FR2497819A1 - Gas generator, which can burn damp wood or maize cobs - where generator contains cracking and redn. zones producing gas contg. large amts. of hydrogen and carbon mon:oxide - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un gazogène permettant la fabrication d'un gaz utilisable dans le moteur à explosion ou le moteur diesel. The present invention relates to a gasifier allowing the manufacture of a gas usable in the internal combustion engine or the diesel engine.
On connait déjà des gazogènes produisant un mélange de gaz carbonique C02 et d'oxyde de carbone CO,avec de l'azote
N2,à partir du charbon.Ils ont été largement utilisés lors de la deuxième guerre mondiale.Cependant,on a cherché à valoriser d'autres sources d'énergie,car même le charbon devenait relativement rare dans les pays occidentaux.On a donc pensé à utiliser le bois comme combustible.Les gazogènes à bois classiques sont constitués en général d'une trémie qui contient le bois,d'un foyer,d'une amenée d'air de combustion,d'une conduite de départ des gaz,de dépoussiéreurs et refroidisseurs des gaz qui sont amenés ensuite dans le moteur, par l'intermédiaire d'un compresseur.La production des gaz se fait en plusieurs temps.Le carbone est transformé en gaz carbonique selon une réaction exothermiques
There are already known gasifiers producing a mixture of carbon dioxide C02 and carbon monoxide CO, with nitrogen
N2, from coal. They were widely used during the Second World War. However, we sought to develop other energy sources, because even coal was becoming relatively scarce in Western countries. to use wood as fuel. Conventional wood gasifiers generally consist of a hopper which contains the wood, a hearth, a combustion air supply, a gas outlet pipe, dedusters and coolers of the gases which are then brought into the engine, via a compressor. The production of the gases takes place in several stages. The carbon is transformed into carbon dioxide in an exothermic reaction
Puis le carbone à haute température réduit le gaz carbonique selon une autre réaction exothermique:
Then the high temperature carbon reduces the carbon dioxide according to another exothermic reaction:
On obtient le gaz pauvre qui contient aussi une forte proportion d'azote provenant de l'air.The lean gas is obtained, which also contains a high proportion of nitrogen from the air.
Avec de la vapeur d'eau, le carbone agit sur celle-ci selon des réactions fortement endothermiques:
With water vapor, the carbon acts on it according to strongly endothermic reactions:
Ces réactions refroidissent la masse et,au-dessous de 70sec, elles n'ont pratiquement plus lieu.C'est pourquoi tous les gazogènes à bois connus sont conçus pour être utilisés avec du bois sec.Cette condition est particulièrement difficile à obtenir et le bois contient toujours une quantité importante d'eau,même après un temps de séchage long et passage à l'étuve.These reactions cool the mass and, below 70sec, they practically no longer take place, which is why all known wood gasifiers are designed to be used with dry wood. This condition is particularly difficult to obtain and the wood always contains a significant amount of water, even after a long drying time and passage to the oven.
Ces dernières opérations sont coûteuses et augmentent donc le prix de revient du combustible.These latter operations are costly and therefore increase the cost price of the fuel.
La combustion du bois entrain en outre la formation de goudrons et d'acide pyroligneux.Pour réduire ces corps, plusieures solutions ont été envisagRes.On a donné en particulier une forme en "diabolo" au foyer, ce qui créé un rétrdois- sement par lequel tous les gaz sont obligés de passer et les goudrons sont alors craqués.En pratique, dans ces gazogènes connus, il reste encore une proportion importante d'impuretés et on enregistre de ce fait des usures rapides du moteur.De plus,avec de tels gazogbnes,on ne peut utiliser que du bois et non des végétaux, car alors la production diacide pyroligneux,corps difficile sinon Impossible à éliminer, est top importante. The combustion of wood also leads to the formation of tars and pyroligneous acid. To reduce these bodies, several solutions have been envisaged. In particular, a "diabolo" shape has been given to the hearth, which creates a shrinking by which all gases are forced to pass and the tars are then cracked. In practice, in these known gasifiers, there remains a significant proportion of impurities and there is therefore recorded rapid wear of the engine. gas, we can only use wood and not plants, because then the production of pyroligneous diacid, body difficult if not impossible to eliminate, is top important.
Mais le bois reste encore une source d'énergie qui,bien que bon marché,et importante dans les pays à vastes fôrets comme la France,la Norvège ou la Suède,a tendance à se raréfier dans les pays méditerranéens.Cependant,dans les régions où l'on cultive le maïs en grandes quantités,les agriculteurs. But wood still remains a source of energy which, although cheap, and important in countries with large forests such as France, Norway or Sweden, tends to become scarce in the Mediterranean countries. However, in the regions where we grow corn in large quantities, farmers.
après séchage des épis,récoltent les grains.Il leur reste alors la partie centrale de l'épi,appelée rafle.Les raies sont inutilisées et brûlées.Il serait donc particulièrement intéressant de disposer de gazogènes brûlant des déchets de végétaux tels que les rafles.after drying the ears, harvest the grains. They then have the central part of the ear, called the cob. The rays are unused and burned. It would therefore be particularly advantageous to have gas generators burning plant waste such as cobs.
Par ailleurs,dans les gazogènes @ourants,le comhustible a tendance à se tasser et à former une voute au-dessus du foyer,ce qui entraîne une mauvaise combustion.Les suspensions des véhicules munis de garogènes sont bonnes et les r@utes étant bombées,il ne se produit pas de @@hots qui pourraient faire descendre les morceaux de bois.Il est donc nécessaire d'ouvrir la porte par laquelle on introduit le combustible et de pousser le bois à l'aide d'une barre de fer.Cette manipu- lation est très dangereuse pour l'ouvrier qui l'effectue car les risques d'explosion sont importants-
L'invention vise à liiner tous les inconvénients énumérés ci-dessus.In addition, in the gasifiers @ ourants, the fuel tends to settle and form a vault above the hearth, which leads to poor combustion. The suspensions of vehicles fitted with garogens are good and the r @ utes being curved , @@ hots do not occur which could bring down the pieces of wood. It is therefore necessary to open the door through which the fuel is introduced and to push the wood using an iron bar. This manipulation is very dangerous for the worker who performs it because the risks of explosion are significant.
The invention aims to combine all the drawbacks listed above.
Un but de la présente invention est donc de fournir un gazogène fonctionnant correctement au bois,éventuellement humide,ou avec des rafles de maïs. An object of the present invention is therefore to provide a properly functioning gasifier to wood, possibly wet, or with corn cobs.
Un deuxième but de l'invention est d'augmenter le rendement d'un tel gazogène,en augmentant la puissance @alo- rifique des gaz et leur pouvoir d'explosion. A second object of the invention is to increase the yield of such a gasifier, by increasing the heat power of the gases and their power of explosion.
Un autre but de l'invention est d'avoir un contrôle sur le foyer,sans avoir à monter sur l'appareil pour accéder à l'ouverture d'alimentation en combustible. Another object of the invention is to have control over the hearth, without having to climb on the device to access the fuel supply opening.
Pour parvenir à ces buts,l'invention est telle qu'un gazogène comportant un foyer constitué d'un cône inférieur délimitant une zone de réduction,d'un cône supérieur inversé délimitant une zone d'oxydation et une zone de craquage,est muni en outre d'un moyen de chauffage,à plus de 700 OC,de la zone de réduction,de préférence à 1000 OC,et d'un moyen d'élimination des acides et des goudrons volatils,ainsi que de l'eau en excès,lesdits moyens faisant partie intégrante dudit gazogène. To achieve these goals, the invention is such that a gasifier comprising a hearth consisting of a lower cone delimiting a reduction zone, an inverted upper cone delimiting an oxidation zone and a cracking zone, is provided furthermore a means of heating, to more than 700 ° C., the reduction zone, preferably at 1000 ° C., and a means of removing volatile acids and tars, as well as excess water , said means being an integral part of said gasifier.
Le moyen de chauffage est par exemple un chemisage externe entourant le foyer.Ainsi le foyer est maintenu à une température de 1000 OC environ et les réactions de production d'hydrogène qui sont très endothermiques,ont lieu.La vapeur d'eau contenue dans le combustible se transforme en hydro gène.Le gaz obtenu est beaucoup plus riche en produits combustibles(C0 et H2)et son pouvoir calorifique et explosif est ainsi beaucoup plus élevé que celui du gaz obtenu à partir de gazogènes courants.De plus,l'eau contenue dans le combustible est transformée en vapeur d'eau qui est consommée et on peut ainsi utiliser des matériaux humides.Il est probable que l'air de combustion est chauffé aux environs de 200 OC,quand le gazogène est en cours de fonctionnement,car le foyer est maintenu à une température voisine de 1000 OC.I1 est possible de maintenir cette température du fait que l'air de combustion est insufflé par des tuyères situées environ à mi-hauteur du cane supérieur délimitant la zone d'oxydation.Les tuyères sdnt de préférence au nombre de six. The heating means is for example an external jacket surrounding the hearth. Thus the hearth is maintained at a temperature of approximately 1000 OC and the hydrogen production reactions which are very endothermic, take place. fuel is transformed into hydrogen. The gas obtained is much richer in combustible products (C0 and H2) and its calorific and explosive power is therefore much higher than that of gas obtained from common gasifiers. contained in the fuel is transformed into water vapor which is consumed and it is thus possible to use wet materials. It is probable that the combustion air is heated to around 200 OC, when the gasifier is in operation, because the hearth is maintained at a temperature in the region of 1000 OC. It is possible to maintain this temperature because the combustion air is blown in through nozzles situated approximately halfway up the upper cane delimiting the oxy zone The nozzles are preferably six in number.
On élimine l'eau en excès au moyen d'un plateau de distillation situé au sommet du gazogène.Ce plateau a aussi pour fonction d'éliminer les acides pyroligneux et les goudrons volatils.La vapeur d'eau qui n'est pas entrée en réaction avec les combustibles portés au rouge dans le foyer ne gène donc pas les réactions. Excess water is removed by means of a distillation tray located at the top of the gasifier. This tray also has the function of removing pyroligneous acids and volatile tars. reaction with red fuels in the fireplace therefore does not interfere with the reactions.
Le combustible est du bois sec ou non ou bien des rafles de mais en mélange ou non avec le bois.Ainsi,grtce au gazogène selon la présente invention,on valorise les déchets de l'agriculture
On prévoit en outre une ouverture située juste au-dessus du foyer.Gråce à cette ouverture,on peut faire tomber le combus -tible dans le foyer.Par ailleurs, cette ouverture,à l'endroit où elle est située n'entraîne pas de risque d'explosion lors de cette dernière manipulation.The fuel is dry wood or not or else cobs of corn but mixed or not with the wood. Thus, thanks to the gas generator according to the present invention, the agricultural waste is recovered
There is also an opening located just above the hearth.Thanks to this opening, the fuel can be dropped into the hearth.Moreover, this opening, where it is located, does not cause risk of explosion during this last manipulation.
La présente description,en regard de la figure unique annexée à titre d'exemple non limitatif,permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. This description, with reference to the single figure annexed by way of nonlimiting example, will make it possible to better understand how the invention can be put into practice.
Le gazogène selon la présente invention, représenté en coupe sur la figure,est constitué d'une enceinte cylindrique métallique 1,d'une porte 2 par laquelle on introduit le bois ou les rafles de mas,d'un foyer constitué d'un cône supérieur 5 doxydation.Un cône inférieur 3 délimite une zone de réduction 12 et est muni d'une jupe 4 inclinée vers l'intérieur. The gasifier according to the present invention, represented in section in the figure, consists of a metallic cylindrical enclosure 1, of a door 2 by which the wood or mas stems are introduced, of a hearth consisting of a cone upper 5 doxydation.Un lower cone 3 defines a reduction zone 12 and is provided with a skirt 4 inclined inward.
Le craquage se fait dans la zone 16 située au bas 11 de la zone 13 de combustion ou oxydation.The cracking takes place in zone 16 located at the bottom 11 of zone 13 of combustion or oxidation.
La porte 6' ferme l'ouverture 6 qui permet le contrôle du foyer et l'allumage.ta porte 7 est utilise pour enlever les cendres qui se déposent sur la grille 8 que l'on peut secouer à l'aide de la tirette 9 ou à distance à l'aide d'une commande électrique. The door 6 'closes the opening 6 which allows the control of the hearth and the ignition. Your door 7 is used to remove the ashes which are deposited on the grid 8 which can be shaken using the pull tab 9 or remotely using an electric control.
Le gazogène comporte un plateau de distillation 17 situé à l'extrémité supérieure de l'enceinte l.De plus,les tuyères 10,en général au nombre de six, permettent d'insuffler de l'air dans la zone primaire 13 de combustion. The gasifier includes a distillation plate 17 located at the upper end of the enclosure 1. In addition, the nozzles 10, generally six in number, allow air to be blown into the primary combustion zone 13.
Le dispositif comporte urt chemisage 17 et une conduite 18 pouvant se désolidariser d la tuyères l'Pide du joint 19. The device comprises a liner 17 and a pipe 18 which can separate from the nozzles of the Pide of the seal 19.
L'eau en excès, les acides et les goudrons sont recueillis par la conduite 20 et rejetés par la vanne 21.On peut prévoir des gouttières intermédiaires 25 qui recueillent les goudrons plus lourds.Excess water, acids and tars are collected via line 20 and discharged through valve 21. Intermediate gutters 25 can be provided which collect heavier tars.
Le circuit d'amenée 21 du mélange gazeux au moteur 22 comporte un épurateur 30,un filtre anti-retour 23 et un dépoussiéreur-refroidisseur 24. The supply circuit 21 of the gas mixture to the engine 22 comprises a purifier 30, a non-return filter 23 and a dust-collector 24.
Le fonctionnement du gazogène selon l'invention est le suivant t
On introduit par le porte 2 du tois humide ou non,débité en morceaux de grandeur adéquate par un broyeur.Ce genre de broyeur à grand rendement existe actuellement sur le marché.The operation of the gasifier according to the invention is as follows t
We introduce through the door 2 of the damp roof or not, cut into pieces of adequate size by a crusher. This kind of high-performance crusher currently exists on the market.
Le bois provient de têtes d'arbres ou de branches abattues.The wood comes from tree heads or felled branches.
régulièrement pour l'entretien annuel des forêts.On peut introduire aussi des rafles de mais seules ou en mélange avec les morceaux de bois.Les rafles proviennent des épis de maSs séchés sur "crib" par l'action du soleil et du vent.Après huit ou dix mois de séchage,on sépare le grain de la rafle.Cette dernière contient encore une partie non négligeable d'eau.regularly for the annual maintenance of the forests. We can also introduce cobs of corn but alone or in mixture with the pieces of wood. The cobs come from the ears of corn dried on "crib" by the action of the sun and the wind. eight or ten months of drying, the grain is separated from the cob, which still contains a significant part of water.
De plus elle possède un grand pouvoir calorifique.Ce combustible est équivalent à 300 1 de gas-oil à la tonne.0r,on obtient un minimum de deux tonnes de rafles de mars à l'hectare.In addition, it has a high calorific value. This fuel is equivalent to 300 l of diesel oil per tonne. 0r, a minimum of two tonnes of March roundups per hectare is obtained.
On allume ensuite le gazogène à l'aide d'une torche imbibée d'alcool à briller ou avec du métaldéhyde qu'on enflamme
etque l'on introduit par la porte 6 ou par l'une des tuyères, après avoir fait tourner la conduite 18.Then ignite the gasifier with a torch soaked in sparkling alcohol or with metaldehyde which is ignited
andwhich is introduced through the door 6 or through one of the nozzles, after having rotated the pipe 18.
On referme ensuite ~~~~~~~ la porte d'allumage.Les végé
taux se trouvant dans la zone de combustion 13 vont commencer à brûler sous l'action de l'air qui pénétre,selon la flèche 26, et par l'intermédiaire des tuyères 10,dans la zone primaire de combustion 13.La température du foyer s'élève,mais la composition du gaz synthétisé n'est pas encore suffisamment bonne pour permettre la liaison au moteur.Celle-ci est donc interrompue jusqu'à ce que la température de la zone primaire 13 soit environ de 1000 C.Les gaz qui passent dans la zone de réduction 12 selon la flèche 27,sont réduits.La température de la zone de réduction est supérieure à 700 C,du fait du chauffage de la couronne d'air compris entre la chemise 17 et l'enceinte 1 proprement dite du gazogène.Cette couronne d'air permet aussi de refroidir les gaz formés qui montent selon la direction de la flèche 28.Un autre avantage du chemisage est donc de refroidir l'enceinte 1 du gazogène et pae conséquent d'éviter des risques de brdlures en touchant le corps du gazogène.La réduction du carbone par l'eau se fait bien et on obtient de l'hydrogène dans le mélange final.0n voit donc que dans la zone 13,
il se produit du dioxyde de carbone qui est non combustible et
que dans la zone 12 a lieu une réduction du carbone par l'eau
avec formation de monoxyde de carbone et d'hydrogène,gaz de
forte puissance calorifique et de grand pouvoir d'explosion.Then close the ignition door ~~~~~~~.
rate in the combustion zone 13 will start to burn under the action of the air which penetrates, according to arrow 26, and via the nozzles 10, in the primary combustion zone 13.The temperature of the hearth rises, but the composition of the synthesized gas is not yet good enough to allow connection to the engine; it is therefore interrupted until the temperature of the primary zone 13 is approximately 1000 C. The gases which pass through the reduction zone 12 according to arrow 27, are reduced. The temperature of the reduction zone is greater than 700 ° C., due to the heating of the air ring comprised between the jacket 17 and the enclosure 1 properly This gas ring also cools the gases formed which rise in the direction of the arrow 28. Another advantage of the lining is therefore to cool the enclosure 1 of the gasifier and therefore to avoid risks of burns by touching the body of the gas generator. water is good and we get hydrogen in the final mixture. So we see that in zone 13,
carbon dioxide is produced which is non-combustible and
that in zone 12 there is a reduction of carbon by water
with formation of carbon monoxide and hydrogen gas
high calorific power and great power of explosion.
Par ailleurs,dans la zone 16 a lieu un craquage des goù
drons les plus lourds et des composés organiques provenant
des matières vdgétales.Les goudrons les plus volatils ainsi
que l'acide pyroligneux montent selon les flèches 28 et 29,
pour parvenir ala goutike toù ils se condensent. In addition, in zone 16 there is a cracking of the goù
heaviest drons and organic compounds from
most volatile tars as well
that the pyroligneux acid go up according to the arrows 28 and 29,
to reach the goutike where they condense.
L'eau contenue dans le combustible s'évapore du fait de la chaleur du foyer et une partie se condense sur les plateaux 25,puis est éliminée par la conduite 20 et l'eau,les acides et les goudrons volatils sont rejetés à l'aide du robinet 21. The water contained in the fuel evaporates due to the heat of the hearth and a portion condenses on the trays 25, then is eliminated through line 20 and the water, acids and volatile tars are discharged into the tap help 21.
Quand le mélange gazeux est d'une composition adéquate, on l'envoie dans le moteur en mettant celui-ci en route.Il règne alors une dépression de l'ordre de 0,1 à 0t4 Bar à l'intérieur du gazogène.0n évite donc tout risque d'explosion. When the gaseous mixture is of an adequate composition, it is sent to the engine by starting it, there is then a vacuum of the order of 0.1 to 0t4 Bar inside the gasifier. therefore avoids any risk of explosion.
L'ouverture 6 fermée par la porte 6 permet le contrôle sur le foyer sans avoir à monter en haut de l'appareil ni à ouvrir la porte de chargement en combustible.On peut par cette ouverture passer une tringle de fer ou autre pour enfoncer le bois ou la rafle et détruire la voute qui serait susceptible de se former.Tout accident est ainsi évité
Le gazogène selon l'invention peut être utilisé pour un moteur à explosion classique.The opening 6 closed by the door 6 allows control over the fireplace without having to climb to the top of the appliance or to open the fuel loading door. Through this opening you can pass an iron rod or other to push the wood or the roundup and destroy the vault which would be likely to form. All accident is thus avoided
The gasifier according to the invention can be used for a conventional combustion engine.
Cependant,de nombreux moteurs de vehicules agriccles ou engins utilisant des moteurs de grosse puissance sont équipés de moteurs diésel.0n peut les munir d'un gazogène selon la présente invention et leur fournir un mélange gasSoil/gaz de gazogène,moyennant l'adaptation d'un régalage à main de l'injection sur chaque type de pompe. However, many engines of agricultural vehicles or machines using large power engines are equipped with diesel engines. 0n can provide them with a gasifier according to the present invention and provide them with a gasSoil / gasifier gas mixture, subject to the adaptation of '' a manual adjustment of the injection on each type of pump.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8100702A FR2497819B1 (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | IMPROVED GAZOGENE PROVIDING A GASEOUS MIXTURE USED IN ENGINES FROM VEGETABLE MATERIALS, PARTICULARLY WET |
Applications Claiming Priority (1)
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FR8100702A Expired FR2497819B1 (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | IMPROVED GAZOGENE PROVIDING A GASEOUS MIXTURE USED IN ENGINES FROM VEGETABLE MATERIALS, PARTICULARLY WET |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102391890A (en) * | 2011-11-23 | 2012-03-28 | 安徽淮化股份有限公司 | Furnace skirt at bottom of jacketed boiler |
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1981
- 1981-01-14 FR FR8100702A patent/FR2497819B1/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2497819B1 (en) | 1985-07-19 |
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