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FOUR A CUVE POUR L'EXECUTION DE REACTIONS ENTRE'DES GAZ ET DES
MATIERES SOLIDES.
Il est déjà connu depuis longtemps d'utiliser des fours à cuve pour l'exécution de réactions entre des matières solides et des gaz. Le caractère particulier de tels fours consiste dans l'utilisation d'une cuve s'élargissant dans la plupart des cas progressivement de haut en bas et présentant comme dans les hauts fourneaux un rétrécissement à la partie inférieure où les matières sont extraites. Les gaz circulant dans le four de bas en haut sont produits dans bien des cas dans la partie inférieure par une combustion. Dans les fours où le produit final est extrait à l'état solide, l'air de combustion pour le refroidissement et la récupération de la chaleur de la matière sortante est amenée par le bas.
Les gaz de combustion circulent de bas en haut dans le four en sens contraire du déplacement des produits solides de chargement et réchauffent la charge à contre-courant. Les réactions désirées apparaissent alors simultané- ment soit simplement par le réchauffage, soit par la modification de l'état d'équilibre chimique par suite de l'élévation de la température de la charge.
Bien que dans un tel four, l'utilisation économique du pouvoir ca- lorifîque du combustible atteigne un maximum en déterminant correctement les dimensions et l'admission de combustible, de tels fours, qui sont constitués par une cuve allant en s'élargissant progressivement de haut en bas présentent, pour l'exécution de réactions conditionnées par la température., toute une série d'inconvénients, Ainsi, la répartition de la température entre les gaz chauds et le chargement se fait de façon contrainte et selon les lois de la transmis- sion de chaleur à contre courant.
De plus, lorsque différentes réactions doi- vent être obtenues dans la même cuve, éventuellement en utilisant différentes combinaisons de gaz à des températures différentes, des difficultés apparais- sent concernant la séparation de ces gaz. En 'outre, une répartition" uniforme des gaz sur la section de la cuve n'est pas assurée dans le cas de diamètre de grande dimension.
Une méthode connue pour remédier en partie à ces difficultés con-
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siste à aspirer une quantité mesurée de gaz par des ventilateurs., de sorte que seule une partie déterminée du gaz circule dans la partie-de la cuve située au-dessus de l'endroit d'aspiration., où il doit, par exemple., être brûlé pour le chauffage du chargement ou être mélangé à d'autres gaz.
Cette méthode est toutefois difficile à utiliser lorsque la partie restante des gaz dans le four doit être maintenue faible ou qu'il faille attein- dre une séparation aussi étendue que'possible des différents gaz. Elle néces- site, en outre., souvent l'aspiration de gaz chauds de sorte que leur mesure en est rendue difficile et lorsqu'il ne doit pas y avoir de refroidissement., des ventilateurs spéciaux pour l'aspiration de ces gaz sont nécessaires, par exemple des ventilateurs en porcelaine ou analogues.
On a déjà proposé de disposer plusieurs arrivées des gaz pour 'élar- gir les zones à température uniforme. Il en est de même poucaldispostion de dispositfs de blocage ou de réglage de la pression lorsque l'on veut travailler avec dif- férents gaz dans la même cuve. Ces dispositifs sont constitués de telle façon que par une commande automatique, une pression égale de gaz soit produite dans deux parties superposées de la cuve entre lesquelles les gaz de la partie in- férieure de la cuve doivent sortir. La pression égale de gaz nécessaire dans la partie supérieure de la cuve est alors obtenue par le deuxième gaz entrant dans la partie supérieure de la cuve, par réglage de la quantité et de la pres- sion correspondantes.
Pour les cuves de grande section5 cette méthode présente des diffi- cultés du fait que la pression n'est mesurée que dans les gaz léchant la paroi, de sorte que les variations de pression différentes de zéro, utilisées pour la commande des dispositifs de réglage de pression, ne correspondent pas avec la différence de pression'réelle au milieu de la cuve.
La présente invention a pour but d'éliminer les onconvénients men- tionnés ci-dessus et a pour objet un four à cuve pour exécuter des réactions entre des gaz et des matières solides, dans lequel le traitement se fait avec différents gaz dans au moins deux parties superposées du four et où au moins un dispositif de réglage de pression automatique relié aux deux parties du four est prévopur maintenir séparés les différents gaz.
Ce four à cuve est caractérisé en ce que la section de la partie supérieure du four par rapport à celle de la partie inférieure, présente une diminution brusque de manière à former dans le four chargé de matières une cham- bre de gaz suffisamment grande entre la surface déterminée par l'angle de dé- blai des matières et la paroi du four, pour pouvoir déterminer de façon sûre la pression dans la région de cette chambre de gaz déstinee au fonctionnement du dispositif de réglage de pression.
Un avantage de ce four réside dans le fait que, grâce à la chambre de gaz, la vitesse du gaz sortant de la partie inférieure du four est diminuée et par là également son contenu en poussière qui est abaissé. Par suite de la présence de cette chambre de gaz, une répartition meilleure et plus unifor- me de gaz dans le four est assurée et plusieurs conduites de gaz peuvent être disposées à cet endroit.
Pour agrandie la chambre de gaz, on peut prévoir dans une forme d'exécution préférée., dans la partie supérieure du four., par exemple., une gar- niture métallique tubulaire de forme cylindrique qui dépasse dans la partie inférieure du four en traversante endroit où le four présente un changement brusque de sectiono
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exé- cution du four selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une première forme d'exé- cution de ce four.
La fig. 2 est une coupe semblable d'une deuxième forme d'exécution.
Le four représenté à la fig. 1 comprend un revêtement extérieur 1 entourant deux parties 2 et 3 de section différente. 4 désigne une conduite d'admission d'un premier gaz qui, aprèsavoir réagi avec les matières solides
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dans la partie 2 du four;, quitte cette partie par une conduite d'échappement 5.
Dans la partie supérieure 3 du four est prévue une conduite d'ad- mission 6 et une conduite de sortie 7 pour un autre gaz. Les matières desti- nées à réagir avec les deux gaz différents entrent.en 8 dans le four et sont extraites en 9 après la réaction avec ces gaz. Dans le four décrit, le gaz se trouvant dans la partie 3 du four de plus petite section doit être autant que possible séparé du gaz amené pour la réaction dans la partie 2 du four.
On prévoit donc une séparation aussi étendue que possible du gaz entrant en 6 de celui sortant par la conduite 5.
Théoriquement, aucun gaz ne peut circuler de la partie 3 dans la partie 2 du four et inversément, lorsque la pression est égale aux endroits 12 et 13 où l'on mesure la pression.
Lorsqu'une différence de pression apparaît, mesurée par le généra- 'teur d'impulsions d'un dispositif de réglage de pression, représenté schémati- quement par un baromètre à mercure 11, la quantité de gaz sortant en 5 ou cel- le entrant en 6 peut être automatiquement modifiée par la commande de ce géné- rateur d'impulsions au moyen de dispositifs connus non représentés, de telle sorte que la différence de pression entre les prises 12 et 13 -soit de nouveau égale à zéro. Dans les fours à cuve utilisés jusqu'à présent ne présentant pas de chambre pour la réception des gaz et dans lesquels la section de la cu- ve va en diminuant graduellement, une différence de pression beaucoup plus gran- de apparaissait normalement par une prise latérale du four rempli de matières détachées au milieu de la cuve qu'au bord.
Dans le four décrit selon l'inven- tion, de telles différences de pression sont largement compensées, d'une part,' par la chambre de gaz 10 et, d'autre part, par la diminution subite de section entre la partie inférieure 2 et la partie supérieure 3 du four.
On pourrait, bien entendu, prévoir plusieurs prises de pression pour la mesure de débit au même niveau dans le four de sorte que la mesure de pression serait plus sûre que dans le cas d'une seule prise de pression 12.
Dans certains cas, en particulier dans un four de grand diamètre,, on pourrait prévoir une chambre de gaz en 13 de la même façon qu'en 12.
Lorsque l'on ne désire modifier sous aucun prétexte les quantités de gaz introduites, on peut obtenir l'équilibre de pression entre 12 et 13 par l'étranglement automatique des sections de,sortie en 5 ou en 7 d'un des deux gaz par l'intermédiaire du générateur d'impulsion 11 commandant le dispositif de réglage de pressiono
La figo 2 représente une forme d'exécution du four selon l'inven- tion utilisée avantageusement., spécialement dans des fours de petite section, lorsque la chambre de gaz définie par le changement brusque de section du four et par l'angle de déblai des matières, n'est pas assez grande pour atteindre' un équilibre de pression suffisant et un dépoussiérage important des gaz sor- tant en 5.
Une garniture tubulaire 14 cylindrique est prévue à cet effet dans la partie supérieure 3 du four, cette garniture étant en une matière résistant à la chaleur et émergeant dans la partie inférieure 2 du four;, de telle sorte que la chambre 10 de réception des gaz se trouve être ainsi agrandie de façon appréciable. Cette garniture 14 maintient les matières introduites en 8 jusqu'à son extrémité inférieure à partir de laquelle elles forment un tas conique dé- terminé par l'angle naturel de déblai. A la partie supérieure de la garniture 14, est prévue une bride 15 qui s'étend à travers la paroi du four et qui est reliée de façon étanche au revêtement extérieur par des boulons 16.
On empê- che ainsi le gaz de passer par des endroits non étanches de la partie 3 du four dans la chambre 10 à travers le revêtement intérieur respectivement extérieur.
Ceci est spécialement utile lorsque les deux gaz se trouvant dans les parties 2 et 3 du four peuvent réagir chimiquement entre euxe car des détériorations pourraient apparaître dans le revêtement intérieur par suite des développements de chaleur localisés.