Procédé pour le refroidissement et l'épuration du produit gazeux provenant de la transformation,'pyrogénée des huiles lourdes. La transformation pyrogénée des huiles lourdes d'origine minérale, végétale ou ani male, produite à température élevée et, en particulier, la transformation par,combustion partielle de l'huile lourde avec de l'air, trans formation décrite .dans le brevet suisse no 124107, donne naissance à une buée ga-_ zeuse ou des gaz contenant éventuellement des goudrons d'origine minérale,
végétale ou animale ou des particules de carbone en sus pension qui peuvent être particulièrement nuisibles si .l'on veut alimenter des moteurs à explosion avec ces gaz.
La buée gazeuse très chaude contenant du moudron doit être refroidie .avant d'entrer dans le moteur, et pendant ce refroidisse ment, dans les appareils actuels, les ,goudrons se condensent sur les parois des tuyaux en donnant des dépôts .adhérents solides ou semi- liquides, lesquels dépôts subissent parfois une cokéfaction qui les rend encore plus adhérents. Il peut en résulter des inconvé nients ,allant jusqu'au bouchage des tuyaux.
La présente invention a pour objet un procédé :de refroidissement et d'épuration des gaz, pour remédier à cet état -de choses, qui est caractérisé en ce que le produit gazeux, maintenu dans l'appareil ,générateur, c'est-à- dire V.appareil où il est engendré, à une tem pérature suffisamment élevée pour éviter la condensation des goudrons, est soumis brus quement, à la sortie du générateur et en évi tant tout contact avec des parois de tuyau teries intermédiaires, propre à produire un encrassement préjudiciable de @celles=ci,
à un refroidissement -allant jusqu'à des tempéra tures suffisamment -basses et inférieures à celles de la condensation des goudrons seuls et des résidus lourds de pyrogénation. Ceci a pour effet de provoquer en même temps que .la condensation des goudrons, la conden sation simultanée de produits plus légers que les goudrons, et de permettre d'éviter les in convénients susmentionnés.
Pratiquement, la condensation -des gou drons commence à des températures géné- ralement inférieures à 400 --500 C. On veillera à -ce que les gaz aient conservé cette température dans le générateur pour éviter les condensations sur les parois de celui-ci et la récupération de ,la chaleur @clé ces ,gaz par :de l'air @d'estiné à l'exécution .du procédé de pyrogénation ne sera pas trop poussée pour éviter un refroidissement trop intense de ces gaz.
Le procédé d'épuration, objet de l'inven tion, peut être suivi d'une épuration secon daire qui débarrasse le gaz,des particules so lides ou liquides qu'il a pu entraîner et .d'un refroidissement complémentaire du gaz par tous les procédés et notamment par action centrifuge, filtrage, etc.
Pour réaliser le procédé, on peut faire usage de divers moyens tels que par exem ple ceux qui vont être -ci-dessous énumérés: <B>10</B> On utilise l'eau comme refroidisseur par action de contact immédiat et sans for mation de vapeur, le fluide refroidisseur in tervenant sous forme -de fine poussière ou de nappe liquide ou de mélange intime d'eau et de gaz produit par des moyens appropriés, interposé entre les gaz chauds et les parois des appareils intermédiaires ou des canalisa tions qui conduisent aux appareils d'utilisa tion.
Dans ces cas: a) l'eau est maintenue à une température déterminée et suffisamment élevée pour que les hydrocarbures volatils à cette tempéra ture et utilisables dans le moteur ne soient pas condensés. La buée gazeuse peut être refroidie ultérieurement à ,la température voulue pour son admission au moteur;
b) l'eau est refroidie jusqu'à la tempéra ture choisie pour l'admission des gaz au mo teur. - 2u Au lieu -d'eau, -on peut utiliser du ga- zoïl ou autre fluide, dont la température d'ébullition est supérieure à celle (de l'eau, -ce fluide étant maintenu à une température suf fisamment élevée afin .d'éviter la -condensa tion des hydrocarbures légers au-dessous de cette température maintenue constante et généralement inférieure à la température d'ébullition .du fluide refroidisseur.
<B>30</B> Le fluide mis en contact .avec les gaz chauds, fluide qui est, par exemple, l'eau, peut ne pas être refroidi, de manière à at teindre .ainsi la température d'ébullition et cette eau, après avoir refroidi les gaz à<B>100</B> " peut produire ,des vapeurs se -mélangeant à la buée et qui seront ultérieurement condensées.
4e On conçoit que l'on peut aussi opérer un refroidissement rapide en envoyant le gaz dans un refroidisseur -ou un condensateur par surface dont les parois sont énergiquement refroidies à basse température en prenant soin d'évacuer les condensations qui se for meront par des .dispositifs .appropriés.
Le refroidissement sera effectué, par exemple, par circulation d'eau. La buée chaude gazeuse traverse les tubes :de -ce re froidisseur à grande surface, tubes de préfé rence verticaux, dont les parois sont main tenues par -circulation extérieure .d'eau à une température basse. Le long des parois solides froides a lieu une condensation simultanée non seulement de goudrons, mais en, même temps d'huiles moins lourdes et plus liquides qui donnent un ensemble .de condensation suf fisamment liquide, s'écoulant le long,des pa rois des tubes sans les encrasser et qui peut être recueilli dans un collecteur inférieur et facilement évacué. Cette condensation entre tient à -la surface des tubes une pellicule li quide qui évite le contact direct de gaz :avec 1.a. paroi elle-même des tubes.
On améliore notablement le fonctionne ment de l'épurateur en :disposant verticale ment la paroi refroidie et en faisant circuler les gaz ,de bas en haut le long de cette paroi.
On constitue ainsi: Un véritable réprige- ra.at ascendant, dans lequel les gaz et les condensations circulent en sens inverses. Les gaz circulant étant plus froids à la partie su périeure donnent naissance dans cette région à des condensations d'huiles plus légères et plus fluides qu'à la partie basse. Ces huiles condensées ruissellent ale long -des parois et retombent par gravité à la partie basse, en- traînant sur leur passage les huiles plus lour des et les goudrons qui se condensent dans cette région.
Cette manière d'opérer entretient .donc constamment sur les parois -de l'épurateur une pellicule fluide qui préserve ces parois contre le contact direct des goudrons de con densation en diminuant notablement les dan gers d'encrassement par ces ,goudrons.
Lire forme de condenseur qui convient particulièrement bien à sa réalisation est constituée par un radiateur tubulaire refroidi extérieurement par une circulation d'eau suf fisamment froide et suffisamment rapide. Dans ces conditions, on n'obtient pas dans le radiateur .d'encrassement permanent appré ciable, la totalité des condensations s'écoulant à d'état liquide. La difficulté que présente le nettoyage des tubes fins et nombreux -du radiateur, indispensables pour former une grande surface de refroidissement brusque n'est plus alors un obstacle à son utilisation. Le développement qu'il convient de .donner à la surface refroidissante est de ;l'ordre du mètre carré par gramme :d'huile transformé par seconde.
Mais indépendamment @du sens :de circula tion des gaz dans le radiateur épurateur, la garantie essentielle -du bon fonctionnement d'un tel appareil est,de refroidir l'eau de cir- cul.ation à une température très basse et com prise .approximativement entre 40 et 60 . Ce n'est qu'à cette condition que d'on peut , Pviter l'encrassement progressif du radiateur épurateur.
Lorsque .le gaz produit sert à l'alimenta tion d'un moteur de véhicule automobile, on ne dispose pas d'eau à cette température pour effectuer le refroidissement de l'épurateur, et le demandeur a prévu un épurateur sini- p.lifié .dans lequel on admet la formation éventuelle d'une couche croissante -de dépôt semi-liquide et peu adhérent sur la surface de l'épurateur, en donnant à cette surface une forme telle que l'on puisse en effectuer fa cilement le nettoyage périodique.
Cette tolérance permet .d'utiliser pour re froidir l'épurateur une eau moins froide que dans les épurateurs ci-dessus mentionnés et l'eau entre 60 et 7(10 assure -déjà le fonc tionnement sati.f;iïsant de l'appareil.
Il devient alors possible d'utiliser à cet usage l'eau de circulation du moteur, ce qui constitue une grande simplification.
Un tel épurateur pourr.a être COI1stiWpaj un tube rectiligne, à, 1ari#P SPCtien. r@fro@a@ extérieurement par circulation d'eau.<B>11</B> est également prévu de constituer l'épurateur par plusieurs tubes suffisamment larges pour que leur nettoyage soit facile.
On entend ici par tube à large section, un tube tel que la couche de dépôt qui prend naissance sur sa. surface pendant un temps de fonctionnement prolongé, soit d'une épais seur négligeable par rapport au diamètre et n'entrave en rien la marche de l'appareil, si bien qu'il suffit pour assurer son bon fonc tionnement, d'un nettoyage périodique, par exemple journalier, hebdomadaire, ou même mensuel.
L'épurateur ainsi constitué pourra être suivi ,d'un deuxième système -de tubes à re froidissement p.ar air dans lesquels le gaz su bira un :deuxième refroidissement jusqu'à la température d'utilisation dans le moteur.
Le dessin annexé, ,donné à titre d'exem ple, représente divers appareils pour l'exécu tion du procédé salon d'invention.
La fi-. 1 représente schématiquement en coupe, un mode de réalisation du dispositif d'aspiration et .de refroidissement avec le générateur @de la buée et la tuyauterie d'as piration @du moteur; La fig. 2 représente le refroidissement par un radiateur à parois ruisselantes avec contact des gaz et du liquide; La fig. 8 représente schématiquement le refroidissement de la buée par circulation en circuit fermé id'e la. même buée refroidie:
La fig. 4 représente un refroidisseur de grande surface refroidi extérieurement par une circulation d'eau; La fig. 5 représente, en coupe longitudi- nale, un refroidisseur à parois verticales fonctionnant comme un réfrigérant ascen- d'a:nt; ., La fig. 6 représente une variante du .dis positif d'épuration représenté fig. 5;
La fig, 7 représente en coupe longitudi nale un .dispositif avec épurateur à grande surface; La fig. 8 représente une variante de réali sation @du dispositif die la fig. 7; La fig. 9 représente une coupe transver sale par X--X de l'appareil de la fig. 8; La fig. 10 représente un schéma ,d'instal- lation -de l'épurateur sur un camion.
;Sur la fig. 1, l'appareil 1 générateur de gaz par transformation pyrogénée des huiles lourdes est par exemple l'appareil idécrit dans les brevets antérieurs du demandeur. Les gaz sortent,de l'appareil par l'orifice 2. De l'au tre côté -de cet orifice est rapporté ;avec inter position d'un isolant 3, par exemple en amiante, le récipient 4 où se produit le re froidissement -de la buée, sortant par l'ori fice 2. Pour produire ce refroidissement, il est prévu en 5 une couronne de pulvérisa teurs @de liquide, par exemple d'eau.
Ces pulvérisateurs sont alimentés par un collec teur 6 recevant l'eau sous pression injectée far la pompe 7.
Les gouttes d'eau tombant dans le fond du récipient 4 sont envoyées par un tuyau 8 dans un récipient 9 facultatif servant à la décantation du liquide, les particules solides tombant .dans le fond, tandis que l'huile, plus légW que l'eau; forme une couche 10. L'eau quitte le récipient 9 par le tuyau 11, traverse le filtre 12, au besoin un radiateur 13 et re joint la pompe 7, de façon à fermer le cir cuit.
La buée gazeuse résultant ide la pyrogé- nation,.après avoir réchauffé l'air servant à la combustion, sort @du générateur en 2, de préférence à une température supérieure à celle'-die da condensation ides - goudrons seuls environ, c'est-à-dire 400 à<B>500',</B> pour les gol,,drons de pétrole par exemple, cette tem pérature étant à fixer suivant l'origine des goudrons.
La buée refroidie par passage dans 1 < 'espace.4 qui est saturé ide gouttelettes, sort par le tuyau 14, muni ,d'un chapeau de protection 15, traverse le radiateur 16, re froidi par tous moyens appropriés, et passe dans un épurateur ou centrifugateur 17 cons titué par exemple, par une conduite hélicoï dale, traversée rapidement par de gaz et où les particules solides ou liquides qu'il con tient en suspension, sont projetées contre les parois. Enfin, le gaz se mélange en 18 à l'air d'aspiration .du moteur.
Le dispositif idécrit peut fonctionner de façons différentes: <B>10</B> Si le liquide refroidisseur et épurateur est l'eau, cette dernière peut ne pas être re froidie (de radiateur 13 est alors supprimé). Dans ces conditions l'eau atteint rapidement la température d'ébullition et refroidit la buée par sa vaporisation, tout en mélangeant sa vapeur à la buée qui sort en 14.
Cette buée, refroidie ainsi à environ 100 , traverse le radiateur 16 dans lequel elle subit un nou veau refroidissement ramenant -sa tempéra ture vers 40 à 70 avec condensation des va peurs d'eau en 16 et 17 .et avec dépôt en 17 de particules solides ou liquides.
20 Le liquide refroidisseur et épurateur peut encore être l'eau et le radiateur de la, buée 16 est supprimé. L'eau de la pompe 7 est par contre soumise à un refroidissement approprié ;dans le radiateur 13. Dans .ce cas la buée gazeuse est refroidie en 4 par l'eau préalablement refroidie à une tempérâture suffisamment basse pour que la buée ne con tienne que peu de vapeur .d'eau.
Les .deux modes de fonctionnement .dé crits en 1o et 2o peuvent être combinés, les radiateurs 13 et 16 existant simultanément.
La buée refroidie en 4 jusqu'à 100 pour rait aussi traverser un dispositif @de barbo- tagedans l'eau froide.
<B>30</B> On utilise comme liquide refroidisseur, du gazoïl plus ou moins lourd dont 1a tem pérature d'ébullition est supérieure à celle de l'eau. Dans ce -cas, la buée subit un premier refroidissement jusqu'à .des températures su périeures à 100 , en sorte qu'il n'y,a pas de condensation -des produits relativement lé gers capables de bien brûler dans le moteur.
La buée peut subir un refroidissement ulté rieur convenable, mais ce refroidissement n'est pas nécessairement accompagné de con- densation et élimination, les huiles pouvant rester dans la buée sous forme de brouillard cru .de suspension fine.
La, buée après avoir subi un premier re froidissement avec élimination .des goudrons et des huiles lourdes, peut être mélangée à, Y'\air d'aspiratïon du moteur et subir un re froidissement ultérieur à des températures basses allant jusqu'à. la température am biante, sans élimination des produits encore combustibles .dans le moteur.
L'utilisation comme fluide réfrigérant d'huiles lourdes et du cazoïl en particulier présente l'avantage que les produits gou dronneuxcaptés par ces huiles lourdes peu vent passer directement une seconde fois dans l'appareil générateur avec les huiles lourdes qui sont employées précisément pour être soumise à la pyrogénation. L'huile qui a servi au refroidissement et à l'épuration est alors ajoutée à l'huile alimentant le généra teur ou alimente directement le générateur après élimination -des particules charbon neuses.
Le dispositif :de pulvérisation repré senté à titre d'exemple sur la fig. 1 par la couronne de pulvérisateurs 5 pourra, bien en tendu, être remplacé par tout procédé équi valent, tel que pulvérisation mécanique, pui- vérisation centrifuge par des disques tour nant d'ans un bac contenant le liquide, bar botage de la buée dans le liquide refroidis seur, etc.
Dans le dispositif de la fi-. 2, le gaz sor tant en 2 traverse un radiateur ide grande surface, -dont les parois en contact avec les graz chauds sont :couvertes d'eau ruisselante. Ce radiateur est constitué par un ensemble de tubes 19 traversés par les gaz et munis d'orifices 20 d'où sortent des jets frappant de biais lesdites parois et -descendant de long des tubes. La pompe 7 reprend le liquide à la partie inférieure pour le ramener à la par tie supérieure.
Dans l'appareil :de la fig. 3, le fluide re froidisseur est le ,gaz produit lui-même cir- culant en circuit fermé. La buée chaude sor tant en 2 est mélangée .avec une partie des gaz antérieurement produits et préalablement refroidis -débouchant de la tubulure circulaire 21, ces gaz ayant subi à la sortie du réci pient 4 un refroidissement. dans le radiateur 16 et une épuration dans l'épurateur <B>17,</B> puis ayant été repris par le ventilateur ? 2 pour être envoyés dans la tubulure 21.
ces gaz étant ainsi soumis à une circulation .accélérée dans .un circuit fermé sur lequel une dériva tion 23 prélève le gaz allant vers le mo teur 18.
Dans l'appareil représenté fig. 4, 24 sont des tubes verticaux traversés par les gaz chauds et refroidis extérieurement par une circulation d'eau entrant -dans le refroidis seur par la tubulure 25 et sortant par la tubulure 26, .les gaz refroidis sortant par 27. Les goudrons et huiles qui se forment s'écou lent le long des tubes 24 et sont recueillis dans le collecteur 28, d'où ils peuvent être facilement évacués.
'Sur la fig. 5, les gaz produits chais le générateur 1 sortent de ce générateur par une conduite suffisamment large 2. Les gaz sont ainsi amenés dans une cuve 29 refroi die par circulation .d'eau dans la double pa roi 30. La majorité des goudrons les plus lourds se -dépose sur les parois :de cette cuve dont .les dimensions sont notables et dont le nettoyage ne présente pas de difficulté, les goudrons s'accumulent -au fond ,de la cuve.
Les gaz circulent ensuite -de bas en haut dans les tubes 24 d'un radiateur à grande surface refroidie extérieurement par circula tion d'eau. Ce radiateur est représenté sché matiquement par quelques tubes seulement, mais dans la réalité, il est constitué par un grand nombre .de tubes fins. Les condensa: -,ions s'écoulent le long des tubes sous l'ac tion de 1-a pesanteur et tombent par gravité au fond de la cuve 29, de laquelle elles peu vent être évacuées par une vidange 31. Les gaz sont évacués par da conduite 27. L'eau de circulation est introduite par la conduite 25 et sort par la conduite 26.
Le procédé d'épuration représenté fig. 3 peut être combiné avec :le radiateur épura teur de la fig. 5.
La fig. 6 représente cette- combinaison. Sur cette figure, les gaz chauds sortant du générateur par la conduite 2, sont mélangés en 32 avec les gaz déjà refroidis par leur passage à travers les tubes 24 du radiateur. La circulation accélérée de ces .gaz est assu rée par ,le ventilateur 33. Le trajet suivi par les gaz est indiqué par des flèches. Le gaz destiné à alimenter les appareils l'exploita tion est prélevé par la dérivation 23.
Sur la fig. 7, les gaz sortant du généra teur sont amenés par la, conduite 2, refroidie par circulation d'eau dans un épurateur cons titué par un tube métallique rectiligne à large section 47, entouré d'une .double che mise 48 dans laquelle circule l'eau -de re froidissement entrant par la canalisation 25 et sortant par la canalisation 26. Cet épura teur peut être refroidi par de l'eau à tem pérature moins froide que des radiateurs à.
tubes fins ci-dessus décrits et l'eau entre 60 et 100 .assure déjà son bon fonctionnement. A la sortie .du tube 47, dans lequel se sont condensés les goudrons et les huiles en sus pension .dans la buée, les gaz circulent éven tuellement dans un @deuxième tube à large section 49 :dont les parois métalliques sont refroidies par l'air ambiant, et dans lequel le gaz est refroidi à une température conve nable pour son utilisation ultérieure. Le gaz s'échappe par la conduite 27.
L'encrassement admissible du tube 47 n'est limité que par la -diminution de con- -dnetibilité thermique qui en résulte pour la paroi d'échange 50.
Le montage de ce tube -est d'ailleurs ef fectué d'une manière telle qu'il soit facile ment accessible et qu'on puisse en effectuer avec facilité un nettoyage périodique.
Les tubes 47 et 49 n'ont pas nécessaire ment une section circulaire; suivant les .com modités d'installation, cette section peut re cevoir d'autres formes, par exemple, rectan gulaires, ovales, etc., pourvu que les tubes restent -d'un nettoyage facile. Les fig. 8 et 9 représentent une variante ,de réalisation du dispositif de la fig. 7, dans laquelle l'épurateur est constitué par une sorte de radiateur formé par plusieurs tubes à large section 51 contenus .dans une che mise d'eau 52.
L'eau de refroidissement entre dans la chemise par la conduite 25 et en sort par la conduite 26.
A titre :d'exemple, l'épurateur de la fig. 8 peut être constitué par une trentaine de tu bes de trois centimètres de diamètre et de un mètre de long lorsque le générateur ali mente un moteur de camion de puissance courante.
L'épurateur de la fig. 7 ou celui de la fig. 8 est toujours d'un encombrement assez considérable. Mais en général, on dispose, sous un camion, d'une place considérable qui permet de disposer un tel épurateur soit pa rallèlement, soit perpendiculairement à la marche; ces deux positions donnent égale ment les facilités de démontage et de net toyage indispensables, puisque ce nettoyage doit être effectué périodiquement.
L'épura teur est alors horizontal ou légèrement in cliné pour permettre une évacuation plus fa cile des .condensations.
La fig. 10 représente l'installation sché matique de l'épurateur de la fig. 7 ou 8, sur un camion dont le moteur est alimenté au gaz d'huile lourde.
Dans cette installation, 1 représente le générateur,de gaz. L'épurateur 51 (qui peut être celui de la fig. 7 ou de la fig. 8) est refroidi par l'eau -de circulation du moteur. L'eau froide fournie par le radiateur 38 du moteur représenté schématiquement en 36 est envoyée par la pompe<B>37</B> dans la chemise d'eau 52 de l'épurateur.
L'eau est envoyée dans l'épurateur à sa sortie du radiateur avant d'être envoyée au moteur, afin d'utili- ser cette eau à la température da plus basse possible. En sortant de la chemise 52, l'eau est amenée au moteur 36 par la conduite 45. Après avoir circulé .dans les chemises des cylindres, cette eau revient au radiateur 38 par la conduite 39.