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"Perfectionnements aux procédés et aux appareils pour le traitement des matières
La présente invention est relative aux appareils servant à soumettre des matières à des températures rela- tivement élevées ; elle concerne spécialement les appa- reils destinés à traiter et à calciner le carbonate de chaux ou un autre carbonate claino-terreux.
L'appareil, dans ses grandes lignes, est consti- tué par une série de récipients se déplaçant, à une vi- tesse régulière, à travers une zone de chauffage dans laquelle des gaz, portés à l'a.vance à une haute tempéra* ture, traversent la matière contenue dans les récipients; cette matière est ainsi soumise à la température voulue
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pendant un temps suffisamment long pour produire les changements chimiques et physiques nécessaires ou désirés.
Les récipients en question peuvent affecter toute forme convenable permettant, d'une part, d'exposer au contact des gaz chauffés une surface relativement grande de la matière contenue et, d'autre part, d'é@a@@r la matière à traiter en couche de l'épaisseur voulue, sur un support laissant passer les gaz, de manière que ces derniers puissent, à une vitesse constante, traverser uniformément la couche de matière sur toute la surface d e cette dernière..
Ces récipients peuvent être des éléments non reliés les uns aux autres, chacun étant poussé sur une voie ou sur un chemin par l'élément placé derrière lui, ou bien ils peuvent être réunis pour former une chaîne moibles san fin ou une plateforme, On règle le mouvement des récipients en contrôlant la vitesse de leur progression à travers la zone de chauffage et en réglant ainsi le temps pendant lecjuel la matière contenue dans chaque réci- pient reste soumise au traitement.
L'appareil consiste, en outre, dans un dispositif perfectionné pour réaliser et fermer une zone de chauffage où règne une température relativement élevée, zone qui laisse passer la natière soumise au traitèrent et dont le fonctionnement est efficace et économique. La zone de chauffage comprend, de préférence, une chambre dort la voûte en matière réfractaire est surbaissée et dont le fond est constitué par la série de récipients qui contiens nent la matière.
Au voisinage de la chambre en question, avec l'intérieur de laquelle elles communiquent par des orifices convenables, sont disposées une ou plusieurs chambres de combustion dans lesquelles un combustible (hui- le, gaz ou charbon en poudre) peut être mélangé avec la quantité d'air nécessaire et 'brûlé, les produits chauds
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de la combustion passant dans la chambre où se trouve la zone de chauffage et traversant la couche de matière soumise au traitement. L'appareil comprend également
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une cham'bre orna,. -b-t1/lA el.
.^eliée , , une chambre formant ggiae êj>jmee3?Sr5K3ïi reliée, de prête*- rence, avec la chambre de chauffage; dans cette chambre, la matière à traiter peut être maintenue à une température
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relativement élevée pendant :Pl{T1B1±1Í' le temps désiré, sans qu'il soit nécessaire remprunter de la chaleur supplément taire à une source extérieure, et la vitesse du refroidis** sèment de la matière peut également être réglée et contrô-
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fb11A 't'lM!, !-al-/.; d.- a.' lee. La chambre êè . epermet, non seulement l'achèvement dans la matière soumise au traite- ment des réactions voulues, telles que la calcination, mais encore la dite chambre a pour effet de conserver la chaleur et de diminuer la quantité de combustible néces- saire au traitement.
L'appareil consiste, en outre, dans une disposition -nouvelle pour le chauffage préalable de la matière à traiter avant l'entrée de cette dernière dans la chambre de chauffe. Dans cette zone de chauffa- ge préalable, des gaz relativement chauds,provenant de la zone de chauffage, élèvent la température de la matiè- re à traiter; on utilise ainsi de la chaleur qui serait perdue autrement.
D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description particulière suivante re- lative à des modes de réalisation de l'invention. L'in- vention consiste encore dans certaines caractéristiques nouvelles de construction et: .dans certaines combinaisons, d'éléments Qui seront décrites ci-après.
Sur le dessin annexé :
La figure 1 est une vue, en élévation latérale, d'un premier mode de réalisation de l'invention;
La figure 2 est une vue en. plan correspondant à la- précédente;
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La figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1;
La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1 ;
La figure 5 est une variante du dispositif;
La figure 6 est une coupe longitudinale partielle de la machine.
Conne on le voit sur les figures 1 à 4 inclusi- venent, la machine peut être supportée, de toute manière convenable, par une construction appropriée Quelconque telle flue le châssis 1.
Une voie supérieure horizontale en ligre droite 2 et une voie inférieure inclinée en ligne droite 3, ainsi que dos voies extrêmes verticales et courbes 4, réunissant le chemin supérieur au chemin in- férieur, peuvent être supportées dans une position rigi- de, soit en étant directement fixées au châssis soit de toute autre manière convenable..
Les voies constituent des supports fixes sur lesquels se déplacent des récipients ou chariots 5 et forcent un chemin sans fin pour ces derniers.. Les cha- riots sont, de préférence, tous sociables et chacun d'eux peut affecter la forme d'une 'boîte avec des parois laté- Tales 6 et un support 7 pour la matière, support qui laisse passer les gaz; les chariots sont munis de roues 8 qui peuvent rouler sur les voies. Le support ciui laisse passer les gaz peut être, de préférence, constitué par des 'barreaux de grille amovibles..
Les charionts peuvent être indépendants les uns des autres ou, si on le désire, être réunis enserible; ils peuvent être placés 'bout à bout en nombre suffisant pour occuper toutes les voies et former un train continu.
IL est évident que les rails se dilatent quand on chauffe l'appareil.. Cette dilatation peut être compen-
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sée, soit en faisant la voie légèrement plus longue que le train de chariots, quand ces derniers sont froids, soit en intercalant un joint dilatable en un point quel- conque de la voie.
Pour imprimer à l'appareil son mouvement, on peut utiliser une paire de roues à chaîne 9. Ces roues à chaîne peuvent être montées à l'extrémité arrière de la machine et être entraînées par tout mécanisme convenable. Les dents de ces roues sont établies de manière à accrocher les chariots quand ces derniers arrivent à la partie de la voie inférieure 3, qui est voisine des roues à chaîne. Quand les roues à chaîne tournent lentement, les chariots sont ensuite poussés vers le haut, sur la voie verticale courbe arrière 4 et sur la voie horizonta- le supérieure 2.
Chaque chariot, en arrivant sur la voie supérieure, pousse le chariot qui est devant lui, de sorte que tout le train avance lentement sur la voie supérieure, tourne autour de la partie courbe avant 4, et revient en arrière à son point de départ, complétant ainsi le circuit. La vitesse du déplacement peut être commandée au moyen de dispositifs convenables chargés de relier la vitesse ; cesdispositifs, qui sont reliés au mécanisme moteur, peuvent être à volonté continus ou. intermittents .
Au-dessus des chariots, occupant la majeure par tie de la longueur du chemin horizontal supérieur 2, peut être disposée une boîte d'aspiration 10 ouverte par le haut. La boîte d'aspiration peut être supportée par le châssis 1, ou de toute autre manière appropriée, et peut communiquer, par une canalisation convenable,avec un vne- tilateur ou avec un autre dispositif d'aspiration non figuré sur le dessin. Les bords supérieurs de la boîte peuvent être munis de plaques 11 qui montent tout près du
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fond des chariots pour empêcher les fuites Quand les chariots se déplacent au-dessus des dites plaques.
Les bords supérieurs avant et arrière de la 'boîte d'aspira- tion peuvent être munis de plaques unies (ou d'autres dispositifs) sur lesquelles les chariots glissent en formant un joint ne laissant pas passer l'air quand ils s'approchent ou s'écartent de la position située au-dessus de la boite d'aspiration. On empêche ainsi les fuites d'air de se produire pendant qu'un chariot se trouve en partie sur la boite d'aspiration..
Sur la boite .10, et au-dessus de la voie sur laquelle passent les chariots, est disposée une voûte Rabaissée 12 qui peut comporter une couche de matière très calorifuge 13, placée au-dessus d'une couche de matière réfractaire 14, pour réduire les pertes de cha- leur. La voûte peut être d'un type courant quelconque et peut être supportée par des piédroits bas. Ceux-ci;, à leur tour, peuvent être supportés directement par le châssis de la machine ou de toute autre manière convena- ble. La partie comprise à l'intérieur des piédroits et de la voûte forme::: ce que l'on appelle la chambre de chauffe.
Le long de chacun des côtés de la chambre de chauffe sont disposées des chambres de combustion 16, longues et étroites, dans lesquelles sont placés des brû- leurs 17 ou d'autres sources de chaleur qui envoient des gaz chauffés. Des ouvertures lE peuvent être ménagées pour permettre à ces gaz chauffés d'être amenés dans l'espace situé au-dessous de la voûte.- De là ces nomes gaz peuvent être entraînés, grâce à l'aspirateur, à travers la couche de matière à traiter, dans la 'boîte d'aspiration 10 et, enfin, dans la cheminée.
Il est évident Que les chambres de
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combustion n'ont pas 'besoin d'être placées le long de la zone de chauffage et qu'elles peuvent, au contraire, être disposées à l'extrémité ou au-dessus des chariots, en distribuant les gaz chauffés vers le bas, le long de l'espace recouvert par la voûte.
Pour empêcher les fuites dans les chariots, aussi bien que pour protéger le métal de ces derniers contre une chaleur excessiveles bords supérieurs extérieurs peuvent passer très près sous le fond réfractaire et sous les orifices de distribution 18 (figures 3 et 4).
A 1* extrémité antérieure de la voûte, une paroi 19 descend tout près de la surface supérieure de la couche de matière pour empêcher les fuites à cet endroit.
La partie de la machine comprenant la boîte d'as- piration, la chambre de chauffe et les chambres de combustion, sera désignée sous l'expression "zone de traite- ment ou de chauffage".Au-delà de cette zone peut se trouver la "zone la tant a-chaees"20, qui peut être recouvrete par un prolongement de la voûte réfractaire. Ce prolon- gement peut être construit de manière à descendre tout-Près de la surface supérieure de la couche de matière supportée par les chariots, et peut aboutir jusqu'au chariot pour empêcher les fuites;comme on le voit sur la figure 4, cependant, cette partie du dispositif est dépourvue de chambre de chauffe.
La zone de taur, de chaveus reduit efficacement, dans la matière soumise au traitement, les pertes de chaleur par rayonnement et par convexion, et diminue la vitesse de refroidissement de la matière, ce qui permet aux @ réactions désirées (telles Que la calcination) de continuer à se produire dans la matière pendant une période de temps supplémentaire, ou jusquà ce que la température de la matière soit tombée au-dessous de celle de la réaction;,
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On conserve ainsi de la chaleur et on diminue la quanti** té de combustible nécessaire.
Dans certains cas, par exemple pour le séchage des matières, cette zone de tain 14- peut être supprimée*
Pour remplir les chariots, après que ceux-ci ont été élevés jusqu'à la voie horizontale supérieure, on peut se servir d'une ou de plusieurs Ironies, en nombre voulu (par exemple au nombre de deux, cornue le montre le dessin).
Ces trémies 21 et 22 sont placées au-dessus des chariots, juste sur l'avant de la zone de chauffage , et sont pourvues de dispositifs chargés de régler la quan- tité de matière distribuée par chacune d'elles et de nive- ler la surface de la coucLe.. L'une de ces traites peut contenir et amener la matière à traiter (telle (11-le le carbonate de chaux ou un autre carbonate alcalineou, de préférence, un mélange du carbonate avec un charbon ou avec un autre combustible* L'autre trémie peut être organisée pour recevoir et distribuer une .lanière de recouvrement, par exemple du.
calcaire brûlé, destinée à recouvrir les grilles des chariots, avant de charger ces derniers; nais on peut, si on le désire, supprimer ce revê- tement.
Pendant la marche de l'appareil, chaque chariot est pousse en avant,sur la voie supérieure grâce aux roues à chaîne. Le chariot ]lasse d'abord sous la trémie 21 où il reçoit une mince couche de matière destinée à forcer le revêtement des grilles. Cette matière est étalée sur les grilles et contre les parois du chariot. Elle est constituée par de la matière traitée précédemment et qui a été ramenée à la trémie par un dispositif convenable quelconque; ou bien elle peut être constituée par une matière inerte que l'on peut ensuite séparer de la matière traitée, si on le désire.
Sa fonction consiste à protéger les parties métalliques contre une chaleur excès-
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sive. Dans certains cas, ce revêtement peut être supprimé . Le chariot, qui avance lentement, reçoit ensuite une charge uniforme de matière amenée par la trémie contenant la matière 'brute. Cette trémie peut être divisée en plusieurs compartiments de manière à éta- ler sur les chariots des couches minces de différentes matières. Le chariot passe ensuite sous la paroi extrême dans la zone de chauffage, située au-dessous dé la voûte et au-dessus de la boîte à vent.
Là, les gaz dégagés dans la chambre de combustion par les 'brûleurs, ou des gaz chauffés partout autre moyen approprié désiré, sont ame- nés, dans l'espace compris sous la voûte, par les orifi- ces de distribution, et sont entraînés, à travers la couche de matière,dans la boite à vent et hors de celle-ci grâce à l'action du ventilateur. En traversant la couche de matière, les gaz abandonnent leur chaleur à cette dernière. Le volume et la température des gaz amenés sont réglés,par rapportà la vitesse du déplacement des- chariots à travers la zone de chauffage, de manière que la quantité et que l'intensité de la chaleur, nécessaires pour obtenir le traitement désiré, soient fournies à la matière placée sur les chariots..
Chaque chariot demeure ainsi dans la zone de chauffage jusqu'à ce crue le traitement de la matière qu'il porte soit achevé. S'il s'agit, par exemple, de calciner du carbonate do chaux , le chariot demeure dans la zone de chauffage jusqu'à ce que la pierre ait été pratiquement toute calcinée.
Le chariot traverse ensuite la zone de bain de chaleur ) dans laquelle la matière ne peut se refroidir que très lentement, ce qui permet d'achever le traitement désiré sans chaleur supplémentaire. Quand on calcine par exemple du carbonate de chaux, les plus gros fragments de pierre, dont la calcination exige plus de temps que celle des :De-
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tits fragments, ne peuvent pas être ooir ilte-ient calcinés pendant la traversée de le. zone de chaufface. Ihis la teLr#rat..:.rc nécessaire est saint oriue ;-,3.;8 lO:r."tc,1::'X3 !1/" dans la zone ce ±S±&&3$èm. pour achever la Cé.ÜC1P:.tJ.Cln.
Il est évident que la disposition décrite ici pemet
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d'économiser le cOi.i5usti ole car, sans cette disposition, le carbonate de chaux devrait séjournes? dans la zone de chauffage plus longtemps De même, dans les opérations telles que le brûlage des produits glaiseux; il est néces- saire de refroidir le produit très lentement pour éviter des craquements et cette fonction est remplie par la zone
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de m&é&±m!3a*v*i<* l->dd{ll.
11i'i:l, Quand le chariot avance et sort de la zone l4:1 t.L. teint de iss&Q3?ët#èB., il atteint et contourne la partie courbe ) de la voie, décharge son contenu fiai s une tr iïde ou dans un autre récipient,et revient par la voie inférieure aux roues à chaîne qui le soulèvent et le poussent en avant
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pour reCOrI:.1e:ce:' le cycle des opérations.
Pour certains usages de l'appareil, notamment
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quand le traitement désiré exige une te.roérature élevée, il peut être économique de chauffer, au préalable, la ma- tière avant Que celle-ci n'atteigne la zone de chauffe.
On peut, pour cela, utiliser les gaz entraînés hors de la zone de chauffage à travers la boîte d'aspiration.
La figure 5 représente une variante de l'appareil permettant d'effectuer ce chauffage préalable.. Entre la
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trémie et la laroi extrême de la zone de chauffage est comprise une zone de chauffage préalable 23, dans laquelle
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les chariots traversent un court espace rue ouvert par la voûte réfractaire. En sortant de la boite d'aspiration, les gaz passent par un ventilateur convenable et par
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une canalisation 24, traversent la voûte et arrive: *t dans l'espace 2ô (..:..1...i constitue la zone de C:l:'\.1ëf'i'::'.:";0 : ^':l n;?le.
Les gaz traversent ensuite la :.aticre placée sur les cha-
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riots et sont évacués par une boîte d'aspiration supplé- mentaire 25. Les gaz encore relativement chauds prove- nant de la zone de chauffage, traversent ainsi la matière placée dans la zone de chauffage préalable, et lui abandonnent leur chaleur, ce lui élève la température de la matière en question et l'amène au voisinage de la tem- pérature de fonctionnement nécessaire, en utilisant de la chaleur lui serait perdue autrement. Dans cet appareil, la boîte d'aspiration et la canalisation doivent être iso- lées pour éviter les pertes de chaleur..
Quand on traite certaines matières,il peut être désirable de remuer la ratière traitée.. Ce résultat peut être obtenu au moyen de supports disposés sous la voûte, et auxquels peuvent être suspendus des râteaux qui pénètrent dans la couche de matière et remuent celle- ci quand les chariots avancent.
L'invention permet de traiter économiquement des matières en réglant avec précision le mouvement de ces dernières.. L'appareil permet de porter efficacement des gaz à une haute température déterminée, et de les ame- ner à la matière à traiter, avec une perte de chaleur mini- mum. L'utilisation de la zone de bain de chaleur permet d'ache- ver les réactions désirées, en conservant la cheleur et en diminuant la quantité de corfoustible qui; autrement, se- rait nécessaire.
Grâce à la zone de chauffage préalable, les gaz encore relativement chauds provenant de la zons de chauffage sont utilisés pour maintenir la chaleur et pour diminuer la quantité de combustible nécessaire.
Il est bien entendu que l'invention n'est nulle- ment limitée aux dispositifs décrits et représentés ici et que ces dispositifs sont susceptibles de recevoir diverses modifications, suppressions et substitutions tant dans la forme que dans les détails, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.