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L'invention est relative aux récipients pour l'exécution de procédés impliquant'l'interaction entre des gaz . et des solides sous forme de petites particules séparées dans des conditions fluidifiées
De tels procédés sont exécutés en faisant passer le gaz en direction ascendante à travers un lit du solide en. petites particules séparées ,il une vitesse suffisante peur amener le solide en petites particules à l'état fluidifié Il a été antérieurement pr oposé d'introduire le gaz dans le récipient de réaction en le faisant passer en direction ascendante à travers une ou plusieurs ouvertures formée dans la partie inférieure du
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récipient .
Ainai ,par exemple , il a été proposé d'introduire le gaz en le faisant passer en direction ascendante à travers des perforations formées dans une plaque horizontale .
L'invention procure une méthode pour exécuter un procédé impliquant l'interaction entre un gaz et un solide en petites particules séparées dans des conditions fluidifiées , dans laquelle un gaz fluidifiant est introduit dans le solide en petites particules à travers un ou plusieurs conduits d'entrée de gaz sensiblement horizontaux , dont les ouvertures d'intro- duction de gaz sont dirigées vers le bas .
Du fait que les ouvertures d'introduction de gaz sont dirigées vers le bas , la tendance des particules solides à pénétrer dans le ou les conduits d'entrée du gaz lorsque l'ali- mentation de gaz est coupée , est diminuée ou éliminée .
Du gaz fluidifiant additionnel peut être introduit par des ouvertures d'introduction de gaz formées dans la base- du récipient de réaction . Si on le désirait , deux ou plus de deux gaz fluidifiants différents peuvent être introdu'its séparé- ment dans le récipient de réaction . Ainsi , chaque gaz fluidi- -.fiant'peut être introduit par un conduit d'entrée de gaz sensible- ment horizontal différent , ou par un jeu différent de tels con- duits .Alternativement , un des gaz fluidifiants peut être in- troduit par des ouvertures d'introduction de gaz formées dans la base du récipient de réaction .
Egalement, différentes por- tions du même gaz fluidifiant ou des gaz fluidifiants différents peuvent être introduits par des conduits d'entrée de gaz sensible- ment horizontaux disposés à des niveaux différents dans le solide en petites particules séparées .
Avantageusement , la chute de pression du gaz dans lesouvertures d'introduction de gaz est approximativement égale à la chute totale de pression ,du gaz pendant son passage à travers le solide en petites particules . Ceci procure la certitude qu'a-
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vec des ouvertures d'introduction de gaz d'égale étendue , la vitesse d'écoulement du gaz à travers chaque ouverture est appro- ximativement la même et est indépendante de laposition de l'ouver- ture le long du conduit
L'invention prévoit également un récipient de réaction à lit fluidifié comportant , pour introduire un gaz fluidifiant , un ou plusieurs conduits d'entrée de gaz sensiblement horizontaux dont les ouvertures d'introduction de gaz sont dirigées vers le bas .
Des ouvertures d'introduction de gaz peuvent être pré- vues dans la base du récipient pour l'admission de gaz fluidifiant additionnel .
Avantageusement .les ouvertures d'introduction de gaz dans les dits conduits d'entrée de gaz sont dirigées verticalement vers le bas .
La dimension des ouvertures d'introduction de gaz des ou de chaque conduit peut décroître vers l'entréed'alimentation , de manière que les vitesses d'écoulement du gaz à travers les dites ouvertures d'introduction de gaz soient pratiquement égales pour une 'vitesse d'écoulement particulière du gaz . Cette disposition procure un mode d'obtention d'une vitesse d'écoulement égale du gaz à travert chaque ouvertures d'introduction de gaz , ce qui constitue une altero native de la méthode décrite plus haut suivant laquelle la chute de pression dans chaque ouverture est rendue approximativement égale à la chute de pression dans le lit de solide en petites par- ticules séparées .
Comparativement à la méthode décrite plus haut, la disposition a le désavantage de pouvoir n'être satisfaisante qu'à une vitesse d'écoulement de gaz particulière , mais elle a l'avantage qu'établie d'un dessin approprié elle peut fonctionner de façon satisfaisante avec une chute de pression moindre dans les ouvertures d'introduction .
Le récipient de réaction peut comporter un seul conduit
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d'entrée de gaz sensiblement horizontal , la configuration du conduit et l'espacement des ouvertures d'introduction de gaz. suivant la longueur du conduit étant propres à procurer une dis- tribution pratiquement uniforme du gaz fluidifiant dans la section horizontale du récipient .
,Alternativement , le récipient de réaction peut comporter une pluralité de conduits d'entrée de gaz sensiblement horizontaux .Un conduit d'alimentation commun peut être prévu pour tous les dits conduits d'entréede gaz . Comme variante , les dits conduits d'entrée de gaz peuvent être disposés en jeux , les conduits de chaque jeu s'étendant dans la même direction et ayant un conduit d'alimentation commun . Les conduits des jeux dif- férents peuvent s'étendre dans des directions différentes
Lorsque le récipient de réaction a plus d'un conduit d'entrée de gaz , un ou plusieurs des dits conduits d'entréede gaz peuvent être espacés en direction verticale du. ou des conduits d'entrée de gaz restants.
Avantageusement , chaque conduit d'entrée de gaz est droit ou rectiligne et pénètre dans le récipient à travers une boite à garniture ou presse-étoupe , qui forme,un joint étanche, au gaz entre le conduit et la paroi du récipient , et est cons-bruit de manière à permettre de retirer le conduit axialement Si on le désirait , les conduits d'entrée de gaz peuvent être établis en matière réfractaire et les boites à garniture ou presse-étoupe peuvent comprendre une chemise à refroidissement par liquide Les dites boites à garniture ou presse-étoupe comprennent avanta- geusement une chemise d'eau annulaire externe fixée à la surface externe de la paroi du récipient de réaction , une chemise d'eau annulaire interne montée à l'intérieur de la chemise d'eau externe et sur la partie terminale du conduit d'entre de gaz ,
les deux chemises d'eau et la partie terminale du conduit d'entrée de gaz étant coaxiales entre elles , un conduit d'alimentation passant
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couxialement dans la chemise d'eau, interne , et des moyens qui assujetissent entre elles , de manière amovible,les chemises d'eau interne et externe .
L'invention peut être appliquée au procédé pour l'oxydation âe tétrachlorure de titane , en l'amenant à réagir avec de l'oxygène dans un lit fluidifié d'un solide en petites particules , résistant à la chaleur , approprié , (qui peut être inerte ou catalyser la réaction) , comme décrit dans le brevet de la demanderesse 539. 077 du 17 juin 1955 pour : " Procédé de fabrication de bioxyde de titane Ainsi , les gaz fluidi- fiants' peuvent être de la vapeur de tétrachlorure de titane et de l'oxygène , le solide en petites particules peut être un solide inerte , et le tétrachlorure de titane et l'oxygène peuvent être amenés à réagir ensemble pour former du bioxyde de titane .
Si on le désirait, la vapeur de tétrachlorure de titane et l'oxygène peuvent être introduits dans le solide en petite s'particules à des niveaux différents Par suite , l'invention permet d'éviter un pré-mélange des gaz avant l'entrée dans le lit , qui pourrait conduire à une réaction prématurée entre les gaz , et l'obturation ou blocage des tubes d'introduction qui en résulte
Trois formes de récipients de réaction, construites conformément à l'invention sont décrites ci-après plus en détail, et à titre d'exemples , en référence aux dessins annexés , sur lesquels :
Fig. 1 est une vue horizontale , partie en coupe , de la partie inférieure d'une première forme de récipient de réaction ;
Fig. 2 est une vue verticale , partie en coupe , du récipient de réaotion montré fig. 1 ;
Fig. 3 est une vue horizontale , partie en coupe , de la partie inférieure d'une deuxième forme de récipient de réaction;
Fig. 4 est une vue verticale, partie en coupe , du récipient de réaction montré fig. 3 ;
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Fig. 5 est une vue horizontale , partie -en coupe , de la partie inférieure d'une troisième forme de récipient de réaction;
Fig. 6 est une vue verticale , partie en coupe, du récipient de réaction montré fig. 5 ; et ,
Fig. 7 est une coupe axiale , à échelle agrandie , d'une boite à garniture ou presse-étoupe refroidi à l'eau
Le récipient de réaction qui est montré par les figures 1 et 2 des dessins , a une base circulaire non perforée 1 et une paroi latérale cylindrique 2 .
A courte distance au-dessus delà base 1 , un conduit d'entrée, de gaz , horizontal , droit ou recti- ligne , 3, traverse le récipient par le milieu , et un conduit analogue 4 passe horizontalement immédiatement au-dessus et perpen- diculairement au conduit 3 . Les conduits 3 et 4 pénètrent dans le récipient à travers des boites à garniture ou presse-étoupe (non représentés) et peuvent être retirés axialement en vue du nettoyage ou du remplacement
Les conduits d'entrée de gaz 3 et 4 sont ouverts à une extrémité pour leur raccordement à une alimentation de gaz , et fermés à l'autre extrémité en un point immédiatement extérieur au récipient .
Le conduit 3 comporte deux ouvertures d'introduc- tion de gaz dirigées verticalement vers le bas, 5a et 5b, chacune d'elles située à mi-chemin entre le centre et la paroi latérale 2 du récipient D'une manière analogie , le conduit 4 comporte deux ouvertures 6a et 6b disposées de façon correspon- dante' .
L'ouverture 5b (qui est l'ouverture la plus proche de l'extrémité fermée du conduit 3) est plus grande que l'ouverture 5a et, d'une manière analogue ,l'ouverture 6b est plusgrande que l'ouverture 6a .Ceci procure une compensation pour la chute de pression du gaz le long des conduits 3 et 4 ,de manière que pour la vitesse particulière d'écoulement à laquelle on désire opérer , la vitesse d'écoulement du gaz à travers les différentes ouvertures de chaque conduit est approximativement la même .
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Dans la partie supérieure au récipient (qui n'est pas représentée) sont prévues la sortie usuelle pour le produit. de l'interaction, et l'entrée ainsi que la sortie de trop plein pour le solide en petites particules réparées .
En fonctionnement , un solide en petites particules séparées est introduit dans le récipient et forme un lit qui repo- se sur la base 1 du récipient et s'étend considérablement au-dessus du niveau des conduits d'entrée de gaz 3 et 4 . .Eu gaz est alors fourni aux conduits d'entrée de gaz 3 et 4 (à une pression tell e que l'on obtienne la vitesse désirée d'écoulement) , d'où il passe vers le bas dans le lit à travers les ouvertures d'introduction de gaz 5a, 5b, 6a et 6b . 0 Le gaz monte à travers le lit vers la région de basse pression à la sortie et, ce faisant , fluidifie la partié du lit se trouvant au-dessus du niveau des ouvertures d'introduction de gaz 5a, 5b, 6a et 6b.
Le récipient de réaction montré aux figures 3 et 4 des dessins diffère de celui représenté par les figures 1 et 2, en ce qu'il a une base carrée 1 et des parois latérales rectangulaires!.
2 , et en ce que la disposition des conduits d'entrée de gaz est .différente
Les conduits d'entrée de gaz sont disposés en deux jeux .
Le jeu inférieur est constitué de deux conduits droits ou recti- lignes parallèles , 3a et 3b , qui sont fermés à une extrémité et reliés à l'autre extrémité à un conduit d'alimentation commun 7.
De façon analogue , le jeu supérieur est constitué par deux con- duits droits ou rectilignes , parallèles, 4a et 4b , qui sont fermé s à une extrémité et reliés à l'autre extrémité à un conduit d'alimentation commun 8, et qui s'étendent immédiatement au- des- sus et perpendiculairement aux conduits inférieurs 3a et 3b
Les conduits inférieurs 3a et 3b comportent chacun trois ouvertures d'introduction de gaz dirigées verticalement vers le bas , 5a, 5b et 5c, et les conduits supérieurs 4a et 4b
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comportent chacun trois ouvertures d'introduction de gaz dirigées verticalement vers le bas , 6a , 6b et 6c. ..
La grandeur des ouver- tures est graduée (les ouvertures 5c et 6c étant les plus grandes et le: ouvertures 5'a et 6a étant les plus petites) à l'effet d'as- surer une compensation pour la chute de pression du gaz le long des conduits d'entrée .
Le récipient de réaction est employé de la même manière que celui montré par les figures 1 et 2 .
Le récipient de réaction montré aux figures 5 et 6 est plus grand que ceux représentés par les figures 1 à 4 , et il comporte une base 1 circulaire et une paroi latérale cylindrique 2 .Deux jeux de conduits d'entrée de gaz sont prévus , qui sont situés au même niveau ,
Un jeu de conduits d'entrée de gaz consiste en quatre conduits droits ou rectilignes parallèles 3a, 3b, 30,et 3d reliés à un conduit d'alimentation commun 7 , et l'autre '.jeu de conduits d'entrée de gaz consiste en trois conduits droits ou rectiligres parallèles , 4a, 4b et 4c, qui sont reliés à un conduit d'alimen- tation commun 8 et sont situés dans les espaces compris entre les conduits 3a, 3b, 3c et 3d de l'autre jeu
Chacun des conduits d'entrée de gaz 3a, 3b,
3c et 3d d'introduction comporte un certain nombre d'ouvertures/de gaz dirigées vertica- lement vers le bas , 5, et chacun des conduits d'entrée de gaz 4a, 4b et 4c comporte des ouvertures analogues 6 . .. La grandeur des ouvertures est graduée dans le sens de la longueur de chaque conduit afin de compenser la chute de pression du gaz le long du conduit
Le récipient de réaction est, employé de la même manière que ceux montrés aux figures 1 à 4 .
Dans certains procédés comme , par exemple , lorsque le gaz fluidifiant , ou l'un des gaz fluidifiants, est du chlore à haute température ;il est péces,3aire de prévoir des conduits d'entrée de gaz 'en réfractaire au lieu de conduits métalliques ,
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@ et de prévoir également un refroidissement à l'eau, pour les boites à garniture ou presse-étoupe à travers lasquels les conduits pénètrent dans le récipient . Tous les récipients de réaction mon- trés par les figures 1 à 6 peuvent être équipés de cette façon .
En référenc'e à la figure 7 des dessins , une dispo- sition ou forme de .boite à garniture ou presse-étoupe refroidi à l'eau comprend une chemise d'eau aumulaire externe 9 fixée au milieu d'une plaque circulaire 10 ayant une ouverture circulaire centrale dans laquelle un conduit d'entrée de gaz en réfractaire, 3, s'adapte à coulissement . la plaque 10 est fixée par dessus une ouverture 11 de la paroi 2 du récipient de réaction de toute manière convenable comme, par exemple, à l'aide de boulons (non figurés) .
Dans la chemise d'eau externe 9 est adapté un anneau en matière de garniture ou joint 12 qui entoure le conduit d'en- trée de gaz et dont une extrémité porte contre la plaque 10 .
L'autre extrémité de. l'anneau de garniture 12 porte contre le côté interne de la partie terminale , étendue vers l'extérieur , d'une chemise d'eau interne 13, laquelle partie terminale s'adapte à coulissement dans la chemise d'eau externe 9 . Contre le côté externe de la partie terminale de la chemise d'eau interne 13 vient porter un second anneau de matière de garniture ou joint, 14, qui est maintenu sous compression par un manchon 15 s'adaptant à coulissement sur la seconde chemise d'eau 13, et fileté exté- rieurement en vue de son engagement avec un filetage interne formé dans la chemise d'eau externe 9 @
Le plus interne des deux manchons qui forment la chemise d'eau interne 13 se prolonge et forme saillie au delà du manchon externe (la partie saillante étant indiquée par la référence 16)
et a une extrémité fermée 17.Près de l'extrémité 17, la partie de manchon saillante 16 est munie d'une ouverture à laquelle aboutit un conduit d'alimentation de gaz 18 .
Le conduit d'entrée de gaz en réfractaire, 3 , ne
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s'étend que sur une courte distance dans la chemise d'eau interne, 13, et porte contre un manchon en réfractaire, libre, 19, qui s'étend jusqu'à l'extrémité 17 de la partie de manchon saillante 16, et comporte une ouverture coïncident avec l'embouchure du conduit d'alimentation de gaz 18
En dévissant le manchon fileté 15 de la chemise d'eau externe 9 , les anneaux de garniture 12 et 14, et la chemise d'eau interne 13 peuvent être enlevés Ceci procure l'accès à l'extrémité du conduit d'entrée de gaz en réfractaire , 3, qui peut alors être retiré axialement .
Si on le désirait , la base 1 de l'un quelconque des récipients de réaction montrés aux figures 1 à 6 peut être pourvue de perforations pour l'admission de gaz fluidifiant addi- tionnel .
Bien que les ouvertures d'introduction de gaz 5 et 6 aient été représentées comme graduées en grandeur, elle pour- raient, pour chacun des récipients de réaction montrés par les figures 1 à 6, être de même âimension Il est dans ce cas néces- saire , pour obtenir la même vitesse d'écoulement de gaz à tra- vers chaque ouverture d'introduction , que la chute de press ion dans l'ouverture soit du même ordre de grandeur que la chute de pression à travers le lit fluidifié
REVENDICATIONS
1.- Une méthode pour exécuter un procédé impliquant une interaction entre un gaz et un solide en petites particules séparées dans des conditions fluidifiées, dans laquelle un gaz fluidifiant est introduit dans le solide en petites particules sé- parées par un ou plusieurs conduits d'entrée de gaz , sensiblement horizontaux,
dont les ouvertures d'introduction de gaz sont diri- gées vers le bas .