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"Procédé et dispositif pour le. transport de mélanges non homogènes"
La présente invention se rapporte au transport de mélanges non homogènes tels que des suspensions de matières solides dans un liquide, et elle a pour but de permettre de conduire ces mélanges par exemple d'un réservoir dans un récipient de réaction, ou d'un récipient de réaction dans un autre récipient quelconque sans que les constituants du mélange puissent se séparer.
On sait que des mélanges de matières liquides et ,,solides,, tels que des suspensions d'une matière solide
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dans un liquide, transvasés dans des conduites de pompage, ont la tendance de se séparer en leurs parties constitutives, la matière solide pouvant s'accumuler au point d'obstruer complètement le système. Cet inconvénient est particulièrement grave lorsque la suspension d'une matière solide dans un liquide doit être introduite dans un récipient de réaction ou doit en être évacuée.
Afin d'obvier à cet inconvénient, on a proposé d'augmenter la vitesse de la suspension dans les conduites pour provoquer dans le mélange des remous qui empêchent parfois la matière solide de se séparer du liquide. Toutefois, cette façon d'éviter la séparation est inefficace au moment où le travail est interrompu comme cela arrive souvent dans des procédés chimiques, et alors l'obstruction inévitable des conduites nécessite des réparations coûteuses, avant qu'on puissereprendre le travail. En outre, il faut dépenser une énergie considérable pour porter la suspension à la vitesse nécessaire.
On a constaté qu'il est possible d'empêcher d'une façon très simple la séparation des constituants d'un tel mélange, en employant pour le transport du mélange des conduits d'un diamètre intérieur tel que le constituant liquide du mélange qui s'y déplace subisse l'action de la force capillaire. Fn d'autres termes, le diamètre intérieur des tuyaux ou conduits desservant le récipient de réaction et conduisant un mélange de solides et de liquides doit être, suivant l'invention, suffisamment petit pour produire sur le liquide un effet capillaire.
Cet effet n'est pas limité aux tubes dits capillaires employés pour des ravaux de laboratoire, dont le diamètre intérieur est
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de l'ordre de 1 mm. ou moins encore, car des tuyaux dont le diamètre intérieur est compris par exemple entre 6 et 10 mm. soumettent également le liquide qui les traverse à l'action de forces capillaires qui, suivant l'invention, s'opposent efficacement à la tendance de la matière solide de se séparer du liquide.
A première vue il semblerait que l'usage de tuyaux d'un petit diamètre intérieur comme mentionné rendrait peu économiques les opérations industrielles, parce qu'il parait impossible de conduire, à travers de tels tuyaux, des suspensions ou autres mélanges de matières solides et liquides avec une vitesse suffisante.
Suivant l'invention, cet inconvénient apparent est évité par le remplacement d'un tuyau unique de grand diamètre,comme on les emploie jusqu'à présent, par un nombre correspondant de tuyaux capillaires, On a constaté qu'en pratique un tel système de tuyaux capillaires ne s'obstrue pas et qu'on n'éprouve aucune difficulté à conduire une suspension à travers un certain nombre de tuyaux capillaires à la même vitesse que celle pratiquée actuellement dans les tubes de grand diamètre.
Il est à remarquer que les forces capillaires agissant sur le mélange empêchent la séparation de ses constituants non seulement en marche, c'est-à-dire pendant que le mélange s'écoule à travers les tuyaux, mais aussi pendant toute interruption, lorsque le mélange dans les tuyaux n'est pas en mouvement.
Le nombre de tuyaux de faible diamètre intérieur sera évidemment d'autant plus grand que la vitesse de la suspension qui les traverse est plus petite.
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L'emploi d'un faisceau de tuyaux ou de tubes capil- laires remplaçant un tuyau ou tube unique de grand diamètre offre encore l'avantage que le grande surface que présentent ces nombreux tuyaux assure un très bon échange de chaleur, de sorte que le mélange à écouler à travers les tuyaux peut y être facilement chauffé ou refroidi sans qu'on ait à recourir à un dispositif échangeur de chaleur séparé.
L'emploi d'un faisceau de tuyaux permet évidemment aussi d'isoler chacun d'eux séparément pour le nettoyage ou des réparations, sans que le fonctionnement de l'ensemble soit interrompu.
Le dessin annexé à titre d'exemple montre schématiquement la réalisation d'un appareil suivant l'invention, la Fig. 1 étant une vue en élévation et la Fig. 2 une vue en plan de cet appareil.
L'appareil représenté à titre d'exemple peut servir au cours du procédé d'hydrogénation de matières carbonées qui consiste à les traiter dans un autoclave, à température élevée et sous une pression appropriée, par un mélange d'eau et de fer spongieux qui, dans ces conditions, dégagent l'hydrogène naisqant destiné à se combiner à la matière carbonée. On amène dans l'autoclave un mélange se composant par exemple d'une partie d'huile minérale à point d'ébullition élevé, d'une partie de fer spongieux et de 0,5 partie d'eau. Pour pouvoir transporter ce mélange relativement visqueux à une vitesse normale de 12 litres par heure, il faut utiliser un tuyau dont le diamètre intérieur est par exemple de 12 mm.
Dans un tuyau de ce diamètre se produit déjà la séparation des constituants, surtout si le mélange est fortement chauffé.
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Dans l'appareil suivant l'invention, le même mélange est pompé à la même vitesse dans le récipient de réaction à travers un système de quatre tuyaux ayant chacun un diamètre intérieur de 6 mm. Des essais pratiques ont montré qu'il ne se produit dans cet appareil aucune séparation des constituants, même si le travail est interrompu et le mélange vient à stagner dans les tuyaux.
Sur le dessin, 1 désigne le récipient de réaction sous pression, ou autoclave. 2 est un tuyau de grand diamètre conduisant du réservoir à la conduite collectrice 3 à laquelle se raccordent quatre tuyaux capillaires 4 dont chacun est connecté par un raccord approprié 5 à l'un des quatre tuyaux capillaires 6; ceux-ci traversent un échangeur de chaleur 7 de tout genre approprié qui reçoit d'autre part un agent de chauffage ou de refroidissement.
Chacun des tuyaux capillaires 6 est relié par un raccord 9 à un tuyau capillaire 10 conduisant à un robinet 11 monté sur un tuyau capillaire 12 qui se fixe dans une ouverture 13 de la paroi de l'autoclave.
Des tuyaux capillaires semblables 14 qui communiquent avec des ouvertures à la base de l'autoclave sont reliés par des robinets 15 aux tuyaux capillaires 16 raccordés par des manchons 17 à un système de quatre tuyaux capillaires 18 qui traversent l'échangeur de chaleur 7; les extrémités opposées de ces tuyaux sont reliées par des raccords 19 aux tuyaux capillaires 20 allant vers la conduite collectrice 21 d'où un tuyau de grand diamètre 22 conduit vers un autre réservoir ou ailleurs.
En service, la suspension ou le mélange de matières solides et liquides est amené sous pression à travers le large tube 2, vers la conduite collectrice 3, s'écoule par
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les quatre tuyaux capillaires 6 et 10 vers le sommet du récipient de réaction 1 et, après avoir réagi, s'échappe par les tuyaux capillaires 14, 16 et 18 vers la conduite collectrice 21, pour quitter enfin le système par le large tuyau 22. Les robinets 3, 15 et 11 permettent d'isoler chaque tuyau et de'Le remplacer en se servant des raccords.
Bien que l'exemple représenté montre l'emploi de quatre séries de tuyaux capillaires, il est entendu que tout autre nombre de tuyaux ou conduits pourra être utilisé suivant les besoins de chaque application particulière. D'autres modifications peuvent également être apportées aux détails décrits ou représentés, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour le transport de mélanges non homogènes de matières solides et liquides caractérisé en ce que le mélange à transporter est divisé en filets suffisamment minces pour que l'action de la capillarité s'oppose à la séparation de ses parties constitutives.
2. Dispositif pour le transport de mélanges non homogènes de matières solides et liquides, caractérisé en ce que le diamètre intérieur des conduits ou tuyaux conduisant le mélange ne dépasse pas 10 mm.