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Installation pour la production de sulfate d'ammoniaque.
L'invention se rapporte aux dispositifs connus sous le nom de saturateurs pour la production de sulfate d'ammoniaque solide à partir d'ammoniaque ou de vapeurs ou gaz ammoniacaux et d'acide sulfurique ou d'une solution acide de sulfate d'am - moniaque, dans lesquels le liquide d'absorption se trouve dans un récipient fermé pourvu d'un fond de préférence conique dans lequel le gaz ammoniacal est introduit par des tuyaux, etc. débouchant en dessous du niveau de l'acide et d'où le gaz dé - barrassé de son ammoniaque s'échappe, après avoir traversé le bain d'acide, par un orifice prévu dans le couvercle du réci - pient, tandis que le sulfate d'ammoniaque solide se formant dans le liquide se rassemble au fond du récipient et peut, de là, être évacué régulièrement au moyen d'un siphon ou d'une au - tre manière appropriée.
L'acide sulfurique consommé dans le travail d'absorption est remplacé, d'une manière continue ou par intermittences, par l'addition d'acide neuf au bain du satura - teur.
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Dans les saturateurs qui ont été en usage jusqu'ici, on a constaté ce défaut grave que le sulfate d'ammoniaque produit est finement cristallin ou boueux. De ce fait, le sel se con - glomère et se pelotonne très fortement, ce qui diminue beaucoup ses qualités d'emploi comme engrais. Un autre inconvénient du sulfate d'ammoniaque finement cristallin réside dans le fait que les fins cristaux sont emportés par le vent dans une mesure relativement grande lorsqu'ils sont répandus sur le champ.
Par contre, un sulfate d'ammoniaque formé de gros cristaux, par exemple de plus de 0,5 mm de diamètre, possède les propriétés avantageuses de ne pas se pelotonner, même en cas de longue durée d'entreposage, et que, grâce au poids élevé des cristaux, ceux-ci tombent rapidement sur le sol lorsqu'ils sont répandus sur le champ.
Or, il a été trouvé qu'il est possible d'obtenir un sel en gros cristaux à partir d'ammoniaque gazeuse ou de gaz ammo - niacaux et d'acide sulfurique ou d'une solution acide de sulfa- te d'ammoniaque si l'on établit le saturateur destiné à rece - voir la solution de sulfate d'ammoniaque de telle manière que, pendant l'introduction du gaz à traiter, le bain oontenu dans le saturateur soit maintenu en mouvement à tel point que les petits 'cristaux qui se forment soient maintenus en suspension dans le liquide et que les gros cristaux ayant les dimensions voulues se déposent seuls au fond du saturateur.
A cet effet, l'invention prévoit que le saturateur destiné à recevoir le liquide d'absorption est pourvu d'un fond établi comme cône plat dont l'angle d'inclinaison sur l'horizontale est inférieur à 35 , et qu'il est disposé à la périphérie de ce saturateur une couronne de tuyères en forme de fentes diri - gées à peu près tangentiellement, par lesquelles le gaz entre dans le liquide du bain de telle manière que celui-ci soit mis en mouvement de rotation de façon à empêcher les petits cris - taux de se déposer.
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On peut a,ussi , d'aprèsl'invention, provoquer le mouve - ment nécessaire du liquide du saturateur en disposant dans le saturateur, au sein du liquide d'absorption, un agitateur qui tourne autour d'un axe vertical ou horizontal placé dans une position centrale ou latérale et dont les bras agitateurs ont une forme telle que, lors de la rotation de l'agitateur, on obtienne le mouvement voulu du liquide.
Enfin, on peut disposer dans le sa,turateur, au sein du liquide, un corps directeur conique ou cylindrique ouvert de part et d'autre, dont l'axe longitudinal est vertical et dont la position en hauteur est réglable, et placer à l'intérieur de ce corps, ou dans un tube raccordé latéralement au corps directeur et débouchant dans le creux de celui-ci, un agitateur dont les bras agitateurs sont établis de manière que le liquide soit mû vers le haut à l'intérieur du corps directeur lors de la rotation de l'agitateur et passe en un circuit à travers le sa,turateur et le creux du corps directeur.
Le dessin ci-joint représente, sur la fig.l, une coupe longitudinale verticale d'un satura,teur établi d'âpres l'in - vention. Les figs.2 et 3 sont des coupes longitudinales verti - càles d'autres formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig.4 est une coupe horizontale suivant la ligne A-A de la fig.3. La fig. 5 est une coupe longitudinale verticale d'une quatrième forme d'exécution. La fig.6est une coupe suivant la ligne B-B de la fig.5.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig.l le li - quide d'absorption 1 consistant en une solution acide de sulfa- te d'ammoniaque est reçu par un récipient de préférence cylin - drique 2, dont le fond 3 a une forme faiblement conique et forme avec l'horizontale, comme le montre le dessin, un angle a de moins de 35
Autour de la partie inférieure du saturateur est établi, extérieurement, un canal annulaire 4 dont la paroi extérieure
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est pourvue de tubulures 5 servant au raccordement des canali- sations à gaz non dessinées.
Le gaz à traiter entre par la tubulure 5 dans le canal 4 et quitte celui-ci par des tuyères en forme de fentes 6 disposées à la périphérie intérieure du saturateur, en dessous du niveau du liquide, lesquelles tuyères sont établies et dirigées, à peu près tangentiellement, de ma - nière que le liquide d'absorption soit, au passage du gaz, mis en un mouvement giratoire par celui-ci.
Le gaz s'élève à travers le liquide et quitte le satura - teur par un orifice de sortie/prévu dans la couverture 7.
L'évacuation du tas 9 de gros cristaux s'accumulant au cours du service dans le fond du saturateur, à l'endroit le plus bas, se fait, dans le saturateur représenté, au moyen d' un tube de siphon central 10 aboutissant à peu de distance au dessus de l'endroit le plus bas du fond du saturateur. Ce tube de siphon est introduit à travers un tuyau plongeur 11 fixé à la couverture du saturateur et pénétrant dans le liquide d' absorption à une profondeur telle que son extrémité inférieure plonge toujours dans le liquide pour toute pression de gaz se présentant dans la pratique.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig.l, l'inten- sité du mouvement du liquide et, par suite, la grosseur des cristaux produits se règlent en modifiant la pression du gaz à traiter introduit par les tuyères tangentielles en forme de fentes.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig.2, il est fixé à la couverture 12 du saturateur 13 un tube 14 dont l'axe longitudinal coïncide avec l'axe longitudinal du saturateur et qui plonge partiellement, en dessous, dans le liquide d'absorp- tion 15 se trouvant dans la partie inférieure du saturateur, de telle manière que son extrémité se trouve toujours au sein du liquide d'absorption, dans le saturateur 13, pour toute pression de gaz se présentant dans la pratique.
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Le tube 14 est traversé par un arbre creux 17 monté de manière à pouvoir tourner sur la couverture du saturateur, de préférence par l'intermédiaire d'un roulement à billes 16 , et pouvant être mû par exemple par un engrenage . visans fin 18.
L'arbre creux 17 dépasse le tube 14 à son extrémité inférieure et est pourvu de bras agitateurs 19 se trouvant au sein du liquide d'absorption. Les bras agitateurs 19 sont établis de manière que, lors de la rotation de l'arbre creux et des bras agitateurs, le liquide d'absorption 15 se trouvant dans la partie inférieure du saturateur reçoive un mouvement giratoire, la vitesse de rotation du liquide d'absorption pouvant être amenée à la mesure voulue en réglant convenablement la vitesse de rotation de l'arbre creux.
Dans le cas du saturateur représenté par la fig. 2, le gaz est introduit dans le liquide par un canal annulaire 20 prévu le long des parois latérales du récipient du saturateur et com- muniquant, en 21, avec l'intérieur du saturateur par les fen - tes d'entrée de gaz habituelles disposées en forme de couronne.
Le gaz quitte le saturateur, après avoir traversé le liquide d'absorption, par l'orifice 25.
Le fond 22 du saturateur possède, comme il a été décrit à propos de la première forme d'exécution, une forme faiblement conique. A son endroit le plus bas débouche à l'intérieur, de la manière connue, un tube de siphon 23 passant à travers l' arbre creux et a,u moyen duquel on peut retirer d.u liquide d' absorption, de temps en temps ou d'une manière continue, le sel 24 se rassemblant au cours du service à l'endroit le plus bas du fond.
Le saturateur représenté par la fig. 3 est destiné, de préférence, au traitement de très grandes quantités de gaz.
Dans ce saturateur, l'introduction du gaz a donc lieu, d'une part, par des orifices en forme de fentes prévues en 27 à la périphérie du saturateur 26 et, d'autre part, par des orifices
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en forme de fentes prévues en 30 à l'extrémité inférieure d' un tube 28 occupant une position centrale dans l'espace inté - rieur du saturateur et communiquant avec la canalisation d' amenée de gaz 29. Après avoir traversé le liquide d'absorption, le gaz quitte le saturateur par l'orifice 39. Dans ce satura - teur, le mouvement giratoire nécessaire à la réalisation du procédé d'après la partie principale de l'invention, pendant le service du saturateur, est opéré par une ou plusieurs héli - ces d'agitation 31 disposées au sein du liquide d'absorption, dans la partie inférieure du récipient 26 du saturateur.
Cette hélice d'agitation (voir fig.4) est fixée à une extrémité d'un arbre horizontal tournant 33 qui traverse la paroi latérale du saturateur et dont l'autre extrémité est reliée, pour la commande de l'arbre, à un moteur électrique 34 ou un autre organe de commande approprié se trouvant en dehors du satura - teur, un presse-étoupe habituel 35 étant avantageusement prévu à l'endroit où l'arbre de l'hélice traverse la paroi du satu - rateur.
L'arbre 33 de l'hélice est disposé dans la partie infé - rieure du saturateur dans une direction telle que, lors de la rotation de l'arbre, le liquide soit mû par l'hélice 31 à peu près dans la direction indiquée par les flèches 36 de la fig.4.
On peut, par l'emploi de surfaces directrices de forme appro - priée se trouvant sur le fond 37 du saturateur, ou d'une autre manière convenable, faire en sorte que l'hélice d'agitation ne fasse pas s'élever de nouveau dans le liquide, d'une manière indésirable, les gros cristaux de sulfate d'ammoniaque s'accu - mulant à l'endroit le plus bas du saturateur pendant le service et devant être siphonés.
Le saturateur 56 représenté aux figs.5 et 6 est pourvu, au fond, de deux renfoncements coniques 41 dans lesquels s' accumule le sel se formant pendant le service et dont le sel produit peut être enlevé au moyen des siphons à injecteur ha -
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bituels 42 ou d'une autre manière appropriée. Les tubes à in - jecteur 42 sont placés à l'intérieur de tubes plongeurs 43 qui sont fixés à la couverture 44 du récipient du saturateur et dont l'extrémité inférieure plonge de la manière habituelle dans le liquide 40 se trouvant dans le saturateur.
Sur l'extrémité inférieure des tubes plongeurs est enfilé un corps directeur 45 en forme d'entonnoir, lequel est fixé au corps du tube plongeur à une hauteur telle que le courant de liquide passant entre le bord inférieur du corps directeur et le fond du saturateur - c'est-à-dire en 46 - atteigne l'in- tensité nécessaire pour soulever les petits ctistaux dans le liquide. La fixation des corps directeurs 45 aux tubes plon - geurs 43 a lieu, par exemple, au moyen de boulons 48 attaquant la douille d'embouchure 47 du corps directeur dirigée vers le haut.
A chaque corps directeur est fixé un tronçon de tube 49 débouchant dans l'espace intérieur en forme d'entonnoir ; les tronçons de tube se réunissent en forme de fourche en 50. Le raccord entre les deux tubes 49 s'ouvre dans la solution de sel. A son embouchure est disposée, de manière à pouvoir tour - ner autour d'un axe horizontal, une hélice d'agitation 51 dont l'arbre-support 52 traverse une paroi latérale du récipient du saturateur, l'étanchéité de l'endroit de traversée de l'ar - bre de l'agitateur étant assurée par un presse-étoupe habituel 53. L'extrémité de l'arbre d'agitateur se trouvant en dehors du récipient du saturateur est en liaison de commande avec une source de force motrice non dessinée, par exemple un moteur électrique.
La forme et l'inclinaison des bras agitateurs sont choisies telles qu'un courant ascendant vertical du liquide soit produit à l'intérieur des corps directeurs en forme d' entonnoirs pendant la marche de l'agitateur et que le liquide soit mû hors des entonnoirs directeurs à, travers les tronçons de tube 49, de telle sorte que la solution traverse, en un
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circuit, l'entonnoir directeur, les tubes 49 et le saturateur.
La vitesse du courant de liquide peut, en cela, être réglée par la modification de la vitesse de rotation de l'agitateur, de telle manière que les cristaux soient maintenus en suspen - sion dans le liquide jusqu'à ce qu'ils aient juste la grosseur voulue.
Dans le saturateur représenté, l'introduction du gaz a lieu par des fentes 54 prévues à la périphérie du saturateur et disposées en dessous du niveau du liquide, tandis que la sortie du gaz a lieu par un tube 55 débouchant dans la couver - ture du saturateur.
Au lieu que, comme le représentent les figs.5et 6, la douille d'embouchure du corps directeur en forme d'entonnoir ait un diamètre peu supérieur à celui du tube plongeur, on peut laisser un espace plus grand entre la douille et le tube plongeur. Dans ce cas, il est utile de disposer l'agitateur à l'intérieur du corps plongeur dont la forme n'est alors de préférence que faiblement conique ou cylindrique, de sorte que les tubes de liaison 49 et 50 peuvent être supprimés.
En cas d'application de l'invention à des saturateurs ayant un seul renfoncement conique de fond, la canalisation en forme de fourche entre les corps directeurs est supprimée.
Dans ce cas, le corps directeur est pourvu seulement, comme on le comprend tout de suite, d'un tube débouchant latérale - ment, à l'intérieur ou à l'embouchure duquel est disposé l'a - gitateur rotatif.
Enfin, il est également possible, au lieu de fixer le corps directeur au tube plongeur, de le placer sur des tiges-supports déplaçables verticalement et traversant la couverture du satu - rateur, ce qui, éventuellement, facilite considérablement la mise au point en hauteur des corps directeurs. Dans ce cas, évidemment, l'agitateur doit également être monté sur un arbre vertical traversant la couverture du récipient, et le tube d'em-
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bouchure du corps directeur doit être dirigé vers le haut.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour l'obtention de sulfate d'ammoniaque gros- sièrement cristallin dans des saturateurs de gaz, caractérisé en ce que le bain est, pendant l'introduction du gaz à traiter, maintenu en un mouvement tel que les cristaux qui se forment soient longtemps tenus en suspension dans la zone du bain sa - turée de sulfate d'ammoniaque et ne descendent sur le fond du saturateur qu'après avoir atteint les dimensions voulues.