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"Procédé et dispositif pour l'obtention de chlorure de chaux"
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour l'obtention de chlorure de chaux à faible teneur en eau ou anhydre, par une opération discon- tinue et au moyen d'un dispositif mécanique, en utilisant l'action de chlore gazeux sur de la chaux hydratée.
Lorsqu'on soumet de la chaux hydratée à l'ac- tion du chlore il stétablit régulièrement plus ou moins tôt, quelle que soit la concentration du chlore, - la te- neur en 01 actif variant entre environ 25 et 34% de C1 actif, suivant le mode opératoire - un état, pour lequel
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la matière en réaction ne conserve plus la nature pulvéru- lente et du genre "poussière" de la chaux hydratée sèche, mais subit au contraire une modification progressive en prenant d'abord l'aspect de chaux hydratée chargée par hu- mectage. Au fur et à mesure de l'action d chlore, la ma- tière en réaction semble devenir encore plus humide, jus- qu'à ce qu'elle devienne enfin gluante et s'agglomère en boules et grumeaux d'aspect humide, qui par refroidissement se solidifient en masses dures.
Le chlorure de chaux ainsi obtenu se trouve par conséquent parsemé de grumeaux et ne présente pas un bel asp ect. L'apparition de ce "point de mouillage", qui correspond évidemment à une transposition de l'eau de réaction chassée, par le chlore, de sa combi- naison avec CaO, provoque des arrêts dans l'opération de chlorage, par suite également des difficultés dans l'éli- mination de l'eau du produit obtenu, et oppose aussi une certaine,résistance, dans le cas d'un procédé mécanique, à l'agitation de la masse en réaction.
D'autre part, on sait aussi qu'une teneur modérée de la chaux hydratée en eau libre est avantageuse, dans chaque phase du chlorage,et que le chlorage s'arrê- te lorsque l'eau de réaction se trouve trop t6t éliminée complètement.
C'est pourquoi, on reconnait, dans les dif- férents procédés récents de perfectionnement pour la pré- paration du chlorure de chaux, la tendance à retarder le plus possible ou même à supprimer complètement l'appari- tion du "point de mouillage" et de ses effets nuisibles.
On a cherché en particulier, dans la préparation de chlo- rure de chaux par une opération continue, en utilisant de grandes quantités de chlore dilué avec de l'air, à éviter que le chlore n'exerce une action provoquant une élévation de température locale trop forte, en même temps à. produi,
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simultanément au cours du chlorage une élimination plus ou moins complète de l'eau de réaction, élimination basée sur ce fait que l'eau de réaction possède une certaine tension de vapeur et peut par conséquent être entrainée par un courant d'air.
On a proposé en outre, pour éliminer l'eau de réaction pendant le chlorage et pour obtenir un, chlorure de chaux complètement déshydraté, d'effectuer le chlorage de la chaux hydratée par une opération continue dans un tube rotatif et de faire passer à travers ce tube, en contre-courant, du chlore gazeux dilué avec de l'air, la chaleur de réaction devant provoquer alors la vapori- sation de l'eau de réaction.
On a constaté toutefois que le séchage - provoqué par le courant de gaz - de la matière de réaction risque facilement d'avoir des effets nuisibles; d'unepart la capacité d'absorption de la matière de réac- tion pour le chlore peut être amoindrie, et en même temps les gtandes quantités d'air nécessaires entrainent hors de la chaux hydratée, qui reste encore pulvérulente, même après un chlorage partiel, de grandes quantités de poussi- 'ères constituées par du chlorure de chaux partiellement décomposé.
Si l'on cherche, afin de conserver la teneur modérée en eau nécessaire pour une absorption rapide et constante du chlore, ainsi qu'afin d'éviter la formation de poussière, à opérer avec des quantités d'air plus faibles ou, - - comme on la déjà également proposé - à injecter.-, de l'eau dans la zone où s'effectue le chlorage, les ef- fets nuisibles du "point de mouillage" ne tardent pas à se manifester de nouveau;
L'inconvénient radical du procédé sus-décrit provient ainsi qu'on l'a reconnu, de ce fait que les dif- férents états par lesquels passe la chaux hydratée au cours du chlorage et de l'opération d'élimination de l'eau se trouvent nettement déterminées pour toute la durée de la réaction, dans tout procédé continu, par les conditions initiales (teneur en eau de la chaux hydratée introduite,
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température, concentration et quantité totale des gaz qui passent).
Il n'est donc pas possible de maintenir arbitrai- rement la teneur en eau de la matière en réaâtion dans cha- que phase du chlorage entre des limites données déterminées d'une part par la suppression du "point de mouillage" et d'autre part par la capacité d'absorption du chlore,ainsi qu'il est nécessaire pour une bonne marche dU chlorage, et pour l'obtention d'un chlorure de chaux irréprochable.
Ce n'est que si la teneur en eau du produit est maintenue entre ces limites pendant toute la durée du chlorage, que l'on peut éviter les inconvénients connu¯s des procédés utilisés jusqu'ici et ce réglage des conditions de pres- sion et de température d'une manière déterminée et indé- pendante des différentes phases de la préparation du chlo- rure de chaux n'est possible que par un procédé discontinu.
Il y a lieu d'ajouter que, dans le procédé mécanique discontinu, dans lequel les différentes phases dé la réac- tion se déroulent successivement dans le temps et dans le- quel on cherche à réaliser des conditions de réaction aussi égales que possible à chaque instant et dans toutes les par- ties de la matière en réaction, le brassage mécanique de la matière facilite l'obtention de cet état. Dans le procédé continu, par contre , un tel brassage mécanique s'oppose directement à une marche réglée des différents phases de la réaction, ces phases se succédant sans interruption dans l'espace ainsi qu'à uaction méthodique sur ces phases sous l'effet d'une influence extérieure telle que refroidissement, chauffage, etc...
Partant de cette considération et conformément à la présente invention, on traite d'abord la chaux hydra- tée dans des conditions dans lesquelles l'élimination de quantités essentielles, d'eau de réaction ne s'effectue pas encore, jaaqu'à ce que l'on obtienne une teneur modérée en Cl actif, teneur pour laquelle le "point de mouillage" n'est
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pas encore atteint. Ce n'est qu'alors que l'on élimine d'une manière continue l'eau de réaction formée - en continuant en même temps le traitement par le chlore du produit inter- médiaire - et ce de telle sorte, que la nature pulvérulente ou granuleuse de la matière en réaction se trouve maintenue, mais pas assez complètement toutefois pour que cela nuise à une nouvelle absorption de chlore.
Le maintien des conditions de température et de pression sus-indiquéespour la première phase du procédé peut être réalisé de différentes manières, pourvu que l'on tienne compte de ce fait que l'élimination de l'eau de réaction dépend de la tension de vapeur d'eau momentanée régnant au-dessus du mélange en réaction, cette tension de vapeur étant elle-même déterminée essentiellement par la température momentanée. Il convient donc de s'arranger, dans la première phase du procédé, au moyen d'un refroidis- sement extérieur,pqur que la température de la .matière en réaction ne dépasse pas environ 40 C dans toutes ses parties pendant le chlorage.
L'élimination progressive de l'eau de réaction, élimination qui est effectuée dans la deuxième phase du pro- cédé, le chlorage continuant, est provoquée par une varia- tion correspondante des conditions d'état, c'est à dire par une élévation de température (éventuellement avec apport de chaleur extérieure) ou par l'application d'une dépression, on par les deux. Lorsqu'on opère sous pression,normale, la température est augmentée graduellement jusqu'à environ 40 à 45 C par apport de chaleur extérieure. Dans le cas où l'on utilise du chlore très dilué, le gaz de dilution (air) suffit pour absorber et entrainer- la vapeur d'eau qui se dégage.
Dans le cas, au contraire, où l'on utilise du chlore gazeux concentré, on fait passer à cet .effet un courant d'air particulier à travers le récipient de réaction. Dans cette phase du procédé, l'élévation de température est faii-
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litée, de préférence, par un chauffage préalable, jusqu'à environ 35 C. des gaz introduits dans le récipient de réaction (éventuellement seulement de l'air). Il faut toutefois tenir compte, dans chaque cas, de ce que l'ab- sorption aussi complète que possible du chlore par la ma- tière en réaction ne doit pas être amoindrie per une trop grande dilution.
Lorsque l'apport de chlore accompagné d'une aération simultanée a permis d'obtenir une teneur en Cl actif d'environ 30 à 33% dans le produit de réaction, on continue à opérer l'élimination de l'eau jusqu'à ce que l'on obtienne une teneur en eau de quelques ; on arrête a.lors l'arrivée de l'air et on continue à chlorer jusqu'à ce que l'on obtienne la teneuvoulue en chlore d'au moins 36%, après quoi le produit est débanassé partiellement ou complètement suivant les besoins, par un moyen connu quelconque, de la petite quantité d'eau qu'il contient encore, sans que le "point de mo,uillage"apparaisse.
Si l'on veut réaliser l'élimination de l'eau de réaction en utilisant une dépression, au lieu de faire passer un courant d'air, dans la deuxième phase du procédé, a on relie l'appareil de chlorage à uneppmpe7vide, assurant l'évacuation de la vapeur d'eau qui se dégage de la ma- tière en réaction à la température élevée de cette phase du procédé.
On a constaté en outre qu'il est avantageux, lorsqu'on utilise Une dépression, dans la première phase du procédé également, d'effectuer déjà au cours de cette première phase une élimination continue de l'eau de réac- tion dans une mesure modérée, à condition de veiller en maintenant une limite de température supérieure maximum d'environ 40 C à ce que cette évacuation ne s'effectue pas dans une mesure qui puisse nuird à l'absorption du chlo- re gazeux par la matière en réaction.
Il est essentiel de réaliser pendant toute la
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durée de la réaction, un brassage mécanique énergique de la matière en réaction, de manière à obtenir une action unifor- me du chlore sur toutes les parties de cette matière, en main- tenant de préférence, par une vive agitation à la pelle, la matière en réaction à l'état divisé.
On a constaté qu'il se produit, lorsqu'on opère sous pression normale, dans la première phase du procédé, une faible concentration ou "agglomération" des particules de chlorure de chaux, concentration qui est due à un phé- nomène de concrétion et qui n'atteint pas encore le " point de mouillage" visible avec ses effets nuisibles, mais qui agit déjà dans le sens du "point de mouillage" et se trouve encore activée parle traitement mécanique de la matière en réaction. Par suite de ce phénomène de concentration, la eu densité du produit est un plus grande lorsqu'on utilise ce mode opératoire, et le chlorure de chaux présente aus- si une constitution granuleuse plus fine (contrairement au caractère de "poussière").
Si l'on opère, au contraire, en utilisant une dépression dès le début du chlorage, on obtient un chlorure de chaux pulvérulent dont la densité est plus faible. On peut donc ainsi tout en obtenant tou- jours un chlorure de chaux d'aussi bonne qualité, s'adap- tàr dans la plus grande mesure possible aux désirs des clients quant à la densité du produit.
Exemple 1. - Travail sous pression normale et aé- ration dans la deuxième phase (séchage).
Prendre 500 Kg. de chaux hydratée et les introduire dans un cylindre horizontal de 2 m. de long et de 1,20 m. de diamètre muni d'une enveloppe pour le refroidissement et le chauffage, ainsi que d'un agitateur constitué par un arbre monté axialement dans le cylindre, avec des::palettes assurant un bon brassage. Aux extrémités des palettes sont disposés des râcloirs qui se trouvent pressés sur les pa-
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rois du cylindre au moyen de ressorts et débarrassent con- tinuellement celles-ci des dépôts.
L'introduction dh chlore gazeux concentré (96à 98 ;%, de C12) qui est amené en diffé- rents endroits de la chemise du cylindre, est réglée en re- froidissant par de l'eau, de telle sorte que la quantité de chlore- absorbée soit d'environ 23% au bout de 6 heures, en- viron, la température étamt maintenue au-dessous de 40 .
Chauffer ensuite le cylindre jusqu'à ce que la température atteigne environ 45 dans le produit en réaction, en conti- nuant à chlorer ce produit, et faire passer en même temps à travers l'appareil un courant d'air chauffé jusqu'à 35 environ. Régler la quantité d'air de manière à introduire séparément dans le récipient de réaction environ 80 à 100 parties d'air en volume pour 6 parties de chlore en volume. autres Arrêter l'aération au bout de quatre/heures et continuer à chlorer encore pendant 2 heures environ, l'appareil étant fermé, jusqu'à ce que l'on atteigne une teneur d'environ 36% en Cl actif.
Si l'on vent encore débarrasser le chlorure de chaux ainsi obtenu de la petite quantité d'eau (2 à 4%) qu'il contient, chauffer de nouveau jusgu'à 45 -55 en aé- rant, jusqu'à ce que toute l'eau se trouve éliminée.
Exemple 2. Travail sous¯;pression normale dans la première phase et sous pression réduite dans la deuxième phase (phase de séchage).
Dans un cylindre horizontal muni d'une envelop pe pour le refroidissement et le chauffage, d'un agitateur et de plusieurs conduites d'amenée du chlore gazeux, prépar- ties sur la face supérieure de la chemise du cylindre, ce cylindre étant relié à une pompe à vide, introduire de la chaux hydratée avec du chlore gazeux concentré (96 à 98%), et la traiter d'abord sous la pression ordinaire, en la refroi- dissant simultanément jusqu'à 30 C environ. Au bout de 7 à 8 heures, on a obtenu une teneur en chlore actif de 31 à 32%.
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Bien que la teneur en eau soit d'environ 8% à la fin de cette phase, le "point de mouillage" n'apparait pas encore.
Produire alors une pression absolue de 30 à 40 mm. de mer- cure, tout en continuant à faire arriver le chlore gazeux, et élever graduellement la température de la matière en réaction jusqu'à environ 50-55 , par chauffage de la chemi- se du cylindre, Au bout de 5 à 6 autres heures, la teneur en chlore actif du produit estde 36 à 37%; la teneur en eau est descendue jusqu'à 2 à 3%. Cesser alors l'introduc- tion de chlore et procéder à l'élimination complète de l'eau du produit, sans faire varier les conditions de pression et de température. Le produit final anhydre contient 37,5 % de chlorure de chlore actif, avec environ 1% de chlore/et ilse présen- te sous forme de chlorure de chaux homogène et stable, fine- ment pulvérisé, d'un blanc pr et de faible odeur.
Exemple 3. - Travail sous pression réduite pendant touée la durée du chlorage.
Dans le même appareil, soumettre de la chaux Hydratée au chlorage sous une pression absolue d'environ 40 à 90 mm.de mercure au début, en refroidissant jusqu'à 20 à 35 environ (la température et la pression augmentant lentement à l'intérieir des limites indiquées). Au bout de 5 heures environ, il s'est formé un produit contenant environ 29 % de chlore actif et environ 4% d'eau ; ce produit pré- sente partout une constitution laineuse facile à travailler. de 40 à 55 C tout en maintenant la pression absolue Elever alors la température graduellement a 30 - 50 mm de mercure et en continuant à faire constamment arriver le chlo- re gazeux.
Au bout de quatre autres heures, le produit obte- nu contient environ 37% de chlore, actif et 2,5% d'eau.Cesser alors l'introduction de chlore et procéder à l'élimination complète de l'eau du produit, en maintenant les conditions de pression et de température utilisées en dernier lieu. Le chlorure de chaux obtenu finalement contient environ 36,5% de
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chlore actif, avec environ 1,5 % de chlore de chlorure et 0,9% d'eau, et il estd'un blanc pur, a une faible odeur et se présente sous forme de poudre fine.
Grâce àla suppression pratiquement complète du "point de mouillage", le procédé sus-décrit fournit un chlorure de chaux pulvérulent extrêmement stable, homogène, à faible teneur en eau eu complètement anhydre et pauvre en chlore de chlorure. Un des avantages particuliers de ce pro- cédé consiste en ce qu'il peut être réalisé dans des réci- pients en fer,' car la formation de croûtes étant évitée, les actions nuisibles - dues à cette formation de croûtes - qui s'exercent sur le fer se trouvent supprimées.
Un autre avantage du procédé avec aération , avantage qui:-présente aussi une certaine importance en particulier vis à vis du procédé continu, réside dans ce faitqu'il est possible d'adapter dans une large mesure la concentration du chlore dans la phase de séchage, à la capacité d'absorption pour le chlore du chlorure de chaux tel qu'obtenu en cours de traitement ;
en effet, notamment dans la première partie de cette phase, lors de laquelle la capacité d'absorption est encore considérable, on fait passer un courant d'air relativement intense à travers le récipient de réaction, tandis que vers la fin du chlorage, lorsque l'absorption du chlore est..devenue difficile par suite de la grande teneur en chlore actif, alors atteinte, le courant d'air est "di- minué" 'ou complètement arrêté, de telle sorte que le pro- duit se trouve moumis à l'action de chlore gazeux très can- centre.
Grâce à ce mode opératoire, il se produit d'une ma- nière continue une absorption pratiquement complète, par la, matière de réaction, du chlore gazeux introduit; par sui- te, on n'a pas besoin de faire circuler la chlore et d'opé- rer la condensation de la vapeur d'eau absorbée par les gaz qui se dégagent, et par suite aussi les appareils nécessai- res à cet effet, qui sont coûteux et dont le fonctionnement est peu sûr, se trouvent supprimés.
Au contraire, dans le
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procédé continu dans lequel le rapport entre le chlore et l'air est donné pour toutes les zones de réaction successi- ves par le rapport de dosage au point d'entrée, il est im- possible de réaliser une absorption complète du chlore, en même temps qu'un chlorage simultané et complet de toute la matière, un tel procédé nécessitant par suite toujours un appareil de circulation particulier pour.-,,le chlore gazeux et un appareil de condensation pour la vapeur d'eau.
On a proposé récemment dans la préparation de chlorure de chaux anhydre par action du chlore sur de la chaux hydratée;,! d'interrompre prématurément le chlorage et d'enlever au produit,, encore pulvérulent dans cette phase, par élimination de l'eau sous un vide poussé, la majeure partie de l'eau de réaction formée, puis de continuer le chlorate jusqu'à ce que ce chlorage se trouve acheva, le chlorure de chaux ainsi obtenu étant ensuite complètement débarrassé de l'eau, sous un nouveau vide poussé, Ce pro- cédé se différencie de celui conforme à la présente inven- tion, en ce que le chlorage est interrompu au cours de l'é- limination partielle de l'eau, tandis que dans le procédé conforme à l'invention le chlorage est encore continué pen- dant même que l'on procède à l'élimination de l'eau, soit pcr le vide,
soit pas aération. L'idée d'effectuer l'élimi- nation de l'eau au mours de la fabrication du chlorure de chaux est déjà connue, ainsi que sus-dit au début; la nou- veauté consiste en ce que, pendant l'introduction ininter- rompue du chlore, mode d'introduction qui est avantageux au point de vue technique, on réalise les conditions par- ticulières pour l'élimination discontinue, et non pas con- tinue, de l'eau.
R E S U H E.
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