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"PROCEDE ET APPAREIL POUR LA FABRICATION DE L'ACETYLENE ET L'OBTENTION D'UN RESIDU SENSIBLEMENT SEC DE CHAUX HYDRATEE"
Cette invention est relative à un procédé et à un appareil pour la fabrication d'un gaz et l'obtention d'un résidu sec par la réaction d'une matière solide avec un liquide et, plus particulièrement, à la production de l'acétylène à partir du carbure de calcium et de l'eau et d'un résidu sensiblement sec de chaux hydratée.
De façon générale, la présente invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés par lesquels la production d'un gaz et d'un résidu sensiblement sec et industriellement utile résulte d'une réaction réglée effectuée entre une matière solide et un liquide d'une manière relativement simple, sûre, économique et efficace, en vue de la production de gaz sur une échelle industrielle.
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Les buts plus particuliers de cette invention sont de permettre, par le procédé, et l'appareil en question, de faire réagir le carbure de calcium d'une façon continue et complète pour produire simultanément de l'acétylène et de l'hydrate de calcium sensiblement sec en quantités industrielles ; de régler et disperser efficacement la chaleur de la réaction de façon à éviter les effets nuisibles de températures élevées locales; de donner une stabilité inhérente au procédé et à l'appareil de façon que la qualité du produit résiduel ne soit pas affectée par de petites variations dans les quantités de réactifs fournies; d'empêcher que des impuretés lourdes qui sont inévitablement introduites avec le carbure et des particules de carbure n'ayant pas réagi puissent sortir de l'appareil avec le résidu et contaminer celuici ;
d'empêcher l'eau évaporée pour absorber l'excès de chaleur de la réaction de mouiller exagérément le résidu produit; de maintenir l'hydrate de calcium en cours de production à l'état coulant librement et analogue à un liquide, de façon qu'il s'effectue une classification et un contre-courant de carbure et de résidu pour assurer un contact plus efficace entre le carbure et l'eau et, par ce moyen, une production accélérée et un réglage plus efficace de la température; et d'assurer l'obtention de résultats également efficaces avec des carbures de diverses grosseurs (morceaux, poussières, grains et leurs mélanges).
Ces buts et d'autres buts de l'invention et les caractéristiques qui les réalisent seront mis en évidence au cours de la description détaillée donnée ci-après en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
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La figure 1 est une vue en élévation avec coupe verticale partielle d'un générateur d'acétylène donnant un résidu sensiblement sec par le procédé suivant l'invention.
La figure 2 est une vue analogue d'une autre construction d'appareil permettant de réaliser le présent procédé.
La figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de l'appareil de la figure 2.
La figure 4 est une vue en élévation du dispositif agitateur représenté sur la figure 2.
On produit habituellement l'acétylène en introduisant du carbure de calcium dans une masse d'eau, celle-ci étant présente en quantité suffisante pour que la chaleur engendrée par la réaction entre l'eau et le carbure soit absorbée sous forme de chaleur sensible par l'excédent d'eau.
Le résidu résultant de la réaction se présente alors sous forme d'une boue. On a trouvé que la production d'acétylène par le procédé consistant à laisser tomber de l'eau sur une masse de carbure est excessivement dangereuse, à moins que la quantité de carbure ne soit très faible et que la vitesse de la réaction ne soit réglée à une valeur très faible pour assurer la dissipation de la chaleur engendrée par sa conduction à travers la masse en cours de réaction. L'application de ce dernier procédé a par conséquent été limitée à la production de très petites quantités de gaz, comme dans les lampes portatives, et, en pareils cas, on n'a pas cherché à interrompre l'admission d'eau pour obtenir un résidu sec.
Pour produire des quantités industrielles d'acétylène et un résidu sensiblement sec sans qu'interviennent des
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températures dangereusement élevées, on a proposé d'ajouter au carbure une quantité suffisante d'eau pour satisfaire à la condition d'une réaction complète et une quantité supplémentaire juste suffisante pour absorber la chaleur de réaction en excès par son évaporation, et de soumettre les réactifs à une agitation mécanique dans une cornue horizontale pendant un temps considérable, jusqu'à ce que la réaction soit terminée.
Le carbure et le résidu sont entraînés suivant un chemin étendu, sensiblement horizontal, à l'intérieur de la cornue, et si les quantités d'eau et de carbure choisies ont été convenablement proportionnées, on peut obtenir un résidu sensiblement sec à l'extrémité de sortie de la cornue.
Il est toutefois difficile de régler entre les limites désirées les températures qui interviennent localement dans la cornue et d'obtenir en même temps un résidu qui n'est ni trop mouillé, ni tel qu'il contient du carbure n'ayant pas réagi, étant donné que des particules de carbure sont entraînées jusqu'en des points où la matière environnante est trop sèche pour effectuer la réaction d'une manière complète. Des quantités considérables de poussières sont entraînées par le gaz sortant des zones de réaction et se déposent sur les parois des conduits à gaz, ce qui occasionne de grandes difficultés dues à l'engorgement de ces conduits.
L'eau vaporisée pour le réglage des températures est entraînée par l'acétylène engendré. Cette humidité tend à se condenser sur la chaux sèche produite lorsque cette chaux se refroidit, ce qui a pour effet d'humidifier excessivement le résidu.
La présente invention a pour objet la fabrication de l'acétylène par un procédé et un appareil qui surmontent
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ces difficultés et d'autres. On a découvert qu'on peut maintenir la poudre d'hydrate de calcium fraîchement produite, chaude et sèche, à l'état très coulant et analogue à un liquide et provoquer la chute des particules de carbure, qui sont relativement plus lourdes, à travers une masse d'un tel hydrate. On tire parti de ces propriétés, dans le présent procédé de fabrication, en introduisant le carbure dans une chambre de réaction dans laquelle des quantités réglées d'eau sont introduites et dans laquelle une masse d'hydrate de calcium est maintenue à l'état coulant désiré. Le carbure et l'eau réagissent pour donner de l'acétylène et une nouvelle quantité d'hydrate.
Le carbure introduit et l'hydrate nouvellement engendré provoquent un déplacement de la masse d'hydrate vers le haut, alors que le gaz engendré monte à travers cette masse pour contribuer à la maintenir à l'état coulant. A la partie supérieure de la chambre de réaction, l'hydrate en excès se déverse et est évacué de façon qu'il ne puisse entrer de nouveau en contact avec le gaz, qui est recueilli au-dessus de la chambre de réaction et transféré à un gazomètre. Le contenu de la chambre de réaction est de préférence continuellement agité par un dispositif méoanique, de façon à accélérer la réaction, à assurer le contact parfait du carbure et de l'eau, à effectuer une classification des matières qui assure la descente du carbure et le déplacement de l'hydrate vers le haut, et à éviter la formation de zones de température locale élevée.
La quantité d'eau ajoutée est suffisamment en excès sur celle nécessaire pour réaliser la réaction d'une manière complète pour que la température moyenne du contenu de la chambre de réaction
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soit réglée entre les limites désirées.
La limite de température supérieure estgénéralement choisie de façon qu'il ne s'effectue aucune décomposition de l'acétylène, étant donné que les produits d'une telle décomposition deviennent des impuretés dans le gaz et tendent à décolorer le résidu. L'eau qui se vaporise s'échappe avec le gaz, et les vapeurs sont évacuées de façon qu'elles ne puissent plus entrer en contact avec le résidu aussitôt que celui-ci a quitté la chambre de réaction où il était maintenu à une température élevée constante. L'eau est de préférence introduite à la partie inférieure de la chambre de réaction, et la zone d'activité maximum de la réaction est maintenue en ce point. On fait en sorte que le carbure descende vers l'eau et que, au contraire, l'hydrate monte en s'éloignant de l'eau.
Grâce à cette caractéristique, on est sûr que le maximum de production de chaleur aura lieu dans la zone où l'on dispose d'un excédent d'eau pour absorber cette chaleur sous forme de chaleur latente d'évaporation et l'on fait en sorte que le gaz et la vapeur chauds engendrés montent à travers l'hydrate que contient la chambre pour maintenir cet hydrate à une température constante et à l'état coulant désiré.
Le présent procédé de fabrication de l'acétylène est en outre plus stable en soi et tend à compenser les irrégularités qui se produisent dans la fourniture du carbure et de l'eau. Par exemple, si un excès de carbure est temporairement introduit dans la chambre de réaction, le carbure se dépose et reste au fond jusqu'à ce qu'il ait réagi avec l'eau, c'est-à-dire qu'il n'est pas entraîné jusqu'en des points où il pourrait se mélanger au produit de chaux sec. D'autre
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part, si un excès d'eau pénètre temporairement dans la chambre de réaction, cette eau reste au fond jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de carbure l'ait atteinte. Cette stabilité est très avantageuse en pratique.
Un autre avantage du présent procédé découle du fait qu'on empêche les particules d'impuretés lourdes, telles que le ferrosilicium, qui sont présentes dans certaines formes de carbure de calcium du commerce, d'être évacuées avec le résidu sec, ce résidu n'en étant par suite pas contaminé.
Sur les dessins, et en particulier sur la figure 1, le dispositif d'alimentation en carbure est généralement indiqué en A. La chambre de réaction où s'effectue la production du gaz est indiquée en B, et C représente le dispositif servant à recueillir le résidu sec. Le dispositif servant à amener l'eau dans la chambre de réaction est généralement indiqué en D. Dans ce type d'appareil, la chambre de réaction comprend la partie inférieure 10 d'un récipient fermé 11 constituant le générateur. Cette partie 10 est sensiblement cylindrique, et son extrémité supérieure se raccorde à une partie élargie 12 du générateur, partie dans laquelle le gaz engendré se sépare des particules de résidu.
Le gaz engendré s'échappe de la partie supérieure de l'élargissement 12 par un tuyau 13 qui aboutit au tuyau 14 amenant le gaz à un réservoir tel qu'un gazomètre, qu'on n'a pas représenté en vue de la clarté du dessin. Dans la partie supérieure de la chambre 10 débouche l'extrémité de sortie d'un conduit 15 dans lequel est disposée une vis transporteuse 16 qui est animée d'un mouvement de rotation pour introduire la quantité désirée de carbure dans la chambre 10. Dans ce type
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d'appareil, on utilise de préférence du carbure en grains ou en morceaux dont la grosseur est telle qu'elle se prête à son transport par la vis 16.
Au-dessus du transporteur de carbure se trouve une trémie d'approvisionnement en carbure qui est reliée au conduit 15 par un conduit 18 présentant un élargissement 19 constituant une capacité d'emmagasinage supplémentaire destinée à être utilisée pendant les périodes pendant lesquelles on recharge la trémie 17 La partie inférieure de la trémie 17 est munie d'un obturateur tel qu'un registre coulissant 20 permettant d'interrompre l'écoulement du carbure lorsqu'on le désire. Une poignée 21 est prévue pour faire mouvoir cet obturateur 20. Pour protéger le contenu de la trémie tout en permettant son remplissage, on a prévu un couvercle amovible 22. On introduit de l'eau dans la chambre de réaction, de préférence en un point 23 voisin du fond de la chambre 10.
L'eau introduite arrive par un tuyau 24 qui est commandé par un robinet 25 et qui présente un orifice de calibrage 26. Pour indiquer le débit de l'eau traversant l'orifice, on a prévu un manomètre à mercure 27 dont une des branches est reliée par un tuyau 28 au tuyau 24, en un point de celui-ci situé en aval de l'orifice 26, l'autre branche étant reliée par un tuyau 29 en un point situé en amont de l'orifice 26. Ces deux tuyaux sont munis de robinets d'arrêt 30 et 31 permettant de détacher le manomètre 27 lorsqu'on le désire. Un tuyau de branchement 32 commandé par un robinet d'arrêt 33 fait communiquer le tuyau 24 avec une zone de la chambre 10 qui est située à un niveau désiré au-dessus du fond de cette chambre. Le branchement 32 peut être utilisé
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pour la fourniture d'une quantité d'eau auxiliaire.
La chaux hydratée produite dans la chambre 10 et montant dans cette chambre est retirée du récipient 11 par un tuyau 34, qui débouche dans l'élargissement 12 en un point situé juste au-dessus de la chambre de réaction 10 et par lequel la chaux hydratée est transférée à un réservoir à chaux 35 auquel le tuyau 34 est relié par un raccord 36 Le tuyau 34 est de préférence pourvu d'une vis d'Archimède 37 assurant le mouvement désiré du résidu. La partie inférieure du réservoir à chaux 35 est munie d'une tubulure d'échappement 38 commandée par un registre coulissant 39.
Un tuyau d'admission de gaz 35', commandé par un robinet, est aussi prévu à la partie inférieure du réservoir 35 pour permettre d'introduire de l'acétylène sec lorsqu'on désire agiter l'hydrate recueilli et en éliminer l'humidité en excès.
Pour assurer l'agitation convenable du contenu de la chambre de réaction, on a prévu deux groupes d'agitateurs qui tournent tous deux autour de l'axe vertical central du récipient 11. L'un d'eux comprend une ossature 40 dont la forme épouse étroitement la surface intérieure du récipient 11, cette ossature comprenant deux parties identiques 40 qui sont reliées à leurs extrémités supérieures et inférieures par des bras 41 et 42, respectivement.
Le bras 41 est muni d'un moyeu central 43 calé sur l'arbre intérieur vertical 44. Cet arbre intérieur tourillonne, à son extrémité supérieure, dans un palier 45 qui est supporté à l'intérieur de la partie 12 du récipient 11 par un centre ou spider muni de trois bras 46 assujettis aux parois
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du récipient. L'extrémité inférieure de l'arbre 44 tourillonne dans une crapaudine 47 située à l'extérieur du récipient 11. L'arbre 44 est entouré par un arbre creux 48 qui s'élève à travers un presse-étoupe 49 monté dans la paroi intérieure de la chambre 10, arbre auquel sont fixées une série de palettes ou ailettes agitatrices 50 réparties sur toute la hauteur de la chambre 10.
L'arbre 44 peut tourner librement dans l'arbre 48 et les deux arbres sont de préférence actionnés pour tourner dans des sens opposés, leur commande étant de préférence effectuée à l'aide d'une paire de pignons d'angle. Le pignon inférieur 51 de la paire est calé sur l'arbre inférieur 44 et le pignon supérieur 52 est calé sur l'arbre creux extérieur 48. Ces pignons 51 et 52 engrènent tous deux avec un pignon 53 qui, lorsqu'il est mis en rotation, fait tourner les pignons 51 et 52 en sens inverses. Le pignon 53 est monté sur l'arbre récepteur 54 d'un changement de vitesse 55 destiné à réduire la vitesse de son arbre moteur 56 à la vitesse désirée pour le fonctionnement normal.
L'arbre 56 est directement accouplé à un moteur électrique 57 auquel le courant électriqueest amené par des fils 58 Sur ces fils est monté un wattmètre 59 qui indique continuellement la quantité d'énergie utilisée pour faire fonctionner le générateur. Pour assurer la place nécessaire pour loger les engrenages au-dessous du récipient, celui-ci est supporté à l'aide de pieds 60. Le bras 42 est aussi pourvu d'un moyeu central qui tourne librement sur l'arbre 48 de façon que la racle 40 puisse tourner en sens inverse des palettes 50 La rotation des deux systèmes agitateurs dans des sens opposés assure une agitation parfaite du contenu de la chambre de réaction et est particulièrement efficace pour empêcher les
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matières de constituer une voute transversale entre les palettes.
Près du fond de la chambre de réaction est prévue une ouverture 61 dont le rôle est de permettre d'enlever les amas de particules lourdes d'impuretés telles que le ferro- silicium. Cette ouverture 61 est fermée par un couvercle 62 pouvant être détaché rapidement.
Des moyens sont de préférence prévus pour indiquer la température du contenu de la chambre de réaction et du . gaz produit. En 63 est prévu un thermomètre dont la partie sensible à la température est en contact avec l'intérieur de la chambre de réaction en un point voisin du fond de cette chambre. La température du gaz est indiquée par un thermomè- tre 64 dont l'ampoule sensible pénètre dans le tuyau d'échap- pement 14 Pour empêcher le refroidissement et la condensa- tion de l'humidité véhiculée par l'acétylène susceptible d'en- trer en contact avec les parois de l'élargissement 12, du transporteur 34 et du réservoir 35 ces parois peuvent être garnies d'une couche de calorifuge de façon qu'elles soient maintenues à,une température supérieure au point de condensa- tion.
L'appareil de la figure 1 fonctionne comme suit :
On place une charge de carbure, de préférence en morceaux, dans la trémie 17 et ferme hermétiquement le couvercle 22.
On ouvre le registre 20, par exemple en tirant la poignée
21 vers l'extérieur, et on fait tourner le transporteur 16 à une vitesse constante. On met en même temps le moteur élec- trique 57 en marche pour mettre le système agitateur en ac- tion. Lorsque du carbure commence à pénétrer dans la chambre de réaction 10, on ouvre le robinet 25 suffisamment pour fournir de l'eau avec le débit convenable. Le carbure et
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l'eau réagissent dans la partie inférieure de la chambre 10 et donnent de l'hydrate de calcium qui se déplace vers le haut, étant donné que les particules d'hydrate sont plus légères que les particules de carbure. Si l'alimentation en eau est insuffisante pour effectuer la réaction de la quantité de carbure introduite dans le même temps, il se produira une accumulation de carbure au fond de la chambre de réaction 10.
Le carbure lourd fera obstacle au mouvement des palettes agitatrices et il faudra plus d'énergie pour faire tourner celles-ci. L'accroissement de la force motrice absorbée est indiqué par le wattmètre 59 et fait savoir à l'opérateur. qu'il faut augmenter l'alimentation en eau. Par contre, si l'on ajoute trop d'eau le contenu de la chambre de réaction devient plus lourd et moins fluide, de sorte que la force motrice nécessaire pour faire tourner les agitateurs augmente de nouveau, ce qui indique immédiatement qu'il faut diminuer l'alimentation en eau. Les observations de la température et de la teneur en humidité de l'hydrate de calcium indiquent comment il convient de régler l'alimentation en eau, mais ces facteurs ne varient qu'un certain temps après une variation de la quantité d'eau fournie.
Lorsque la chambre de réaction 10 se remplit de chaux hydratée, celle-ci atteint le niveau du conduit 34 et on peut alors faire tourner le transporteur 37 pour évacuer la chaux hydratée produite. Pendant que s'effectue l'introduction du carbure dans la chambre de réaction, ce carbure tombe rapidement à travers la chaux hydratée et, de ce fait, tend à éliminer l'excès d'humidité que cette chaux est susceptible de contenir. Le contact actif entre le carbure et l'eau ne se produit pas tant que le carbure n'a
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pas atteint, dans sa chute, un point voisin du fond de la chambre de réaction, endroit où se trouve la zone d'activité maximum.
L'agitation parfaite effectuée par les palettes 40, 42 et 50 assure un malaxage parfait intime de l'eau et du carbure, de sorte que la chaux hydratée qui se forme à la surface de chaque morceau de carbure en est immédiatement détachée par le frottement auquel elle est soumise et est ainsi rendue libre de s'élever dans la chambre. fendant que s'effectue la réaction de la masse agitée de carbure, une séparation mécanique a lieu entre l'hydrate de calcium et le carbure, les plus grosses particules de carbure n'ayant pas réagi s'enfonçant au fond du générateur, alors que les fines particules d'hydrate s'accumulent à la partie supérieure de la masse agitée.
Il se développe dans la zone de réaction plus de chaleur qu'il en peut être dissipé sous forme de chaleur sensible par 1''évacuation des produits de la réaction, par l'échauffement des matières introduites jusqu'à la température de réaction et par la perte de chaleur du milieu environnant. Par conséquent, pour dissiper cette chaleur en excès, on fournit un excédent d'eau, de préférence dans la zone où la quantité de chaleur développée est maximum. Cet,excédent d'eau absorbe une quantité considérable de chaleur en passant de l'état liquide à l'état de vapeur, et les vapeurs engendrées s'échappent avec le gaz.
Le volume de gaz chaud engendré s'augmente du volume de vapeur d'eau, et l'accroissement du volume de gaz et de vapeur s'élevant à travers la matière que contient le générateur contribue à séparer les particules leslus légères des particules les plus lourdes, outre que la vapeur d'eau tend à réagir avec une partie du
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carbure fraîchement introduit pendant la descente du dit carbure à travers la masse. Le mouvement ascendant du gaz et de la vapeur chauds à travers la chaux hydratée contribue à maintenir cette dernière à l'état fluide.
En réglant convenablement les quantités de carbure et d'eau introduites par unité de temps, on peut obtenir un produit d'hydrate de calcium très finement divisé qui flotte à la surface de la masse agitée contenue dans la chambre de réaction 10 et qui est transféré par le conduit 34 au réservoir 34, dont on le retire périodiquement lorsqu'il est désirable. Le gaz acétylène engendré se sépare de la chaux dans l'élargissement 12, le rôle de ce dernier étant de réduire la vitesse du gaz à une valeur assez faible pour que les fines particules d'hydrate ne soient pas entraînées par le gaz. Le gaz se sépare ainsi de l'hydrate avant qu'un refroidissement appréciable ait eu lieu, de sorte que l'humidité entraînée par le gaz ne risque pas de se condenser sur l'hydrate.
En quittant le générateur par le conduit 14, le gaz peut traverser un séparateur de poussières tel qu'un scrubber à eau, qui en enlève les traces de poussière qu'il est susceptible d'entraîner, et peut être refroidi à la température normale.
L'appareil de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1 mais, dans cette construction, le carbure est introduit dans la chambre de réaction B' près de sa paroi inférieure, le dispositif d'alimentation en carbure étant généralement indiqué en A'. Dans ce type d'appareil, la chambre de réaction 370 est conique, sa partie inférieure ayant un diamètre plus petit que sa partie supérieure. Cette forme de chambre assure un fonctionnement plus efficace
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étant donné que la vitesse du mouvement ascendant des produits diminue.
La chambre supérieure 71 de cet appareil est constituée par une cuve à extrémité supérieure ouverte munie d'un fond 72 qui est traversé centralement par la chambre de réaction 70,ce fond se raccordant aux parois extérieures de la dite chambre à un niveau situé approximativement au milieu de la hauteur de cette chambre. Cette construction forme un espace ou compartiment annulaire collecteur de chaux 73 autour de la partie supérieure de la chambre de réaction.
Près de l'extrémité supérieure de cette chambre, est prévue à l'extérieur de la cuve 71 une chambre annulaire à extrémité supérieure ouverte 74 qui est fermée à son extrémité inférieure et soudée aux parois extérieures de la cuve 71 A l'extérieur de cette chambre annulaire 74 est disposé un joint hydraulique constitué par une chambre annulaire 76 qui est fermée à sa base par un fond 77 et soudée aux parois extérieures de la chambre 74 La cuve 71 est munie d'un couvercle en tôle 78 pourvu d'un prolongement inférieur cylindrique 79 qui descend dans la chambre formant joint hydraulique 76 jusqu'en un point voisin du fond 77 de cette chambre.
Le couvercle 78 est bombé de façon que l'humidité susceptible de se condenser sur sa partie centrale puisse ruisseler vers les bords et couler dans le joint hydraulique 76 La partie supérieure du joint hydraulique 76 est fermée par un anneau 80 qui est soudé au bord supérieur du joint 76 et à la partie supérieure du rebord cylindrique 79 Un tablier ou chicane 81 entoure le bord supérieur de la cuve 71 pour empêcher les particules de chaux de tomber dans la chambre annulaire 74 Le bord inférieur de la paroi cylindrique 79 est dentelé, comme indiqué en 82, pour
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assurer une distribution régulière du gaz passant au-dessous du bord de cette paroi en traversant le joint hydraulique.
Le joint hydraulique 76 constitue ainsi un scrubber annulaire qui lave le gaz engendré, ce scrubber faisant corps avec l'appareil.
Dans cette construction d'appareil, le mécanisme agitateur est aussi pourvu de parties qui tournent en sens inverses. Toutefois, dans ce cas, l'arbre creux extérieur 83 au lieu de traverser la chambre de réaction, se termine juste en deçà du fond 84 de la chambre de réaction 70 A son extrémité supérieure, l'arbre 83 est raccordé au moyeu central d'une traverse 85 dont les extrémités extérieures sont fixées aux deux montants non parallèles 86 de l'ossature principale de l'agitateur, cette ossature étant représentée plus clairement sur la figure 4. Une série de traverses espacées 87, parallèles à la traverse 85 sont aussi prévues, ces traverses entretoisant les montants 86.
Ces derniers sont disposés de façon qu'ils suivent étroitement la paroi conique de la chambre de réaction 70, et leurs extrémités supérieures, qui font légèrement saillie au-dessus du bord supérieur démette chambre, sont reliées entre elles par une traverse horizontale 88 assez longue pour se terminer très près de parties diamètralement opposées de la paroi de la cuve 71 Aux extrémités de la traverse 88 sont fixées respectivement deux barres de raclage verticales 89. Ces barres suivent de très près la paroi cylindrique de la cuve 71 pour empêcher la chaux d'adhérer à cette paroi.
Les barres ou racles 89 font légèrement saillie au-dessus du bord de la cuve 71 et sont reliées entre elles par une traverse supérieure 90 dont les extrémités se terminent légèrement en deçà de la paroi
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cylindrique 79 Comme il ressort de la figure 4, les organes 88, 89 et 90 sont maintenus dans les positions relatives désirées par deux croisillons 91 et 92 dont les extrémités sont soudées aux traverses 88 et 90 Les diverses entretoises 85, 87,88 et 90 sont munies chacune d'un moyeu creux à leur partie centrale. Ces moyeux présentent des alésages à l'aide desquels ils tournent fous sur un arbre 93 qui s'élève verticalement suivant l'axe du générateur.
Des racles servant à agiter la chaux qui s'accumule dans la chambre annulaire 73 sont constituées par des barres pendantes 94 dont les extrémités inférieures sont reliées aux extrémités inférieures des racles 89 par des entretoises 95 et dont les extrémités supérieures sont-soudées à la traverse 88 Un dispositif est en outre prévu pour agiter l'eau du joint hydraulique laveur 76 Ce dispositif comprend deux paires de barres verticales 96 fixées respectivement aux extrémités de la traverse 90, leurs extrémités inférieures étant fixées à une racle 97 qui suit de très près le fond 77 du joint hydraulique.
L'arbre creux 83 traverse un presse-étoupe 98 monté dans le fond 84 de la chambre de réaction. Sur la partie de l'arbre 83 qui fait saillie au-dessous du fond 84 est calé un pignon d'angle 99 engrenant avec un des éléments d'une paire de pignons d'angle 100 montés sur l'arbre récepteur 101 d'un réducteur de vitesse 102. Le long arbre intérieur vertical 3 tourillonne par son extrémité inférieure dans une crapaudine 103 montée dans le fond d'une boîte à engrenages 104 enveloppant entièrement les pignons d'angle, cette boîte étant fixée au fond 84.
Un autre pignon d'angle 105 est calé sur l'arbre 93 et engrène avec le secondées
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pignons 100, de sorte que l'arbre 93 peut être entraîné en sens inverse de l'arbre 83 et, de préférence, à une vitesse un peu plus grande. Sur la partie de l'arbre 93 qui traverse la chambre de réaction 70 sont montées une série de palettes 106, en des points situés entre les traverses 87, Les palettes 106 et les traverses formant palettes 87 peuvent les unes et les autres être disposées de façon à solliciter les matières en cours d'agitation soit vers le haut, soit vers le bas, pour assurer une agitation plus parfaite des dites matières.
Il esténéralement préférable que ces organes exercent une poussée ascendante sur les matières, de façon à éviter le tassement de ces dernières et à les maintenir à un état plus délié. A l'arbre 93 est aussi fixé, au-dessus du moyeu de la traverse 88, un collier 107 qui empêche le dit moyeu de se déplacer vers le haut ; et deux colliers 108 sont aussi prévus de part et d'autre du moyeu de la traverse 90 L'arbre 93 tourillonne par son extrémité supérieure dans un palier 109 monté dans le couvercle 78 L'extrémité supérieure de l'arbre 93 présence en outre une partie rétrécie 110 qui traverse un presse-étoupe situé à la partie supérieure du palier, son extrémité saillante étant munie d'une barrette 111 qui est destinée à faire sonner une cloche 112 deux fois par tour de l'ensemble à palettes intérieur.
Cette cloche a pour rôle d'indiquer à un surveillant que l'ensemble à palettes tourne convenablement. Une autre cloche d'alarme est prévue pour indiquer que l'ensemble à palettes portant les racles 97 du laveur fonctionne convenablement. A cet effet, une des racles 97 est munie d'un bras vertical 113 destiné à heurter une partie pendante d'une des extrémités d'un arbre à cloche 114 de façon à faire osciller la cloche
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montée sur l'autre extrémité pour la faire sonner une fois par tour de la racle.
L'arbre 114 traverse horizontalement un presse-étoupe monté dans la paroi extérieure cylindrique du laveur 76
Le carbure est introduit en un point voisin du fond 84 de la chambre de réaction 70 à l'aide d'un transporteur 115 qui travaille à l'intérieur d'un boîtier 116 débouchant par une de ses extrémités dans la dite chambre et relié par son autre extrémité à l'orifice d'échappement 117 d'une trémie à carbure 118. L'orifice 117 est commandé par un obturateur tel qu'un registre coulissant 119. Une seconde trémie d'alimentation en carbure 120 est disposée au-dessus de la trémie 118. Le conduit reliant les deux trémies 118 et 120 renferme un second obturateur 121. La trémie 120 est obturée hermétiquement par un couvercle 122.
L'arbre du transporteur 115 traverse un presse-étoupe 124 monté dans l'extrémité du boîtier 116 et tourillonne par son extrémité extérieure dans un coussinet supérieur supporté par un corps de palier 125. Un pignon 126 est monté sur l'arbre 123 entre le palier 125 et le presse-étoupe 124. Ce pignon est actionné par un pignon intermédiaire 127 monté sur un arbre intermédiaire 128. Le pignon 127 est lui-même entraîné par un pignon 129 monté sur l'arbre 101. L'arbre intermédiaire 128 est supporté à ses extrémités par un coussinet du corps de palier 125 et par une chaise pendante 130 fixée à la partie inférieure du boîtier 116.
Un autre pignon intermédiaire 131, plus grand que le pignon 127, est monté sur l'arbre 128, et un pignon plus petit correspondant 132 est monté sur l'arbre 101 de façon qu'on puisse le déplacer pour l'amener en prise avec le pignon 131 ou le
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dégager de celui-ci, suivant qu'on le désire Le pignon 129 peut aussi être déplacé sur l'arbre 101, de sorte que l'arbre intermédiaire 128 peut être entraîné soit par le pignon 129 soit par le pignon 132. Comme les pignons 129 et 132 ont des diamètres différents, l'arbre 128 et le transporteur 115 seront entraînés à des vitesses différentes, selon le rapport de transmission choisi.
On peut ainsi modifier la quantité de carbureintroudite par unité de temps pour faire varier la quantité de gaz engendrée par l'unité de temps.
L'arbre 101 traverse le palier inférieur du corps de palier 125 et est relié à l'arbre récepteur du réducteur de vitesse 102 qui est actionné par le moteur électrique 57 Un presse-étoupe 133 est prévu à l'endroit où l'arbre 101 traverse la boîte à engrenages 104, qui peut ainsi être maintenue sensiblement pleine de lubrifiant à engrenages. Ce presse-étoupe tend aussi à empêcher la matière de sortir de la chambre de réaction par le joint 98
Etant donné que certaines sortes de carbures de calcium du commerce sont relativement impures et contiennent des impuretés lourdes, telles que le carbure de silicium, le ferrosilicium et les oxydes de fer et d'aluminium, un dispositif a été prévu pour éliminer ces impuretés.
L'élimination des impuretés susceptibles de s'accumuler au fond de la chambre de réaction 70 est effectuée à l'aide d'un dispositif à soupape 134. Ce dispositif comprend un alésage cylindrique pratiqué dans le fond 84 et dans lequel est ajustée une douille rotative 135 L'alésage présente une ouverture 136 communiquant avec la chambre 70et la douille 135 présente dans sa paroi une ouverture correspondante 137 qu'on peut amener en coïncidence avec l'ouverture 136 pour permet-
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tre aux particules lourdes qui s'accumulent au fond de la chambre 70 d'être balayées par la traverse ou racle 85 de façon qu'elles tombent à travers les ouvertures 136 et 137 dans la chambre intérieure de la douille 135 Lorsque la douille a été remplie de ces particules,
on la fait tourner de façon à fermer l'ouverture de la chambre 70 et on peut alors enlever le couvercle 138 et retirer les impuretés de l'intérieur de la douille sans perdre aucune matière de la chambre 70 Une poignée 139 est utilisée pour faire tourner la douille 135 pendant que le couvercle 138 est fermé.
Le résidu sensiblement sec qui s'accumule dans le compartiment annulaire 73 est entraîné circulairement par les bras 95 de sorte qu'il tombe à travers une ouverture 140 prévue dans le fond zg de la cuve 71 Une chambre collectrice 141 est disposée immédiatement au-dessous de l'ouverture 140 pour recevoir le résidu. L'extrémité inférieure de cette chambre communique avec un transporteur 142 qui évacue la chaux hydratée s'accumulant dans la chambre 141 et la dépose dans une trémie d'emmagasinage, non représentée. Pour empêcher le gaz de s'échapper par l'ouverture 140, la chambre 141 et le transporteur 142, un joint de particules solides est maintenu dans la chambre 141. Ce joint est constitué par un amas d'hydrate sec retenu dans la partie inférieure de la chambre.
Pour permettre de se rendre compte de la quantité de résidu recueillie dans la chambre 141, on a prévu un dispositif indicateur établi sous forme d'une tige 143 portant un disque 144 à son extrémité inférieure et une poignée 145 à son extrémité supérieure. Cette tige traverse la paroi supérieure de la chambre 141 à travers un presse- étoupe 146 et, en la faisant monter et descendre, on peut
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aisément déterminer le niveau de la chaux dans la chambre.
Le fonctionnement du transporteur 142 est réglé de façon qu'il reste constamment dans la partie inférieure de la chambre 141 une provision de chaux qui assure l'herméticité.
L'eau nécessaire pour la réaction et pour l'absorption de la chaleur en excès est introduite en des points 147 voisins de la paroi inférieure de la chambre de réaction 70 On peut déterminer la quantité d'eau introduite par unité de temps à l'aide d'un compteur de débit comprenant un orifice 26 et un manomètre 27comme représenté sur la figure 1, ou avoir recours à tout dispositif propre à maintenir une alimentation constante et réglable en eau, tel que, par exemple, une pompe à déplacement positif dont la vitesse de fonctionnement peut être réglée. Si on le désire, l'eau destinée à mouiller initialement le carbure admis dans la chambre de réaction peut être introduite par le conduit 148 débouchant dans l'enveloppe 116 du transporteur.
Un supplément d'eau est introduit dans le joint hydraulique 76 par un tuyau 149 débouchant à travers le couvercle 80 du joint. L'eau en excès sort normalement du joint par un tuyau d'échappement du gaz 150 débouchant dans la paroi extérieure du dit joint en un point désiré de cette paroi. Cette eau de trop-plein coule par un tuyau 150 jusqu'à ce qu'elle arrive à un tuyau de vidange descendant du dit tuyau ou à tout dispositif séparateur d'eau désiré.
La chambre annulaire 74 est prévue pour que l'eau susceptible d'être ramenée en arrière par un retour accidentel du gaz à travers ce laveur soit recueillie par la dite chambre au lieu d'être introduite dans la cuve 71 Pour éliminer l'eau susceptible d'atteindre la chambre 74 on prévoit un tuyau de vidange 151
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débouchant dans la partie inférieure de la dite chambre et descendant dans un joint hydraulique 152. La profondeur du joint 152 est suffisante pour assurer une hauteur de charge plus grande que la pression normale du gaz dans le générateur.
Le joint hydraulique 152 est muni d'un trop-plein 153 et d'un évent 154, tous deux débouchant dans la partie supérieure du dit joint.
Le fonctionnement de l'appareil de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1. Toutefois, dans cette construction, on peut utiliser du carbure de calcium sous une forme quelconque, c'est-à-dire sous forme de morceaux, de poussières ou de tout-venant, la grosseur maximum des,morceaux étant limitée à celle qui peut être transportée par le dispositif d'alimentation. Les très fines particules de carbure introduites dans la chambre de réaction 70 sont plus lourdes que l'hydrate de calcium et, par conséquent, tendent à rester dans la chambre pour être converties en acétylène et en hydrate. Bien entendu, les particules les plus grosses se déposent plus rapidement et restent dans la chambre à des niveaux plus bas où il existe une quantité plus grande d'humidité pour leur réaction.
Le carbure est introduit dans la chambre 70 par un transporteur 115 avec un débit sensiblement constant déterminé par le rapport de transmission choisi des engrenages 127 et 129; ou 131 et 132. L'eau est introduite avec un débit constant qu'on règle selon la température et la teneur en humidité du produit de chaux. Ce débit doit être maintenu constant en dépit des variations susceptibles de se produire dans la contre-pression régnant aux orifices d'admission d'eau sous l'influence d'une poussée des particules contre
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ces orifices.
Il est par conséquent préférable de prévoir plusieurs orifices d'admission de ce genre et, pour maintenir le débit constant, on peut fournir de l'eau provenant d'une source d'eau à pression élevée et intercaler un régulateur à pression différentielle dans la tuyauterie ou utiliser une pompe à déplacement positif dont la vitesse ou le déplacement volumétrique sont réglables. On peut, si on le désire, introduire dans le transporteur 116 une'partie de l'eau servant à mouiller initialement le carbure, cette eau pénétrant par le tuyau d'admission 148 ou juste à l'endroit où le carDure pénètre dans la chambre de réaction.
La rotation des dispositifs à palettes maintient la masse de carbure et d'hydrate que contient la chambre de réaction parfaitement agitée, pendant que le gaz et la vapeur, en s'élevant, secondent l'agitation et tendent à rendre l'hydrate plus fluide. Les particules de carbure restent dans la chambre 70 jusqu'à ce qu'elles aient réagi, mais l'hydrate se déverse par dessus le sommet de cette chambre et tombe dans le compartiment annulaire 73 où il est agité et entraîné circulairement par les racles qui l'obligent à tomber à travers l'ouverture 140 dans la trémie 141 avec un débit tel qu'il subsiste au fond de cette trémie un amas d'hydrate empêchant le gaz de s'échapper en passant par le transporteur.
On pourrait utiliser n'importe quel autre dispositif permettant d'effectuer un joint hermétique au gaz pendant qu'on retire l'hydrate. On peut, si on le désire, maintenir l'hy- drate de calcium agité pendant un temps supplémentaire dans le compartiment 73, en prévoyant l'orifice d'échappement d'hydrate dans la paroi latérale 71 au lieu de le prévoir dans la paroi inférieure à l'endroit de l'orifice 140. Une
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telle agitation supplémentaire tendra à donner un produit plus uniforme.
L'acétylène et la vapeur d'eau s'échappent de la partie supérieure de la chambre de réaction et pénètrent dans l'espace relativement grand constitué au-dessus par la cuve 71 et le couvercle 78 Dans cet espace, la vitesse du courant de gaz est réduite de telle sorte que les particules d'hydrate les plus fines se déposent et que le gaz s'échappe n passant par dessus le bord supérieur de la cuve 71, en descendant entre la paroi cylindrique 79 et la paroi 74 de la chambre et en montant à travers l'eau que contient l'espace ménagé entre la dite paroi 79 et le joint hydraulique 76 Les parties dentelées 82 obligent le gaz à passer sous forme de très petites bulles qui assurent un contact parfait de ce gaz avec l'eau du joint hydraulique,
ce qui a pour effet d'éliminer les dernières traces d'hydrate et de refroidir le gaz à une température désirée. Une partie importante de la vapeur entraînée par le gaz se condense et s'échappe avec l'eau de trop-plein du joint hydraulique.
Pour mettre le générateur en marche, on lance le moteur 57 admet de l'eau par l'orifice d'admission 149 à l'intérieur du laveur et ouvre le registre à carbure 119.
Lorsque le carbure pénètre dans la chambre 70, on commence l'admission d'eau. Pour arrêter le générateur, on ferme d'abord le registre à carbure 119, continue à laisser l'eau pénétrer pendant un certain temps, coupe alors l'arrivée d'eau et maintient les palettes en rotation pendant un temps supplémentaire pour assurer la distribution et la dispersion régulières de l'humidité. On peut alors laisser le générateur au repos pendant quelque temps sans qu'on courre le risque
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que la chaux s'agglomère sous forme d'une masse solide dans la chambre de réaction.
On a constaté que lorsque l'alimentation en eau est convenablement réglée en conformité avec l'alimentation en carbure et le degré d'agitation, la température maximum atteinte dans la zone de réaction de la chambre 70 peut être maintenue à une valeur sûre telle qu'il ne s'effectue aucune polymérisation de l'acétylène ou décoloration de l'hydrate.
Par exemple, on a trouvé qu'il est avantageux de faire fonctionner le présent appareil de façon que la température de la paroi extérieure de la chambre de réaction soit maintenue au voisinage de 121 C.
En réalisant le présent procédé et faisant fonctionner le présent appareil de la façon décrite, on a obtenu. un produit de chaux hydratée ayant une teneur en humidité résiduelle de 3 % environ lorsqu'on maintenait le rapport de 1 kg d'eau par kg de carbure. Ce rapport varie légèrement selon la pureté du carbure utilisé. Cette teneur en humidité est celle désirée pour les hydrates de chaux du commerce, étant donné que c'est avec cette teneur que les propriétés de manutention de la matière sont les meilleures. On voit par conséquent que le présent procédé permet de fabriquer des quantités relativement grandes d'acétylène à partir du carbure et d'obtenir en même temps à titre de sous-produit une chaux hydratée de qualité élevée et utile industriellement.