de noter que l'échantillon de combustible doit être amené à une granulométrie constante. L'expérience se fait avec le combustible seul, puis avec le combustible et les mélanges catalyseurs,
La figure 2 représente schématiquement l'ensemble de la balance, avec ses deux plateaux p et Pl .
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"Process for improving the combustion of natural or artificial solid fuels and equipment for the application of said process".
The use of fuels for domestic or industrial purposes should be understood as the combination, accompanied by the release of calories, of the constituent elements of said fuel with the oxygen in the air. The optimum data for the good use of solid fuels are in all cases, and regardless of the type of fireplace in service:
le) never walk with insufficient air
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.., 0 use only the excess r, '.1r (primary and secondary essentials. The total and complete combustion of the gold fuel, in 11 practices, and even with the most sophisticated
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for complete gasifier furnaces, the standards for use still deviate considerably from the ideal deduced from the fuel power rivore.
The possible improvements then go beyond the sole technique of the furnace builder and can no longer operate except on the fuel itself; they are precisely the goal of
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1.z present invention.
This problem has been studied in particular p, ir; .ubowitah (see D.R.P. 594.N7i and French patents bzz -,! 5 and 776.377).
This exposed, 1-i present invention u for object a prooéd which makes it possible to increase the conbustibilit4 and its relativity of solid fuels (and even of those, pitiful or liquidest taken in these last states), as well as the compositions meeting the prescriptions of this process and which, added at very low doses to fuels, increase their reactivity and com bustibility.
The process then makes it possible to use the lower compositions which are difficult to ignite or to maintain in useful combustion, by facilitating the conduct of the latter, so that the quantity of usable calories increases appreciably.
Finally, it makes it possible to save the fuels already used in industry or in the private sector, by improving combustion.
PROCESS.- Consideration has been given to incorporating into the fuel, prior to its loading into the furnace or the hearth, or, moreover, into this loading, a composition formed from: the) One or more rupture catalysts making it possible to facilitate cracking of the organic complex that always
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constitutes the fuel used, since even the gathraoitee --.-.... Jm
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cokes and charcoals are just these high polymerization colloids.
2 One or more oxidation catalysts, which make it possible to accelerate the combustion, that is to say the oxidation of the fuels cracked by the rupture catalyst mentioned above.
However, the very special and particularly advantageous use of oxides of vanadium and uranium at very low doses, from 0.3 to 2%, has never been indicated.
The following mixture is therefore recommended according to the invention, which comprises two useful classes:
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<tb> 1 <SEP> an <SEP> support <SEP> active <SEP> and <SEP> melting <SEP> comprising
<tb>
<tb> Na <SEP> Cl <SEP> 30 <SEP> to <SEP> 50%
<tb>
<tb> Fe2 <SEP> 03 <SEP> 30 <SEP> to <SEP> 50%
<tb>
<tb> co3 <SEP> Ba <SEP> 4 <SEP> to <SEP> 10%
<tb>
<tb> NO3 <SEP> 2 <SEP> Ba <SEP> 4 <SEP> to <SEP> 10%
<tb>
<tb> Nm <SEP> O4 <SEP> K <SEP> 1 <SEP> to <SEP> 3%
<tb>
<tb> Aluminum <SEP> 2 <SEP> to <SEP> 5%
<tb>
<tb> 2.) <SEP> an active <SEP> <SEP> oatalyst <SEP> comprising
<tb>
<tb> ce <SEP> 3 <SEP> Mn <SEP> 2 <SEP> to <SEP> 8%
<tb>
<tb> CO3 <SEP> Cu <SEP> 1 <SEP> to <SEP> 6%
<tb>
<tb> Uranates <SEP> 0,
3 <SEP> to <SEP> 6%
<tb>
<tb> Vandates <SEP> 0.3 <SEP> to <SEP> 6%
<tb>
<tb> No3 <SEP> 3 <SEP> Ce <SEP> 2 <SEP> to <SEP> 6%
<tb>
<tb> NO3 <SEP> 4 <SEP> Th <SEP> 0.05 <SEP> to <SEP> 3%
<tb>
<tb> NO3) 2 <SEP> cc <SEP> and <SEP> N <SEP> 0.1 <SEP> to <SEP> 2%
<tb>
<tb> Or <SEP> Cl3 <SEP> 0.1 <SEP> to <SEP> 2%
<tb>
The presence of vanadium and uranium makes it possible to considerably reduce the other known bodies and the very proportion of the active mixture, which can be from 1 to 3 per thousand of the total fuel.
These bodies are finely ground and pulverized and in oet
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1 state sprinkled on the fuel or suspended in water, with which the fuel is sprinkled and allowed to drain.
The choice and the activity of these catalysts or of these mixture catalysts are determined and measured by reading a weight diagram and in time represented the rate of combustio or the rate of distillation of the fuel considered in the presence of these. body or mixture of catalysts, under the effect of temperature, in the presence of an oxidizing gas stream or not, passing at constant speed and; determined pressure.
This diagram is best produced with the following equipment: a precision balance with a vase-line oil shock absorber is attached to a grid crucible which will be described more closely and which plunges inside an electric furnace with vertical axis, at variable temperature and atmosphere, heating a cylindrical chamber in transparent quartz fitted with adductor and ab- duotor nozzle.
This chamber has at its top a very narrow circular orifice allowing the passage of a platinum wire connected, on the one hand to a weighing plate, and on the other hand to the crucible.
The work of Urbain and Guiahard on oxides (bulletin of the Société Chimique de Franoe of February 1984 applied by A.Fleuret to the coal oas, enabled him to demonstrate that, despite the aotion of the temperature on the equipment during weighing errors are negligible (less than one-tenth of a milligram).
Coal on burning loses weight; the measurement of the speed of combustion will therefore be expressed by the curve of the weight loss as a function of time, all physical conditions remaining equal (temperature, pressure, speed of passage of the fluid).
To determine this "weight-tempa" curve, the special equipment shown in the accompanying drawing is used and to which
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5 d- Î- 4, .- ¯. we refer.
3ur this drawing, Figure 1, shows the crucible specially made;
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Figure d, the balance used, schematically viewed as a whole with the crucible.
For the determination of '3 the aforementioned "weight-time" curve, a determined quantity of this dry carbon is placed in the crucible of FIG. 1 and which consists of a body 1 of quartz,
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tubular shape with a constriction "supporting an oro furrowed nickel grid (of Maker 3 nozzle on which is placed the fuel to be examined 4. The constriction 7 also serves to rete a collar 5 in niokel wire Supporting a nickel cup which is used to retain the ashes (in view of the accuracy of the weighing The whole is suspended from the platinum wire 7 hangs by its sound puts to one of the scales of the balance, and is placed in a large transparent quartz tube 8 provided with adductor 9 and abductor tubes 10, inside the electric furnace 11 with vertical axis.
Under the effect of heat, the coal burns or distils and the distillate ignites under the influence of the ambient fluid; 1 weighing being done under constant load, the weight loss is corrected by adding net weights on the side of the hollow as and when it comes to maintaining balance with the tare.
The added weights entered as a function of time determine the points on the diagram.
It should be noted that the fuel sample must be brought to a constant particle size. The experiment is done with the fuel alone, then with the fuel and the catalyst mixtures,
FIG. 2 diagrammatically represents the whole of the balance, with its two plates p and Pl.