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" PROCEDES ET APPAREILS PERFECTIONNES POUR LE TRAITEMENT
DES MATIERES SOLIDES PAR DES GAZ "
Dans le traitement d'une matière solide par des gaz, que le résultat envisagé soit un échange de chaleur, la réalisation de réactions chimiques ou tout autre résultat, par exemple l'épuration des gaz par l'élimination des substances qu'ils entraînent , les gaz sont souvent contraints à traverser une couche poreuse de la matière reposant sous l'influence de la pesanteur sur une grille ou autre surface de support perforée. Dans les procédés de ce genre on éprouve souvent des difficultés lorsque la matière doit être transportée vers l'avant pendant ou après sa pénétration par les gaz.
Les grilles mobiles dont on se sert fréquemment entraînent une installation coûteuse de poids élevé et sujette à une usure considérable, surtout si les matières sont traitées par des gaz à une température très élevée.
Un inconvénient particulier réside dans le fait qu'une moitié seulement de la grille mobile est employée à tout
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instant , l'autre moitié décrivant son chemin de retour sans être utilisée. La présente invention a pour objet de perfectionner le traitement de matières solides qui sont étalées sous forme de couches et traversées par des gaz.
Suivant la présente invention , on charge la matière à l'état granulaire fin sous forme d'une couche sur la surface d'une grille ou d'un organe analogue à un tamis , surface de laquelle une partie au moins de la matière tendrait à tomber sous l'action de la pesanteur et l'on contrecarre cette tendance en donnant au gaz qui traverse la matièrne différence de pression suffisante, entre les deux côtés de la grille, pour que la matière soit maintenue sur la grille ou organe analogue par l'effet de cette différence de pression. On constate que si la grosseur du grain de la matière traitée est celle qui convient, il devient possible de retenir sur la surface une couche de matière suffisamment épaisse par la seule action du courant de gaz.
Si la surface de support est employée comme grille mobile, non seulement le côté supérieur de la grille peut être employé pour recevoir une couche de la matière, mais le côté de retour inférieur de la grille peut aussi être utilisé à cet effet, de sorte qu'on tire un meilleur parti de la surface de la grille.
Ceci conduit en outre à diverses possibilités avantageuses en ce qui concerne l'opération consistant à détacher la matière traitée de la surface, étant donné que, dans la zone où la matière n'est retenue que par l'action d'aspiration du courant de gaz, il suffit de détruire cet effet
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d&aspiration en un certain point pour que la matière tombe de la surface de la grille.
Il est toutefois particulièrement important, dans la mise en pratique de l'invention, de ne pas être limité à l'application de grilles mobiles ou de structures similaires de construction usuelle et de pouvoir au contraire d'une part employer un corps rotatif de forme quelconque, par exemple cylindrique ou conique, pour constituer le support de la couche de matière à traiter et d'autre part recouvrir d'une telle couche la surface entière d'un corps de ce genre à l'exception du point de décharge.
La décharge de la matière par le corps rotatif peut avoir'lieu soit en interrompant le courant d'air en des points auxquels la pesanteur cesse d'agir , ce qui provoque la chute de la matière à l'écart du corps, soit en projetant la matière à l'écart dudit corps par de l'air sous pression.
Pour retenir la matière sur un support perforé il est nécessaire que cette matière ne soit pas sous forme de trop gros blocs, morceaux ou nodules et qu'elle soit au contraire sous forme de granules fins. L'échange de chaleur ou autre action qui a lieu entre le gaz et la matière est d'autant plus complet que le grain est plus petit,:Il faut par conséquent réduire la grosseur du grain dans une mesure aussi grande que cela est compatible avec la consommation d'énergie qui est nécessaire pour faire passer l'air ou autres gaz à travers la matière.
Dans un grand nombre de cas , une grosseur-de grain d'un millimètre environ est recommandable . Dans d'autres cas, des grains de la grosseur d'un pois ou noisette ou des
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mélanges de crains de différentes grosseurs peuvent être plus avantageux.
L'invention est en particulier avantageusement applicable à une installation de four rotatif en vue de tirer parti des grandes quantités de chaleur que contiennent les gaz quittant le four. Comme ces gaz entraînent aussi une grande quantité de poussières, il est particu- lièrement important de réduire la grosseur de grain de la couche de matière à une valeur très faible, afin que la couche ait non seulement pour effet d'absorber la chaleur retirée du four par les gaz, mais qu'elle se comporte en même temps à la façon d'un filtre propre à ac;ir sur les gaz pou.r diminuer sensiblement la quantité de poussières qu'ils entraînent.
A cet effet, il est avantageux de préparer les matières brutes destinées au four de la manière' suivante.
On constate qu' il est particulièrement avantageux de donner à la matière brute une forme granulaire en la soumettant à un traitement mécanique avec une quantité d'eau., insuf- fisante pour la transformer en une bouillie , dans un broyeur ou dans un tambour contenant des corps broyeurs ou tout autre appareil de mélange ou de pulvérisation similaire dans lequel les particules de poudre sont amenées à adhérer les unes aux autres pour constituer de petits morceaux.
La forme et la grosseur de ces morceaux ne sont pas constantes , mais il en résulte une couche sensiblement uniforme qui, lorsqu'elle est attirée contre une surface de tamis, conserve une épaisseur approximativement constante et laisse aussi passer les gaz d'une façon extrêmement uniforme à travers toutes ses parties, de sorte que la masse granulaire
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dont la couche est composée subit dans toutes ses parties un traitement thermique extrêmement uniforme , pendant que, simultanément, les gaz quittant le four rotatif déposent les poussières qu'ils entraînent sur la couche et, en même temps, chauffent la matière et quelquefois la calcinent. La matière préparée de cette manière peut être séchée , si on le désire, avant d'être chargée sur la grille ou organe analogue.
Pour mieux faire comprendre l'invention et faci- liter sa mise en pratique on décrira maintenant à titre d'exemples plusieurs modes de réalisation d'appareils établis suivant l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 et 2 sont respectivement une coupe lon- gitudinale et une coupe transversale d'un deces appareils.
Fig. 3 et 4 sont deux vues analogues d'une autre construction d'appareil.
Fig. 5 , 6 et 7 sont des coupes longitudinales de trois autres modes de réalisation.
On se référera d'abord aux fig.1 et 2. La grille sur laquelle la matière est traitée reçoit la forme d'un tambour cylindrique rotatif 1 comportant une paroi perforée portée par un arbre 2 et montée dans une boite fixe 3 .
La matière qui doit être traitée sur la grille est distri- @ buée par une goulotte 4 et étalée sous forme d'une couche d'épaisseur convenable sur la surface de cette grille.
Pendant la rotation de la grille, la couche de matière est maintenue sur la surface de cette grille, malgré l'ac- tion de la pesanteur , par la différence des pressions de l'air qui se trouve à l'extérieur et à l'intérieur de la grille cylindrique 1 , cet air étant contraint à pénétrer
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à l'intérieur du cylindre par refoulement ou aspiration.
L'air est admis par une ouverture ¯5 de la boîte ± et s'échappe par un tuyau 6 . En 7 , la grille est recouverte intérieurement par une calotte qui communique avec l'atmosphère par un tuyau $ . La calotte 1 protège la matière contre les gaz traversant la couche, de sorte que la différence de pression qui maintient la matière est annulée en ce point , ce qui a comme résultat que la matière tombe de la grille sous l'influence de la pesanteur et peut être évacuée par un dispositif automatique
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1JA1tel que, par exemple 3-'obturotcur à oontrepoidn 9 indiquée dans la fig, g .
Si la matière doit être complètement enle- vée de la grillé, on peut introduire de l'air comprimé par le tuyau $ ,
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/et '.¯\ On remarquera que les points d'alimentation/de décharge de la matière sont très rapprochés sur la grille, de sorte que la matière est maintenue sur la grille pendant un temps relativement long.
Dans la construction des fige 3 et 4 , la couche de matière est appliquée à l'intérieur de la grille cylindrique 1 au lieu d'être appliquée à l'extérieur. Dans ce cas , le courant d'air se meut dans le sens opposé , c'est-
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*\ à-dire de l'intérieur vers l'extérieur de la grille. Deux vis d'Archimède 10 et 11 sont prévues respectivement pour amener la matière sur la grille/pour l'évacuer. Du reste l'appareil est analogue à celui décrit au sujet des fig. 1 et 2.
Dans l'appareil de fig. 5 la disposition de grille représentée dans les fig. 1 et 2 est incorporée sous forme d'un appareil d'alimentation et de réchauffage à un four
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jç > , t:f tatif 1i de telle manière que les gaz du four traversent la matière reposant sur la grille et ont pour effet de la réchauffer et quelquefois même de la calciner partiellement ou entièrement. La matière est introduite
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- . aans le four par une goulotte 13 , 1am9±tioE ou toute Cv.ü.d4o -n. '' calcination supplémentaire qui peu@@être nécessaires ayant lieu dans le four.
Dans les appareils des fig. 6 et 7 , les grilles rotatives sont construites directement dans les extrémités d'admission des fours rotatifs 12 . Dans la fig. 6 ,la matière est chargée à l'extérieur de la grille, tandis qu'elle est chargée à l'intérieur dans la fig. 7.
Toutefois, comme la vitesse de rotation qui convient le mieux pour transmettre la chaleur à la matière reposant sur la grille n'est pas toujours égale à la vitesse de rotation du four rotatif , on peut diviser ce dernier en deux parties rotatives séparées, c'est-àdire en une partie d'admission supérieure contenant la grille de réchauffage et en une partie inférieure, ces deux parties pouvant être disposées soit avec leurs axes en coïncidence , soit avec leurs axes de rotation relativement déplacés. Dans le premier cas,la disposition peut être analogue à celle de fig. 6 avec cette différence que le tube de four serait divisé en deux parties rotatives distinctes, la grille étant reliée à la partie d'admission du four avec laquelle elle tourne.
Cette disposition est particulièrement avantageuse dans certains cas si la grille tourne plus rapidement que le four, étant donné que, après que la matière a quitté la grille, elle est soumise à un mouvement particulièrement animé
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dans la partie du four reliée à la grille. Il en résulte 1 0 que la transmission de la chaleur des gaz yr4 à la matière est particulièrement bonne précisément en ce point où s'effectue une partie importante de l'échange de chaleur, savoir la calcination.