CH368308A - Installation pour l'évaporation en continu d'une matière solide, finement divisée - Google Patents

Description

  
 



  Installation pour   l'évaporation    en continu d'une matière solide, finement divisée
   ll    est connu de traiter à température élevée des matières solides finement divisées afin de provoquer des dégagements de gaz ou de vapeurs en laissant dans certains cas un résidu solide, mais en l'absence de toute phase liquide.



   Ces traitements d'évaporation englobent des opérations au cours desquelles peuvent se produire, ou bien une sublimation du matériau solide, ou une vaporisation d'un liquide inclus dans la matière solide ou une décomposition d'un matériau solide avec production d'un produit solide et d'un produit gazeux ou enfin, une réaction entre deux matériaux solides différents intimement mélangés, cette réaction entraînant la production d'un produit solide et d'un produit gazeux. Plusieurs de ces opérations peuvent aussi se rencontrer simultanément.



   Toutefois, les applications dans lesquelles il se produit, une décomposition du matériau solide avec production d'un produit solide et d'un produit gazeux sont les plus fréquentes. Les deux corps résultant de la décomposition doivent alors tre évacués séparément.



   On sait que pour effectuer de tels traitements sur une échelle industrielle, il est nécessaire de disposer d'installations fonctionnant de façon continue tout en étant capables de fournir un débit horaire important. Les conditions à remplir pour cela, sont que la surface d'évaporation soit aussi grande que possibIe et chauffée de façon uniforme. Ces diverses exigences entraînent des difficultés de réalisation très importantes tout particulièrement lorsque les matières solides à traiter sont à l'état finement divisé et doivent pouvoir circuler dans l'installation sans tre entraînées par le courant gazeux de dégagement.



   La présente invention a pour objet une installation pour l'évaporation en continu d'une matière solide finement divisée comprenant une gaine délimitant un canal d'évacuation des gaz et ayant des parois à claire-voie qui présentent des ouvertures superposées sur les bords desquelles ladite matière solide contenue à l'extérieur de la gaine peut s'étaler par gravité. Cette installation comprend en outre, des moyens de chauffage capables d'amener à sa température d'évaporation la matière solide située au voisinage desdites ouvertures.



   Des installations de ce type déjà connues ont été mises au point et remplissent les conditions citées plus haut.



   Toutefois, dans ces installations connues, le chauffage se fait uniquement par rayonnement à partir d'éléments chauffants placés dans l'axe de la gaine. Or, cette disposition ne permet pas de munir l'installation de moyens de chauffage suffisamment efficaces et rapides pour pouvoir satisfaire à toutes les exigences de la pratique.



   Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. L'installation selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens de chauffage font corps au moins en partie avec des éléments desdites parois et sont à mme de les chauffer par conductibilité, la matière solide en contact avec Iesdits éléments de parois étant portée à sa température d'évaporation au moins en partie par conducti  bilité.   



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'installation selon l'invention.



   Les fig. 1 et 2 représentent en élévation deux coupes à 900 l'une de l'autre, d'une première forme d'exécution, de forme parallélépipédique ne comportant qu'un seul élément.



   Les fig. 3 et 4 représentent en élévation deux coupes, à 900 l'une de l'autre, d'une deuxième forme d'exécution assez similaire à celle des fig. 1 et 2.  



   La fig. 5 représente, en coupe horizontale, une troisième forme d'exécution, de forme   parallélépipé-    dique à éléments multiples chauffés par conductibilité et rayonnement, également représentée à la fig. 6 en élévation et coupe selon A-A de la fig. 5, et à la fig. 7 en élévation et coupe, selon B-B de la fig. 6.



   Sur les fig. 1 et 2: un caisson parallélépipédique 1 est construit en un matériau réfractaire à toute attaque par la matière à traiter ou les produits volatils libérés au cours du traitement, peu ou très faiblement conducteur de l'électricité ; 2 et 2' sont deux séries de barres en forme de plateaux rectangulaires, disposées parallèlement formant deux murs à clairevoie, prenant appui par leurs extrémités latérales sur le caisson 1, lesdits plateaux sont construits en un matériau conducteur de l'électricité, en graphite par exemple; 3 est une zone dont l'épaisseur est de l'ordre de 2 à 30 cm.

   Elle est remplie de matière solide à traiter, introduite par un dispositif 4,   4' simple    ou multiple, de chargement en matière solide à traiter, et maintenue entre le caisson 1 et les séries de plateaux 2-2', dimensionnés et disposés de telle sorte qu'ils puissent contenir les talus d'éboulement de la matière solide traitée; 5 est une embase en matériau électriquement conducteur, commune aux séries de plateaux 2-2',   6-6' et    7 sont les amenées de courant électrique, reliant un transformateur monophasé à prises multiples, non représenté sur la fig. 1, aux séries de plateaux 2-2' qui constituent ainsi un circuit électriquement résistant, dans lequel est dissipée, par effet Joule, l'énergie nécessaire à l'évaporation de la matière solide traitée;

   8 est la gaine centrale vide par laquelle se dégagent les produits volatils, gaz ou vapeurs produits au cours de l'évaporation; 9 est une canalisation reliant ladite gaine à un condenseur, non représenté sur la figure; 10 est un garnissage calorifique entourant le caisson 1; 11 est une paroi rigide métallique, formant châssis.



   Sur les fig. 3 et 4: 21 est un caisson parallélépipédique, construit en un matériau réfractaire et étanche; 22-22' sont deux séries de plateaux rectangulaires, disposés parallèlement, formant deux murs à claire-voie, prenant appui par leurs extrémités latérales sur le caisson 21, lesdits plateaux sont construits en un matériau réfractaire, approprié aux conditions de marche de l'installation; 23 est une zone remplie de matière solide à traiter, introduite par 24-24' et maintenue entre le caisson 21 et les séries de plateaux 22-22', dimensionnés et disposés de telle sorte qu'ils puissent contenir les talus d'éboulement de la matière solide traitée;

   26 - 26' et 27 sont des éléments chauffants, logés dans lesdites séries de plateaux quoique sans contact électrique avec lesdits plateaux, de sorte que l'énergie nécessaire à l'évaporation de la matière solide traitée est formée par lesdits éléments chauffants et dissipée, par conductibilité thermique, par des plateaux; 28 est une gaine centrale vide par laquelle se dégagent les produits volatils, gaz et vapeurs produits au cours de l'évaporation; 29 est une canalisation reliant ladite gaine à un   condenseur, non représenté sur la figure ; 30 est un    garnissage calorifique entourant le caisson 21; 31 est une paroi rigide métallique formant châssis.



   Sur les fig. 5, 6 et 7 : 41 est un caisson parallélépipédique, construit en un matériau réfractaire approprié aux conditions de marche de l'installation; 42 et 45 sont des séries de plateaux rectangulaires, disposées parallèlement, formant deux gaines principales, éléments d'évaporation, en murs du type claire-voie; 43 est une zone remplie de matière solide à traiter, introduite par un dispositif de chargement non représenté et maintenue entre le caisson 41 et les séries de plateaux 42 et 45 ; 46 et 47 sont des carneaux, étanches aux produits volatils formés, contigus et étroitement scellés aux séries de plateaux et renfermant des éléments chauffants, lesdits plateaux étant ainsi chauffés par conductibilité directe des carneaux autour desquels ils constituent des ailettes de distribution de chaleur pour la matière solide traitée;

   48 sont des gaines vides par lesquelles se dégagent les produits volatils, gaz et vapeurs produits au cours de l'évaporation; 50 est un garnissage calorifique entourant le caisson 41 ; 51 est une paroi rigide métallique, formant châssis.



   Les éléments chauffants représentés sur les figures, sont des résistances électriques ; il est entendu cependant, que d'autres moyens de chauffage peuvent aussi tre utilisés, bien que, toutefois, celui qui a été décrit soit utilisé le plus couramment, tout particulièrement pour l'obtention de températures élevées. Dans une variante de l'installation décrite cidessus, la paroi 1 formant caisson, étanche aux produits volatils dégagés et limitant extérieurement la zone 3 où se trouve la matière solide traitée, est formée in situ à partir de ladite matière, stratifiée et/ou frittée par imprégnation, plus ou moins importante, par ses propres produits d'évaporation, se déposant et solidifiant, à son contact mme, à une distance suffisamment éloignée de la zone chauffante pour se trouver à une température inférieure à celle d'évaporation de ladite matière.



   En outre, les plateaux formant les parois à clairevoie de la ou des gaines dans les installations décrites pourraient tre remplacés par un empilage de petits tubes creux, de faible section, formant ruche.



   Les installations décrites sont complétées par des appareillages de mesure ou de contrôle de température et de pression (non représentés). Le cas échéant, elles peuvent aussi comprendre un dispositif simple ou multiple, d'évacuation des résidus solides pouvant résulter de l'opération d'évaporation.



   Elles permettent aisément de porter diverses zones d'évaporation à des températures distinctes. Ainsi, une zone supérieure peut tre maintenue à une température différente d'une zone moyenne, elle-mme maintenue à une température différente d'une zone inférieure; il suffit, pour cela, de prévoir des éléments chauffants adéquats. On peut donc ainsi traiter soit des matières solides hétérogènes dont les composants sont soumis successivement à des températures  différentes, soit une matière solide homogène qui sera, par exemple, successivement portée à des paliers de température divers.



   Dans les installations décrites plus haut, le taux de transmission de chaleur, est élevé du fait que la ou les zones chauffantes sont étroitement voisines de la surface d'évaporation de la matière solide traitée. Comme le chauffage de ladite matière est directement fourni par conductibilité thermique ou par conductibilité et rayonnement thermique, la surchauffe de la ou desdites zones chauffantes, par rapport à la température d'évaporation de ladite matière, est minimum, toute surchauffe au contact mme de ladite matière est supprimée.



   Les installations décrites ont un grand débit horaire de production, car la surface d'évaporation est très importante et la matière solide traitée est continuellement renouvelée, au fur et à mesure de sa disparition partielle ou totale. Les produits volatils formés sont immédiatement séparés de la matière solide traitée, sans avoir à traverser la masse de ladite matière lors de leur dégagement de sorte que tout entraînement de matière solide par les gaz ou vapeurs, produits au cours de ladite évaporation, est complètement évité.



   Les installations décrites peuvent tre utilisées, entre autres, pour l'obtention de métaux par décomposition sous vide de leurs carbures ou nitrures.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation pour l'évaporation en continu d'une matière solide finement divisée, comprenant une gaine délimitant un canal d'évacuation des gaz et ayant des parois à claire-voie qui présentent des ouvertures superposées sur les bords desquelles ladite matière solide contenue à l'extérieur de la gaine peut s'étaler par gravité, installation comprenant en outre, des moyens de chauffage capables d'amener à sa température d'évaporation la matière solide située au voisinage desdites ouvertures, caractérisée en ce que ces moyens de chauffage font corps au moins en partie avec des éléments desdites parois et sont à mme de les chauffer par conductibilité, la matière solide en contact avec lesdits éléments de parois étant portée à sa température d'évaporation au moins en partie par conductibilité.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation selon la revendication, caractérisée en ce que lesdites parois sont formées par des empilements de barres horizontales de section rectangulaire et de différentes longueurs.

   2. Installation selon la sous-revendication 1, ca ractérisée en ce qu'au moins une partie de ces barres sont en graphite et sont reliées aux deux pôles d'une source de courant, ces barres constituant lesdits moyens de chauffage.

   3. Installation selon la revendication, caractérisée en ce que lesdits moyens de chauffage sont constitués par des corps de chauffe électriques allongés noyés dans lesdites parois.

   4. Installation selon la revendication, dans laquelle lesdits moyens de chauffage sont constitués par des corps de chauffe électriques, caractérisée en ce que ces corps de chauffe sont logés à l'intérieur de ladite gaine, en contact avec lesdites parois.

   5. Installation selon la revendication, dont la gaine est entourée par une paroi extérieure limitant une zone contenant de la matière solide destinée à tre traitée, caractérisée en ce que ladite paroi extérieure est constituée de ladite matière, cette dernière étant frittée in situ par condensation des produits volatils formés par une évaporation de ladite matière au voisinage de la gaine se condensant et se solidifiant au contact de ladite matière dans une zone de température inférieure à celle d'évaporation et les portions de ladite matière finement divisée situées à l'extérieur de ladite paroi formant un garnissage calorifique entourant cette paroi extérieure.