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Ptocédé et dispositif pour le traitement de substances solides sous pression.
On a',trouvé que l'on peut traiter des substances so- lides en fragments, en grains ou en poudre par des gaz, des vapeurs ou des liquides ou par plusieurs de cesagents à la fois, sous pression, en transportant les substances solides à travers la chambre de réaction sur des supports mûs de façon intermittente (analogues aux couloirs oscillants), renfermés dans un récipient immobile, résistant à la pression.
Les supports placés horizontalement ou de façon légèrement inclinée peuvent être construits par exemple en mé- tal et avoir la forme de couloirs, de plateaux, etc., par
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exemple à surface rugueuse ou autre. Leurs bords latéraux sont de préférence surélevés, ou dans certains cas ces sup- ports sont complètement clos. On peut les disposer de inaniè- re à ce qu'ils puissent se mouvoir librement dans toutes les directions, ou bien que leur liberté de mouvement soit limi- tée par exemple à l'aide de tampons, de rouleaux de guidage, etc., placés latéralement.
Les supports peuvent être construits en une seule pièce dans toute leur longueur, ou bien en plusieurs pièces disposées les unes derrière les autres, et, par exemple pour transporter les substances à traiter d'un support à l'autre, une pièce peut déborder sur l'autre. Dans certaina cas, chaque support peut se mouvoir dans n'importe quelle direction in- dépendamment des autres. En outre, la rapidité du mouvement de chaque support distinct, et en conséquence la rapidité du transport et l'épaisseur de la couche des substances solides, peut être réglée à volonté. Le temps que les substances à transporter restent sur les supports peut être modifié par un changement ou une interruption temporaires du mouvement des supports. Les supports peuvent également être placés en plu- sieurs étages les uns au-dessus des autres.
Les supports peuvent reposer, comme c'est générale- ment le cas pour les couloirs oscillants, sur des rouleaux, ou bien ils peuvent être suspendus à la paroi supérieure du récipient résistant à la pression par l'intermédiaire d'orga- nes mobiles. Une façon particulièrement avantageuse de placer les supports de façon mobile dans la chambre, est d'y dispo- ser des liquides sur lesquels les supports flottent. Des sels, des métalloïdes ou des métaux en fusion ou des alliages fon- dus, etc., peuvent servir d'agent liquide, contenu dans des récipients dont la-forme s'adapte à celle des supports et qui
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sont au besoin munis d'une isolation thermique ou susceptibles: d'être chauffés ou refroidis.
Quand on dispose les supports en plusieurs étages les uns au-dessus des autres, chaque support peut flotter sur un liauide différent;, ou bien les supports peuvent être combinés en un groupe, le support le plus bas, qui supporte la charge entière, pouvant avoir une forme spé- ciale, par exemple être construit totalement ou en partie de manière à réduire au minimum la résistance qu'oppose à. son mouvement de va-et-vient l'agent liouide sur leouel il flotte ou dans lequel il trempe. Quand par exemple un support à un seul étage flotte sur l'agent licuide, on peut établir de façon particulièrement avantageuse la transmission de la cha- leur entre la substance solide et l'agent liquide.
Quand les supports sont disposés les uns au-dessus des autres, chaque support peut flotter sur un agent liquide et peut se mouvoir indépendamment des autres ou bien ils peuvent se mouvoir so- lidairement. L'agent liquide lui-même peut être immobile ou circuler en courant ouvert ou en circuit fermé.
La commande des supports peut être purement méca- nique, par exemple à l'aide de barres d'embrayage disposées à des endroits appropriés, de ressorts fonctionnant par tension ou par compression, de chaînes, de bandes, etc., ou bien la commande peut être électromagnétique, par exemple par attrac- tion d'un noyau magnétique fixé aux supports, ou bien le mouve- ment peut être causé par des mécanismes fonctionnant à l'aide d'un liquide ou d'un gaz sous pression, l'agent liquide lui- même, ou les liquides ou les gaz servant au traitement des substances solides, pouvant être employé à cet effet.
Quand les supports flottent sur un liquide, on peut également provoquer leur mouvement, totalement ou en partie, par un mouvement ap- proprié de ce liquide, les méthodes qui viennent d'être décri-
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tes pouvant alors, entre autre, être employées pour uroduire le mouvement de l'agent liquide. Ainsi, un couloir incliné, porté par un flotteur, peut être animé dun mouvement vibra- toire produisant le transport des substances solides dans ce couloir, au moyen de rapides impulsions consécutives communi- quées au liquide par une pompe à piston.
Si le mouvement de va-et-vient des supports a lieu à la même vitesse dans les deux directions opposées, les supports doivent être légèrement inclinés sous un angle approprié dans la direction du transport des substances solides, tandis que, quand on emploie des supports placés horizontalement, le mou- vement de va-et-vient doit avoir lieu à une vitesse inégale.
L'amenée des substances solides aux supports en mou- vement peut être effectuée par un dispositif approprié, par exemple par une vis transporteuse ou une roue à godets, une seule installation à conduites ramifiées pourvoyant simultané- ment au chargement de tous les étages, quand on emploie des supports à plusieurs étages. On peut en outre amener ou évacuer les substances par n'importe quel endroit de l'installation, ce qui rend aisé le mélange de plusieurs substances, par exem- ple en vue d'effectuer une réaction. Pendant le transport des substances solides sur les supports, un traitement mécanique tel que fragmentation, addition de catalyseurs ou séparation, par exemple par tamisage, désentassement, etc., peut être ef- fectué.
On peut évacuer les substances solides transportées par les supports en les faisant tomber en dehors de l'instal- lation à un endroit approprié, ou bien en les enlevant mé- caniquement au moyen d'une roue à palettes, d'un râcloir ou d'un crible, pr exemple quand on veut séparer des particules de grosseur différente. Pour l'évacuation des substances, et dans certains cas pour les amener, on peut utiliser un courant liquide ou gazeux. Ces courants liquides ou gazeux peuvent -
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également servir à faciliter le transport des substances à des endroits variés, conjointement aux dispositifs purement méca- niques.
On peut en outre modifier à volonté pendant le traite- ment l'épaisseur des couches des substances solides transpor- tées, par exemple en rétrécissant ou en élargissant la surfa- ce des supports, à l'aide de grattoirs mécaniques, etc.. Con- formément au procédé de la présente invention, il est particu- lièrement aisé de transporter des substances en couches minces ou très minces,par exemple en couches de quelques millimètres d'épaisseur, ce qui est particulièrement avantageux pout main- tes réactions.
Durant le transport, on peut effectuer un trai- tement par des gaz, des vapeurs ou des liquides qui réagissent ou non avec les substances solides, ou par plusieurs de ces agents à la fois, de n'importe quelle manière voulue, par exemple en faisant couler le liquide sur les supports mêmes, ou bien en plaçant les supports entièrement ou partiellement dans des récipients remplis de gaz ou de vapeurs ou des deux à la fois. On peut diriger le courant de gaz, de vapeur ou de liquide., sous n'importe quelle pression appropriée, dans la di- rection que prennent les substances solides, ou dans le sens opposé, on peut en effectuer l'introduction ou l'évacuation par un ou par plusieurs endroits, et il peut servir à chauffer ou à refroidir les substances solides.
Quand on traite les substances à une température élevée sur des supports flottants, l'emploi de masses en fusion à poids spécifique élevé comme agent liquide permet d'équilibrer presque complètement la charge des supports, ce qui est particulièrement avantageux, vu la diminution de la résistance mécanique des matériaux de construction aux températures élevées. La possibilité de pla- cer les dispositifs qui produisent le mouvement, dans les parties froides de l'installation, constitue en outre une im-
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portante simplification au point de vue constructif. La pro- . duction du mouvement par voie électromagnétique, telle qu'on l'a décrite plus haut, peut être employée'avec un avantage particulier, car alors le passage de parties mobiles à tra- vers les parois supportant la pression n'est pas nécessaire.
On peut employer l'installation conforme à la présen- te invention par exemple pour la .carbonisation à basse tempé- rature ou pour l'hydrogénation destructive de charbons, pour le transport de masses d'adsorption ou d'épuration de gaz et pour la régénération de ces masses, pour le traitement de mé- taux, de métalloïdes, d'oxydes, de sels, de minerais, etc., par des gaz ou par des liquides ou par les deux à la fois, par exemple pour la production de métaux carbonyles, pour mélanger des substances, etc.. On peut employer l'installation pour extraire des alcaloïdes ou des matières tannantes de substan- ces qui en renferment: on peut également y produire du carba- mate de calcium à partir de nitrate de chaux et de carbamate d'ammonium dans l'ammoniaque liquéfiée.
Les dessins ci-joints feront mieux comprendre l'exé- cution du procédé et la construction des dispositifs conformes à la présente invention. La fig. 1 représente,, en coupe verti- cale et longitudinale, une installation dans laquelle plusieurs surfaces inclinées sont placées les unes au-dessus des autres dans un seul récipient, la fig. 2 en est une coupe transversale par la ligne X-X. La fig. 3 représente, en coupe verticale et longitudinale, la combinaison de deux récipients renfermant chacun un certain nombre de surfaces placées horizontalement.
La fig. 4.est une coupe transversale par la ligne y-y de la fig. 3. La fig. 5 représente, en coupe verticale et longitudi- nale, l'installation dans le genre de celle qui est représentée par la fig. l, où les supports flottent sur un liquide et dont
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le récipient entier est renfermé dans la chambre de chauffe.
La fig. 6 est une coupe transversale à la ligne x-x de la fig. 5. La fig. 7 est une coupe longitudinale à travers une installation dans laquelle un seul support flotte sur un li- quide et qui est pourvue d'un dispositif de chauffage électri- que. La fig. 8 représente la coupe transversale de la fig. 7, à la ligne x-x.
Dans l'installation représentée par la fig. 1, un certain nombre de couloirs inclinés A sont placés les uns aux-dessus des autres à distances égales et sont réunis en un ensemble solide par la cloison M qu'on peut voir dans la fig. 2, où elle sépare les couloirs en deux compartiments. Les couloirs sont attachés au récipient supportant la pression D à l'aide des organes mobiles B. Une petite chambre, maintenue à la même pression que le récipient D et dans laquelle entre une barre S fixée au groupe formé par les couloirs, se trouve à gauche du dit récipient. Un noyau magnétique P est attaché à la barre et entre dans la bobine 0, alimentée de courant élec- trique par des fils qui traversent la paroi du récipient.
Par des impulsions électriques, induites dans la bobine 0, l'en- semble des couloirs est animé d'un mouvement de va-et-vient, que renforce le ressort Q, de sorte que même de faibles impul- sions suffisent à maintenir le mouvement de l'ensemble. On charge le groupe de couloirs par F,et on évacue les produits de la réaction par G. On peut effectuer l'introduction et l'évacuation de gaz, de vapeurs, etc., par H et J.
La fig. 3 représente une combinaison de deux instal- lations à conduite d'amenée et d'évacuation commune. Les cou- loirs A placés horizontalement les uns au-dessus des autres, sont réunis en un groupe solide par deux cloisons, de la ma- nière décrite à la fige 1 ; ils reposent sur les galets B au fond des récipients D.
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Dans l'installation représentée par les figs. 5 et
6, un certain nombre de supports inclinés A sont réunis en un groupe par leurs parois latérales. Le support le plus bas repose sur les corps creux B, qui flottent sur le liquide
C contenu dans des cuves appropriées. L'installation entière est renfermée dans le récipient D, résistant aux pressions élevées. Les supports sont reliés par l'intermédiaire de la barre S, qui traverse la paroi du récipient, au mécanisme
E qui les anime d'un mouvement de va-et-vient. On introduit par F les matières solides à traiter et on évacue par Q les résidus ou les produits de la réaction. On peut introduire ou évacuer des gaz ou des vapeurs par H et J.
On peut effectuer le chauffage de façon extrêmement simple, en réchauffant à la température nécessaire les vapeurs ou les gaz qui entrent par J ou H. On peut également pourvoir au chauffage additionnel ou au chauffage entier en chauffant le récipient D par l'ex- térieur, par exemple en faisant passer des gaz de chauffage par L dans la chambre de chauffe K, qui entoure le récipient D, les gaz s'échappant de la chambre par M.
La fig. 6 représente une installation à un seul sup- port, chauffée électriquement. Le support A est placé hori- zontalement sur le corps dreux B, qui flotte sur le liquide C.
Le liquide se trouve dans la partie inférieure du rédipient D, résistant à la pression. Le mécanisme E, qui se' trouve en de- hors de la chambre où s'effectue le traitement, mais qui communique directement avec elle, consiste en un plateau ex- centrique et un ressort, et anime le support d'un mouvement de va-et-vient irrégulier. Les matières à traiter sont introduites par F et les produits de la réaction ou les résidus sont éva- cués par G. On peut introduire ou évacuer des gaz ou des vapeur? par H et J. L'installation peut être chauffée, soit par ré-
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chauffage préliminaire des gaz qui entrent et qui sortent par.
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H et J, soit par l'installation de chauffage électrique K, alimentée de courant électrique par N.