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FOUR.
L'invention est relative à un four convenant notamment pour la dissociation de matières pouvant donner des produits gazeux tels que par exemple le carbonate de magnésium , le carbonate de calcium , charbon et analogue .
Suivant l'invention la capacité intérieure du four est soumise à une surpression momentanée par rapport à l'atmosphère avant de commencer les opérations de dissociation dans le but de chasser l'air contenu dans le four ,
L'invention prévoit également que la sole sur laquelle est amenée la matière à dissocier est chauffée directement par les gaz d'un foyer et indirectement par un fluide chauffant , surchauffé lui-même par les gaz susdits.
L'invention prévoit également que , suivant la nature des matières à dissocier , la dite matière a sur la sole du four un mouvement continu ou alternatif.
Les dessins annexés indiquent à titre d'exemple non limitatif deux modes d'exécution de l'invention . Celle-ci s'étend aux diverses particularités originales que comportent lesdispositions représentées.
La fig.l est une vue en coupe et schématique du four
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suivant l'invention .
La fig.2 est une vue en perspective de la sole et du dispositif véhiculant la matière à dissocier .
La fig.3 est une vue en perspective avec brisure par- tielle de la sole susdite .
La fig.4 est une vue en plan d'une des pa,rticularités de il invention
La fig. 5 est une vue agrandie de la trémie d'alimen- tation .
La fig.6 est une variante de la fig.l .
La fig.7 est une vue en coupe de la sole de la variante .
Suivant la fig.l la matière à dissocier est amenée dans le four par une trémie d'alimentation 2a à fermeture autoclave et terminée à sa partie inférieure par un sas 2b , la matière est ainsi amenée sur la sole 2c fixe constituée en acier ou en matériau bon conducteur de la chaleur . La matière est véhiculée sur la dite sole par un moyen approprié, par exemple une chaîne à raclettes 2d.
Lorsque la matière est arrivée au bout de la sole elle tombe dans la trémie de détournement 2f.
Le fluide chauffant qui peut être selon le cas soit un gaz inerte ou actif ou de la vapeur surchauffée et qui est destiné à assurer l'enlèvement des produits gazeux résul- tant de la dissociation est amené d'une source quelconque par un conduit 2g dans le four ; cette vapeur chemine dans le serpentin 2h disposé dans la trémie de défournement .
Cette vapeur en circulant dans la dite trémie s'échauffe au contact des matières dissociées . La vapeur passe ensuite du serpentin susdit par le conduit 2i dans le foyer propre-
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ment dit du four . Ce foyer est constitué par des brûleurs ou par desrampes à gaz tels que 2r et représentés à la fig.4 .
Ces brûleurs chauffent directement la sole 2c et indirectement surchauffent également la vapeur qui est amenée par le conduit 2i et qui serpente au dessus des susdits brûleurs dans des conduits 8 de direction perpendiculaire à celle des rangées de brûleurs . Cette vapeur surchauffée continue son chemin par les tuyaux 3 disposés latéralement par rapport à la sole fixe .
La vapeur sortant des conduits 3 traverse de part an part la sole fixe 2c par des conduits tels que 2 ménagés dans l'épaisseur même de la dite sole . A l'aplomb de chacun ces conduits tels que 2 sont disposées des ouvertures telles que 4 par lesquelles la vapeur passe pour arriver au contact de la matière qui est alimentée sur la sole .
Les produits résultant de la dissociation de cette matière sous l'effet de la haute température qui lui est appliquée par la sole 2c qui est chauffée comme on l'a vu précédemment sont enlevés par la vapeur passant par les trous 4.
L'évacuation des produits de la distillation de la matière traitée s'effectue par le conduit 13 à l'extrémité auquel est réalisée une légère dépression , ce conduit pouvant posséder plusieurs branches de façon à permettre une séparation des produits de la distillation ainsi qu'il sera indiqué ci-après .
Il est à remarquer que les gaz brûlés dans le foyer proprement dit sont éliminés par un conduit 10 qui serpente à l'intérieur de la trémie d'alimentation du four et par consé- quent cède ses calories à la dite matière alimentée pour finalement déboucher à l'atmosphère par un conduit 12.
En outre lorsqu'on opère la dissociation de certaines
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matières tellesque par exemple du carbonate de magnésium et que l'on a en vue la récupération de l'anhydride carbo- nique pur , c'est-à-dire sans mélange avec l'azote , il est nécessaire d'opérer comme suit :
Lorsque l'on introduit par la trémie d'alimentation une certaine quantité de matière à dissocier , il est évident que de l'air est introduit avec matière .
Pour éviter que cet air qui renferme par conséquent de l'azote ne se mélange avec l'anhydride carbonique provenant de la dissociation du carbonate de magnésium , on injecte avant de faire marcher le four et par un tuyau 11 muni d'un robinet , de la vapeur surchauffée dans la capacité inté- rieure du four Cette vapeur surchauffée expulse par les conduits 18, 19 et 20 l'air qui aurait pénétré dans le four lors du chargement de celui-ci .
Quand on constate que l'air est éliminé les conduits tels que précédemment signalés sont tenues et on peut alors mettre le four en marche .
Si on a en vue d'épuiser la matière traitée en une seule opération , la chaine à raclettes 2d est animée d'un mouvement continu de façon à faire parcourir la sole à la matière à traiter avec une vitesse constante requise
Si d'autre part on a en vue de réaliser une disso- ciation fractionnée , on commence par charger la sole par un mouvement continu de la chaine à raclettes , puis cette chaine est animée d'un mouvement de va et vient de façon à, assurer un bon brassage de la matière en réglant l'inten- sité des brûleurs de façon à réaliser la chaleur requise pour l'enlèvement d'un des constituants de la matière traitée ;
on pourra ensuite augmenter la température de
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façon à enlever un autre constituant et l'envoyer par une des tubulures 14 ou 15 vers un réservoir approprié et ainsi de suite jusqu'à épuisement complet .
Il a été dit précédemment que le fluide destiné à enlever les produits gazeux résultant de la dissociation pouvait être actif vis à vis d'un ou de plusieurs des produits de la dissociation . Ainsi si le susdit fluide est de l'hydro- gène et que l'on dissocie par exemple du carbonate de magnésium, l'anhydride carbonique libéré se mélange avec l'hydrogène , et en envoyant le mélange précité sur un catalyseur au nickel par exemple , il se produit du méthane , l'hydrogène en excès retournant dans le cycle .
Dans ce cas le travail sous pression pourra être envisagé avantageusement.
On peut constater que grâce à la constitution de ce four on peut réaliser dans des conditions spécialement économiques la dissociation de matière même très mauvaise conductrice de la chaleur et en réaction réversible et cela entre des faibles limites de température grâce aux caractéristiques suivantes : 1 Un brassage énergique de la matière relativement à l'épaisseur de la couche de matière alimentée et cela du fait de l'état de mobilité continue où cette matière est maintenue d'une part , par l'effet des raclettes et , d'autre part par celui des jets de fluide chaud , par exemple vapeur surchauffée ou gaz inerte, envoyés dans la masse à traiter à travers las trous de la sole qui la supporte .
2 Enlèvement immédiat des produits de la dissociation par le fluide chauffant ce qui réduit la durée de contact au minimun.
3 Facilité de séparation des produits de la dissociation soit entre eux , soit avec le fluide chauffant,
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4 Possibilité de fractionner la dissociation de manière à réaliser la séparation des produits volatiles à des tempé- ratures différentes ce qui permet de supprimer une opéra- tion supplémentaire et ultérieure de distillation fractionnée, 5 f Alimentation discontinue ou continue .
6 Récupération des chaleurs inutilisées directement pour la dissociation et provenant tant du foyer que du fluide chauffant et de la matière traitée .
7 Consommation de combustible réduite au minimum ainsi que lesfrais de main d'oeuvre et de surveillance .
8 Possibilité avec un saul et même fluide entrant dans le four de réaliser les fins ci-après : a) chasser l'air hors du four en créant dans celui-ci une surpression ; b) créer une ambiance gazeuse permettant sur les lois de Dalton et de Morlay d'abaisser la température de dissociation; c) régler la température intérieure du four ; d) véhiculer hors du four les produits résultant de la dissociation ; e) créer une dépression dans le four pendant sa marche ; f) créer par sa condensation si le fluide est ae la vapeur surchauffée une dépression dans la four pendant sa marche.
Il est à remarquer également que s'il s'agit d'enlever des produits gazeux à la température ambiante ou se con- densant à cette température mais de densité suffisamment différente de l'eau , il sera utile et avantageux d'utiliser de la vapeur surchauffée comme liquide chauffant. L'envoi du mélange sortant du four vers un condenseur permettra une séparation des produits gazeux et liquide , cette séparation étant réalisée soit par décantation , par centri-
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fugation ou par tout autre moyen approprié .
De plus des plaques telles que 2p disposées au dessus de la sole 2c et en dessous des brûleurs 2r limitent au strict nécessaire la zone du foyer et celle où s'opère la dissociation de manière à réduire de cette façon les calories nécessaires
Suivant la fig.6 qui est une variante de la fig.1 la matière à dissocier est amenée par une trémie d'alimentation 2a terminée inférieurement par un sas 2b sur une sole perforée 2c garnie de tales 3a et animée d'un mouvement de rotation suivant la flèche approprié à la matière à traiter sur cette sole .
La matière est dissociée comme dans la fig.1 et après un certain parcours sur cette sole ella tombe dans la trémie de détournement 2f munie éventuellement d'un sas
Suivant la fig.7 le fluide chauffant qui est destiné à réaliser la dissociation de la matière est amené par un des tourillons 3a du tambour ou sole mobile et circule à l'in- térieur du dit tambour en série ou en parallèle dans un ser- pentin 3c dont les éléments sont disposés tres près des parois du tambour
La vapeur surchauffée ou le gaz inerte destiné à enlever les produits de la dissociation est amené également par un système approprié , par exemple boite à bourrage , dans les conduits tels que 3d et distribué de là dans l'épaisseur des parois .
Cette vapeur débouche par des conduits tels que 4 pour venir en contact de la matière alimentée sur la sole .
La vapeur surchauffée entraine les gaz résultant de la dissociation par le conduit 13 et en outra cette vapeur surchauffée établit dans la capacité intérieure du four une légère surpression qui s'oppose à toute rentrée éventuelle d'air
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Des indicateurs de pression et de température et analogue tels que 21 et 22 sont disposés dans des endroits appropriés du four .
REVENDICATIONS.
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OVEN.
The invention relates to a furnace suitable in particular for the dissociation of materials capable of giving gaseous products such as, for example, magnesium carbonate, calcium carbonate, coal and the like.
According to the invention, the internal capacity of the furnace is subjected to a momentary overpressure with respect to the atmosphere before starting the dissociation operations in order to expel the air contained in the furnace,
The invention also provides that the sole onto which the material to be dissociated is brought is heated directly by the gases of a furnace and indirectly by a heating fluid, itself superheated by the aforementioned gases.
The invention also provides that, depending on the nature of the materials to be dissociated, said material has a continuous or reciprocating movement on the bottom of the oven.
The accompanying drawings show, by way of non-limiting example, two embodiments of the invention. This extends to the various original peculiarities included in the provisions represented.
Fig.l is a sectional and schematic view of the oven
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according to the invention.
FIG. 2 is a perspective view of the sole and of the device conveying the material to be dissociated.
Fig. 3 is a perspective view with part broken away of the aforementioned sole.
Fig. 4 is a plan view of one of the peculiarities of the invention
Fig. 5 is an enlarged view of the feed hopper.
Fig.6 is a variant of fig.l.
Fig.7 is a sectional view of the sole of the variant.
According to fig.l the material to be dissociated is brought into the oven by a feed hopper 2a with autoclave closure and terminated at its lower part by an airlock 2b, the material is thus brought to the fixed sole 2c made of steel or good heat conductor material. The material is conveyed onto said sole by suitable means, for example a 2d scraper chain.
When the material has arrived at the end of the hearth it falls into the bypass hopper 2f.
The heating fluid which may be either an inert or active gas or superheated steam, as the case may be, and which is intended to ensure the removal of the gaseous products resulting from the dissociation, is brought from any source through a pipe 2g in the oven ; this vapor travels through the 2 hour coil placed in the discharge hopper.
This vapor circulating in said hopper heats up on contact with the dissociated materials. The steam then passes from the aforementioned coil through duct 2i into the clean hearth.
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ment said of the oven. This fireplace is formed by burners or by gas ramps such as 2r and shown in fig. 4.
These burners directly heat the sole 2c and indirectly also overheat the steam which is supplied by the duct 2i and which winds above the aforesaid burners in ducts 8 in a direction perpendicular to that of the rows of burners. This superheated steam continues its way through the pipes 3 arranged laterally with respect to the fixed sole.
The steam leaving the conduits 3 passes through the fixed sole 2c on either side by conduits such as 2 formed in the thickness of said sole. Plumb with each of these conduits such as 2 are arranged openings such as 4 through which the steam passes to come into contact with the material which is supplied to the hearth.
The products resulting from the dissociation of this material under the effect of the high temperature which is applied to it by the sole 2c which is heated as we have seen previously are removed by the steam passing through the holes 4.
The evacuation of the products of the distillation of the treated material is effected through the pipe 13 at the end of which a slight depression is produced, this pipe possibly having several branches so as to allow separation of the products of the distillation as well as it will be indicated below.
It should be noted that the gases burnt in the hearth proper are eliminated by a duct 10 which winds inside the feed hopper of the furnace and consequently gives up its calories to said material fed to finally lead to the atmosphere through a conduit 12.
In addition, when the dissociation of certain
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materials such as, for example, magnesium carbonate and which is intended to recover pure carbon dioxide, that is to say without mixing with nitrogen, it is necessary to operate as follows:
When a certain quantity of material to be dissociated is introduced through the feed hopper, it is evident that air is introduced with material.
To prevent this air, which consequently contains nitrogen, from mixing with the carbon dioxide resulting from the dissociation of the magnesium carbonate, before starting the furnace and through a pipe 11 fitted with a tap, is injected the superheated steam in the interior capacity of the oven This superheated steam expels through the ducts 18, 19 and 20 the air which would have entered the oven during the loading thereof.
When it is observed that the air is eliminated, the ducts as previously indicated are held and the oven can then be started.
If the aim is to exhaust the material treated in a single operation, the scraper chain 2d is driven in a continuous movement so as to make the sole to the material to be treated travel with a constant speed required.
If, on the other hand, we have in order to carry out a fractional dissociation, we start by loading the sole by a continuous movement of the scraper chain, then this chain is animated by a back and forth movement so as to, ensure good mixing of the material by adjusting the intensity of the burners so as to produce the heat required for the removal of one of the constituents of the material treated;
we can then increase the temperature
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so as to remove another component and send it through one of the tubes 14 or 15 to an appropriate reservoir and so on until complete exhaustion.
It has been said previously that the fluid intended to remove the gaseous products resulting from the dissociation could be active with respect to one or more of the products of the dissociation. Thus if the aforesaid fluid is hydrogen and that one dissociates for example magnesium carbonate, the released carbon dioxide mixes with the hydrogen, and by sending the aforementioned mixture on a nickel catalyst for example , methane is produced, with excess hydrogen returning to the cycle.
In this case, work under pressure can be advantageously considered.
It can be seen that, thanks to the construction of this furnace, it is possible to dissociate material, even a very poor conductor of heat and in a reversible reaction, under especially economical conditions, and that between low temperature limits thanks to the following characteristics: 1 Stirring energetic of the material relative to the thickness of the layer of material fed and this due to the state of continuous mobility in which this material is maintained on the one hand, by the effect of the scrapers and, on the other hand by that jets of hot fluid, for example superheated steam or inert gas, sent into the mass to be treated through the holes in the sole which supports it.
2 Immediate removal of the dissociation products by the heating fluid which reduces the contact time to a minimum.
3 Ease of separation of the dissociation products either with each other or with the heating fluid,
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4 Possibility of fractionating the dissociation so as to carry out the separation of the volatile products at different temperatures which makes it possible to eliminate an additional and subsequent operation of fractional distillation. 5 f Batch or continuous feed.
6 Recovery of heat not used directly for the dissociation and coming both from the hearth and from the heating fluid and the treated material.
7 Minimal fuel consumption as well as labor and monitoring costs.
8 Possibility with a saul and even fluid entering the furnace to achieve the following purposes: a) expel the air out of the furnace by creating an overpressure therein; b) create a gaseous atmosphere allowing on the laws of Dalton and Morlay to lower the temperature of dissociation; c) adjust the interior temperature of the oven; d) convey the products resulting from the dissociation out of the oven; e) create a depression in the oven during its operation; f) create by its condensation if the fluid is ae the superheated steam a depression in the furnace during its operation.
It should also be noted that if it is a question of removing gaseous products at room temperature or condensing at this temperature but of sufficiently different density from water, it will be useful and advantageous to use superheated steam as a heating liquid. Sending the mixture leaving the furnace to a condenser will allow separation of the gaseous and liquid products, this separation being carried out either by settling or by centering.
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fugation or by any other appropriate means.
In addition, plates such as 2p arranged above the sole 2c and below the burners 2r limit the zone of the hearth and that where the dissociation takes place to what is strictly necessary, so as to reduce the necessary calories in this way.
According to fig. 6 which is a variant of fig. 1, the material to be dissociated is brought by a feed hopper 2a terminated at the bottom by an airlock 2b on a perforated sole 2c furnished with tales 3a and driven by a rotary movement according to the arrow appropriate to the material to be treated on this sole.
The material is dissociated as in fig. 1 and after a certain journey on this sole it falls into the diversion hopper 2f possibly fitted with an airlock
According to FIG. 7, the heating fluid which is intended to effect the dissociation of the material is supplied by one of the journals 3a of the drum or mobile sole and circulates inside said drum in series or in parallel in a ser- pentin 3c whose elements are placed very close to the walls of the drum
The superheated steam or the inert gas intended to remove the products of the dissociation is also brought by a suitable system, for example a stuffing box, into the conduits such as 3d and distributed from there in the thickness of the walls.
This steam emerges through conduits such as 4 to come into contact with the material supplied to the sole.
The superheated steam entrains the gases resulting from the dissociation through the duct 13 and in addition this superheated steam establishes in the interior capacity of the oven a slight overpressure which opposes any possible re-entry of air.
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Pressure and temperature indicators and the like such as 21 and 22 are arranged in suitable places in the oven.
CLAIMS.