jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
nous avons étudiés pour obtenir de l'ammoniaque avec l'azote atmosphérique, il en est un, apparemment très simple, qui a été breveté par MM. Niekman et Thompson. Ces messieurs affirment qu'en faisant passer de l'air et de la vapeur à travers une couche profonde de houille en incandescence, l'azote de l'air se transforme, jusqu'à un certain point, en ammoniaque. En cherchant à vérifier cette assertion, nous avons trouvé que le procédé de MM. Niekman et Thompson fournissait bien une quantité considérable d'ammoniaque; mais quand nous avons brûlé, dans un tube chauffé extérieurement, même quantité de houille à une température modérée, en présence de la vapeur seule, nous avons obtenu deux fois la quantité d'ammoniaque qu'elle a fournie étant brûlée par un mélange de vapeur et d'air. Cela prouve que, dans ce cas, comme dans tous les autres cas analogues, la source de l'ammoniaque n'est autre que l'azote contenu dans la houille. Mais la quantité d'ammoniaque obtenue était tellement grande que je me suis décidé à étudier à fond ce procédé et à faire les expériences sur une échelle demi-industrielle, pour être à même de juger s'il pouvait fournir des résultats pratiques et économiques. Je suis arrivé à la conclusion que la combustion de la houille, par la vapeur seule, à des températures inférieures à la température de dissociation de l'ammoniaque, ne saurait être considérée comme un procédé économique, parce qu'elle implique l'emploi d'appareils chauffés extérieurement, très compliqués et coûteux, à raison de l'immense quantité de matériaux bruts à traiter pour l'obtention d'une petite quantité d'ammoniaque. D'autre part, si la houille pouvait être brûlée dans des générateurs à gaz par un mélange d'air et de vapeur, les appareils, ainsi que l'opération, seraient très simples et peu coûteux; le gaz obtenu pourrait être utilisé de la même façon que le gaz de générateur ordinaire et payerait en grande partie le coût de la houille employée dans l'opération. J'ai donc fait construire des générateurs et des appareils à absorption de différents systèmes et ai fait des expériences pendant nombre d'années. Ces expériences ont été dirigées par M. G.-K. Beckett, par M. le docteur Carl
combustion de la houille, par la vapeur seule, à des températures inférieures à la température de dissociation de l'ammoniaque, ne saurait être considérée comme un procédé économique, parce qu'elle implique l'emploi d'appareils chauffés extérieurement, très compliqués et coûteux, à raison de l'immense quantité de matériaux bruts à traiter pour l'obtention d'une petite quantité d'ammoniaque. D'autre part, si la houille pouvait être brûlée dans des générateurs à gaz par un mélange d'air et de vapeur, les appareils, ainsi que l'opération, seraient très simples et peu coûteux; le gaz obtenu pourrait être utilisé de la même façon que le gaz de générateur ordinaire et payerait en grande partie le coût de la houille employée dans l'opération. J'ai donc fait construire des générateurs et des appareils à absorption de différents systèmes et ai fait des expériences pendant nombre d'années. Ces expériences ont été dirigées par M. G.-K. Beckett, par M. le docteur Carl Markel, et, pendant les dernières quatre années, par M. le docteur Adolf Stolb, au zèle et à l'énergie desquels je dois le succès que j'ai obtenu. L'objet de ces expériences était la détermination des conditions les plus favorables à l'application industrielle de ce procédé, favorables au point de vue des frais de production et des frais d'établissement. Les frais de production sont principalement déterminés par le rendement en ammoniacal, les dépenses restant les mêmes, que la quantité d'ammoniaque obtenue soit grande ou petite. La seule autre dépense dont on ait à tenir compte, c'est la production de la vapeur. Nous avons trouvé que le rendement en ammoniacale variait avec la température à laquelle marchait l'opération, et qu'il atteignait le maximum quand le générateur travaillait à une température aussi basse qu'il était compatible avec une bonne combustion de la houille. A son tour, la température variait avec la quantité de vapeur introduite dans le générateur elle diminuait à mesure que la quantité de vapeur augmentait. Nous avons obtenu les meilleurs résultats pratiques en employant environ deux tonnes de vapeur pour chaque tonne de houille consommée. Nous avons essayé différentes sortes de combustibles, et, dans tous les cas, la différence entre la
frais de production et des frais d'établissement. Les frais de production sont principalement déterminés par le rendement en ammoniacal, les dépenses restant les mêmes, que la quantité d'ammoniaque obtenue soit grande ou petite. La seule autre dépense dont on ait à tenir compte, c'est la production de la vapeur. Nous avons trouvé que le rendement en ammoniacale variait avec la température à laquelle marchait l'opération, et qu'il atteignait le maximum quand le générateur travaillait à une température aussi basse qu'il était compatible avec une bonne combustion de la houille. A son tour, la température variait avec la quantité de vapeur introduite dans le générateur elle diminuait à mesure que la quantité de vapeur augmentait. Nous avons obtenu les meilleurs résultats pratiques en employant environ deux tonnes de vapeur pour chaque tonne de houille consommée. Nous avons essayé différentes sortes de combustibles, et, dans tous les cas, la différence entre la teneur en azote (qui variait de 1.2 à 1.6 pour 100) et le rendement en ammoniacale des différents combustibles n'était pas grande. En employant la quantité de vapeur indiquée plus haut, nous avons récupéré en forme d'ammoniaque à peu près la moitié de l'azote contenu dans le combustible, ce qui représentait un rendement moyen de 0.8 pour 100 ou de 32 kilos de sulfate d'ammoniaque par tonne de combustible. Pour obtenir des résultats réguliers, nous avons trouvé nécessaire d'avoir, dans les générateurs, une couche profonde de combustible, en sorte que les légères irrégularités de l'opération n'affectent pas le résultat. La quantité de vapeur nécessaire pour obtenir un bon rendement en ammoniacale était assez considérable et rendait le procédé tout entier trop coûteux. Le tiers seulement de cette quantité de vapeur se décompose dans son passage à travers le générateur, et les deux autres tiers sont mélangés aux gaz qui sortent du générateur. En conséquence, j'ai cherché à découvrir un moyen d'utiliser cette vapeur en la renvoyant dans le générateur, et de récupérer la chaleur perdue des gaz (qui quittent les générateurs à une température de 450 à 500°) pour la production de la vapeur nécessaire à l'opération. Les difficultés que
représentait un rendement moyen de 0.8 pour 100 ou de 32 kilos de sulfate d'ammoniaque par tonne de combustible. Pour obtenir des résultats réguliers, nous avons trouvé nécessaire d'avoir, dans les générateurs, une couche profonde de combustible, en sorte que les légères irrégularités de l'opération n'affectent pas le résultat. La quantité de vapeur nécessaire pour obtenir un bon rendement en ammoniacale était assez considérable et rendait le procédé tout entier trop coûteux. Le tiers seulement de cette quantité de vapeur se décompose dans son passage à travers le générateur, et les deux autres tiers sont mélangés aux gaz qui sortent du générateur. En conséquence, j'ai cherché à découvrir un moyen d'utiliser cette vapeur en la renvoyant dans le générateur, et de récupérer la chaleur perdue des gaz (qui quittent les générateurs à une température de 450 à 500°) pour la production de la vapeur nécessaire à l'opération. Les difficultés que j'ai rencontrées dans cette voie, ainsi que dans mes tentatives de recouvrer d'une façon simple la petite quantité d'ammoniaque contenue dans l'immense volume de gaz, étaient très grandes. Une tonne de houille nous fournit 160,000 pieds cubes de gaz sec à 0° et à la pression atmosphérique. La vapeur mélangée à ce gaz à la sortie du générateur vient y ajouter encore 80,000 pieds cubes et la chaleur latente de cette grande quantité de vapeur rend le problème encore plus difficile à résoudre. Ici, il était pratiquement impossible d'avoir recours à ce système de refroidissement que nous avons adopté pour les gaz des hauts fourneaux, exempts de vapeur, système de refroidissement basé principalement sur l'action réfrigérante des parois métalliques des appareils. Après bien des essais, j'ai réussi à résoudre le problème comme il suit. Les gaz sortant des générateurs sont amenés dans une chambre rectangulaire partiellement remplie d'eau. Des batteurs mécaniques réduisent l'eau en une poussière fine de façon à en remplir la chambre tout entière. L'eau devient chaude et s'évapore en partie; les gaz y abandonnent la suie et l'ammoniaque fixe. De cette façon, l'eau se charge jusqu'à un certain point de sels ammoniacaux qui sont régulièrement retirés de
à ce gaz à la sortie du générateur vient y ajouter encore 80,000 pieds cubes et la chaleur latente de cette grande quantité de vapeur rend le problème encore plus difficile à résoudre. Ici, il était pratiquement impossible d'avoir recours à ce système de refroidissement que nous avons adopté pour les gaz des hauts fourneaux, exempts de vapeur, système de refroidissement basé principalement sur l'action réfrigérante des parois métalliques des appareils. Après bien des essais, j'ai réussi à résoudre le problème comme il suit. Les gaz sortant des générateurs sont amenés dans une chambre rectangulaire partiellement remplie d'eau. Des batteurs mécaniques réduisent l'eau en une poussière fine de façon à en remplir la chambre tout entière. L'eau devient chaude et s'évapore en partie; les gaz y abandonnent la suie et l'ammoniaque fixe. De cette façon, l'eau se charge jusqu'à un certain point de sels ammoniacaux qui sont régulièrement retirés de la chambre et distillés sur de la chaux pour recouvrer l'ammoniaque. La chambre est munie d'une ouverture par laquelle on retire de temps en temps le goudron qui s'y condense. De cette chambre, les gaz, maintenant refroidis à 100° environ et chargés de vapeur, passent à travers un scrubber rempli de briques perforées, dans lequel l'ammoniaque est absorbée par de l'acide sulfurique. Nous employons dans cette opération une solution concentrée de sulfate d'ammoniaque contenant 36 à 38 pour 100 de sel et additionnée d'une petite quantité d'acide sulfurique, de telle sorte que le liquide sortant du scrubber ne contient que 2.5 pour 100 environ d'acide libre. Si le liquide contient une plus grande quantité d'acide, il agit sur le goudron avec formation d'une solution noire. Le liquide qui s'écoule du scrubber passe à travers un séparateur dans lequel le sulfate d'ammoniaque est séparé d'avec le goudron. La plus grande portion du liquide clair, additionné d'une nouvelle quantité d'acide, est de nouveau amenée dans le scrubber. Une certaine quantité de ce liquide, après traitement par une petite quantité d'huiles de goudron lourdes, qui s'emparent des matières goudronneuses que le liquide tient en solution, est évaporée dans des vases coniques doublés de
de briques perforées, dans lequel l'ammoniaque est absorbée par de l'acide sulfurique. Nous employons dans cette opération une solution concentrée de sulfate d'ammoniaque contenant 36 à 38 pour 100 de sel et additionnée d'une petite quantité d'acide sulfurique, de telle sorte que le liquide sortant du scrubber ne contient que 2.5 pour 100 environ d'acide libre. Si le liquide contient une plus grande quantité d'acide, il agit sur le goudron avec formation d'une solution noire. Le liquide qui s'écoule du scrubber passe à travers un séparateur dans lequel le sulfate d'ammoniaque est séparé d'avec le goudron. La plus grande portion du liquide clair, additionné d'une nouvelle quantité d'acide, est de nouveau amenée dans le scrubber. Une certaine quantité de ce liquide, après traitement par une petite quantité d'huiles de goudron lourdes, qui s'emparent des matières goudronneuses que le liquide tient en solution, est évaporée dans des vases coniques doublés de plomb et munis de serpentins en plomb traversés par un courant de vapeur. Ces vases sont maintenus pleins par l'addition de nouvelles portions de liquide, jusqu'à ce que la masse qu'ils contiennent devienne épaisse. Celle-ci est jetée alors sur une passoire et fournit, après lavage avec une petite quantité d'eau, du sulfate d'ammoniaque de très bonne qualité. La liqueur mère qui contient tout l'acide libre est de nouveau amenée dans le scrubber. En entrant dans ce scrubber, le gaz ne contient que 0.13 pour 100 en volume d'ammoniaque; à la sortie, il contient à peine le dixième de cette quantité. La température est à ce moment de 80°, et il est complètement chargé d'humidité, en sorte qu'aucune condensation d'eau ne s'est produite dans le scrubber. Le gaz passe ensuite dans un autre scrubber rempli de blocs de bois perforés. Il rencontre dans celui-ci un courant d'eau froide qui condense la vapeur; l'eau elle-même s'échauffe par là à 78° environ. Dans ce scrubber le gaz se refroidit de 40° à 50° et est de là amené dans le gazomètre. L'eau chaude obtenue dans le second scrubber est amenée dans un vaisseau convenablement arrangé, où elle laisse déposer le goudron qu'elle contient,
du sulfate d'ammoniaque de très bonne qualité. La liqueur mère qui contient tout l'acide libre est de nouveau amenée dans le scrubber. En entrant dans ce scrubber, le gaz ne contient que 0.13 pour 100 en volume d'ammoniaque; à la sortie, il contient à peine le dixième de cette quantité. La température est à ce moment de 80°, et il est complètement chargé d'humidité, en sorte qu'aucune condensation d'eau ne s'est produite dans le scrubber. Le gaz passe ensuite dans un autre scrubber rempli de blocs de bois perforés. Il rencontre dans celui-ci un courant d'eau froide qui condense la vapeur; l'eau elle-même s'échauffe par là à 78° environ. Dans ce scrubber le gaz se refroidit de 40° à 50° et est de là amené dans le gazomètre. L'eau chaude obtenue dans le second scrubber est amenée dans un vaisseau convenablement arrangé, où elle laisse déposer le goudron qu'elle contient, et de là dans un troisième scrubber où elle rencontre un courant d'air froid insufflé au moyen d'un souffleur Root. L'air qui s'échauffe à environ 76° dans son passage sur l'eau chaude et se charge d'humidité, est insufflé dans le générateur et sort à la combustion de la houille. L'eau sortant du troisième scrubber est assez froide pour être amenée dans le second. La même quantité d'eau est ainsi employée constamment pour condenser la vapeur d'eau dans un scrubber et la transmettre à l'air dans l'autre. De cette façon, nous recouvrons et ramenons dans le générateur les deux tiers de la vapeur qui y a été primitivement introduite, en sorte que nous n'avons à ajouter à l'air, déjà chargé d'humidité, qu'une quantité additionnelle, de vapeur qui représente le tiers de la quantité totale nécessaire pour l'opération. Cette quantité additionnelle de vapeur qui constitue 0.6 pour 100 par tonne de combustible consumé, nous est fournie par les machines motrices, les pompes, etc., employées dans l'opération. Les générateurs de gaz que je préfère d'employer affectent la forme rectangulaire, ce qui permet d'en mettre plusieurs en une rangée. Ils ont six pieds de largeur sur 12 pieds de profondeur. La partie supérieure du
sortant du troisième scrubber est assez froide pour être amenée dans le second. La même quantité d'eau est ainsi employée constamment pour condenser la vapeur d'eau dans un scrubber et la transmettre à l'air dans l'autre. De cette façon, nous recouvrons et ramenons dans le générateur les deux tiers de la vapeur qui y a été primitivement introduite, en sorte que nous n'avons à ajouter à l'air, déjà chargé d'humidité, qu'une quantité additionnelle, de vapeur qui représente le tiers de la quantité totale nécessaire pour l'opération. Cette quantité additionnelle de vapeur qui constitue 0.6 pour 100 par tonne de combustible consumé, nous est fournie par les machines motrices, les pompes, etc., employées dans l'opération. Les générateurs de gaz que je préfère d'employer affectent la forme rectangulaire, ce qui permet d'en mettre plusieurs en une rangée. Ils ont six pieds de largeur sur 12 pieds de profondeur. La partie supérieure du générateur est munie à l'intérieur d'une paroi en maçonnerie qui se rétrécit coniquement vers le milieu et repose sur des plaques horizontales en fonte. L'air entre au-dessous de ce cône dont l'ouverture donne passage aux cendres. Le bas du générateur est fermé par une nappe d'eau suffisamment épaisse pour supporter la pression sous laquelle l'air entre dans le générateur. Les cendres tombent dans l'eau et en sont retirées de temps en temps de façon que l'air ne pénètre pas à l'intérieur du générateur. Le haut du générateur est percé de trois trous dont celui du milieu est muni d'un tube à dégagement et les deux autres servent à introduire le combustible dans l'appareil. Le combustible que nous employons est un poussier ordinaire qui contient en moyenne 33.5 pour 100 de matière volatile, y compris l'eau, 11.5 pour 100 de cendres et 55 pour 100 de carbone non volatil. Les cendres que nous retirons du générateur contiennent en moyenne 33 pour 100 de carbone. Nous recouvrons la moitié environ de cette quantité par criblage ou triage. La quantité de charbon non consumé qui se perd dans les cendres ne dépasse ainsi que de 3 à 4 pour 100 en poids du
la pression sous laquelle l'air entre dans le générateur. Les cendres tombent dans l'eau et en sont retirées de temps en temps de façon que l'air ne pénètre pas à l'intérieur du générateur. Le haut du générateur est percé de trois trous dont celui du milieu est muni d'un tube à dégagement et les deux autres servent à introduire le combustible dans l'appareil. Le combustible que nous employons est un poussier ordinaire qui contient en moyenne 33.5 pour 100 de matière volatile, y compris l'eau, 11.5 pour 100 de cendres et 55 pour 100 de carbone non volatil. Les cendres que nous retirons du générateur contiennent en moyenne 33 pour 100 de carbone. Nous recouvrons la moitié environ de cette quantité par criblage ou triage. La quantité de charbon non consumé qui se perd dans les cendres ne dépasse ainsi que de 3 à 4 pour 100 en poids du combustible employé. Le gaz que nous obtenons contient à l'état sec en moyenne 15 pour 100 d'anhydride carbonique, 10 pour 100 d'oxyde de carbone, 23 pour 100 d'hydrogène, 3 pour 100 d'hydrocarbures et 49 pour 100 d'azote. La valeur calorique de ce gaz représente environ 73 pour 100 de celle du combustible employé; mais en employant ce gaz pour le chauffage, nous utilisons la chaleur qu'il peut fournir beaucoup mieux que celle que donnerait le combustible, attendu que nous pouvons complètement le brûler avec la quantité théorique d'air, de telle sorte que les produits de combustion ne renferment plus de 1 à 2 pour 100 d'oxygène libre. Par conséquent, la chaleur qui s'échappe par la cheminée est moins grande que dans le cas où le combustible est consumé directement, et nous arrivons à évaporer, au moyen de ce gaz, 85 pour 100 de la quantité d'eau que nous pourrions évaporer par la combustion directe de la houille. Mais nous devons employer une certaine quantité de vapeur dans les générateurs pour évaporer le sulfate d'ammoniaque, et cette quantité doit être soustraite à la quantité totale de vapeur qui peut être produite par le gaz, si l'on veut déterminer la quantité de
du combustible employé; mais en employant ce gaz pour le chauffage, nous utilisons la chaleur qu'il peut fournir beaucoup mieux que celle que donnerait le combustible, attendu que nous pouvons complètement le brûler avec la quantité théorique d'air, de telle sorte que les produits de combustion ne renferment plus de 1 à 2 pour 100 d'oxygène libre. Par conséquent, la chaleur qui s'échappe par la cheminée est moins grande que dans le cas où le combustible est consumé directement, et nous arrivons à évaporer, au moyen de ce gaz, 85 pour 100 de la quantité d'eau que nous pourrions évaporer par la combustion directe de la houille. Mais nous devons employer une certaine quantité de vapeur dans les générateurs pour évaporer le sulfate d'ammoniaque, et cette quantité doit être soustraite à la quantité totale de vapeur qui peut être produite par le gaz, si l'on veut déterminer la quantité de vapeur disponible qu'il peut fournir. Comme il a été dit plus haut, la combustion dans les générateurs exige 0.6 tonne de vapeur, et l'évaporation du sulfate, 0.1 tonne de vapeur, soit 0.7 tonne par tonne de combustible. Le gaz produit par une tonne de combustible évapore 5.8 tonnes d'eau dans de bonnes chaudières opérant aux taux d'évaporation de 50 à 55 tonnes par 24 heures sous pression de 90 livres. En défalquant de ce nombre les 0.7 tonnes de vapeur nécessaires à l'opération, la quantité de vapeur disponible produite par le gaz d'une tonne de combustible s'exprime par le nombre 5. 1 tonne, qui représente 75 pour 100 de la vapeur que peut fournir le même combustible dans des conditions ordinaires de combustion. En outre du gaz, le combustible nous fournit 3 pour 100 environ de goudron. Ce goudron est très épais, et sa valeur commerciale n'est pas grande. Il contient seulement 4 pour 100 d'huiles volatiles au-dessous de 200°, et 38 pour 100 d'huiles à point d'ébullition plus haut, composées principalement par la créosote très semblable à celle retirée des gaz des hauts fourneaux et par de très petites quantités d'anthracène et de paratoline. Je n'ai pas essayé d'utiliser
de bonnes chaudières opérant aux taux d'évaporation de 50 à 55 tonnes par 24 heures sous pression de 90 livres. En défalquant de ce nombre les 0.7 tonnes de vapeur nécessaires à l'opération, la quantité de vapeur disponible produite par le gaz d'une tonne de combustible s'exprime par le nombre 5. 1 tonne, qui représente 75 pour 100 de la vapeur que peut fournir le même combustible dans des conditions ordinaires de combustion. En outre du gaz, le combustible nous fournit 3 pour 100 environ de goudron. Ce goudron est très épais, et sa valeur commerciale n'est pas grande. Il contient seulement 4 pour 100 d'huiles volatiles au-dessous de 200°, et 38 pour 100 d'huiles à point d'ébullition plus haut, composées principalement par la créosote très semblable à celle retirée des gaz des hauts fourneaux et par de très petites quantités d'anthracène et de paratoline. Je n'ai pas essayé d'utiliser le goudron autrement que pour le chauffage. Il évapore environ deux fois autant d'eau que son poids de 0, et son effet calorique porte le nombre donné plus haut à 80 pour 100 de l'effet calorique du combustible employé dans les générateurs. La perte résultant de la gazéification du combustible pour en recouvrer l'ammoniaque s'élève donc à 20 pour 100 du combustible employé. Cela veut dire que là où on a à brûler actuellement 100 tonnes de combustible, il faudrait en employer 125 tonnes dans les générateurs pour obtenir une quantité d'ammoniaque égale à la moitié environ de l'azote qu'il contient. Notre rendement actuel en ammoniaque s'élevant en moyenne à 32 kilos par tonne de combustible, 125 tonnes fourniraient 4 tonnes de sulfate d'ammoniaque. Nous consumons ainsi 6,25 tonnes de combustible pour chaque tonne de sulfate obtenu, ou à peu près la même quantité qui est employée à produire une tonne de soude par le procédé Leblanc un produit dont la valeur est moitié grande comme celle du sulfate d'ammoniaque. Aux prix actuels à Northwich, ce combustible représente une valeur de 35 shillings (44 fr.). Si nous y ajoutons l'excédent de frais nécessités par l'augmentation de la main-d'œuvre, par l'emploi