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BREVET D'INVENTION.
"PROCEDE et APPAREIL pour la CONDENSATION, l'EVAPORATION la COMBINAISON et toutes autres OPERATIONS PHYSICO-CHIMIQUES entre GAZ et LIQUIDES"
La condensation de l'acide chlorhydrique était obtenue jusqu'à ce jour, dans des touries spéciales ou autres appareils similaires en grès, où les gaz venaient simplement effleurer une nappe de liquide, forcément de surface très réduite, si bien qu'il fallait un très grand nombre de ces touries pour permettre un contact de durée suffisante entre les gaz et les liquides et obtenir la condensation ou l'absorption attendues.
La présente invention a pour but de provoquer une condensation rapide et rationnelle dans un petit nombre de récipients spéciaux, où les gaz sont en contact direct, et au besoin sous friction énergique, avec une très grande superficie de grès ou autres matières, recouverte
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d'une pellicule de liquide constamment renouvelée, et elle s'applique à toutes condensations, évaporations, satura.- tiona ou autres opérations du même ordre.
L'invention sera décrite plus en détail en se référant aux dessins annexés où l'on voit :
Figure 1 une coupe longitudinale de l'appareil.
Figure 2 une vue en bout.
Figure 3 une coupe suivant 1-2 de la figure 1.
Figure 4 une coupe suivant 3-4 de la figure 1.
L'appareil utilisé a de préférence une forme cylin drique horizontale (elle peut être au besoin penchée ou verticale); il peut être en une pièce ou mieux en deux pièces maintenues par un joint étanche Q.
La partie supérieure C est formée d'une série de cellules ou compartimenta parallèles J, un peu comme dans une pompe multicellulaire, avec au centre un passage pour les gaz, entrant en B et sortant en K.
La partie inférieure est, soit entièrement vide, soit aménagée avec des compartiments L cornue la partie supérieure, avec éventuellement des communications inté- rieures P. Elle est remplie de liquide arrivant au-dessous de l'axe du cylindre formé lorsque le joint étanche Q est réalisé entre les deux parties,
Au centre et dans l'axe de l'appareil est situé un arbre horizontal A qui le traverse de part en part. Sur cet arbre sont fixée une série de disques verticaux M, ayant de préférence leur surface striée, venant se loger exactement et respectivement au centre et dans l'axe de chaque cellule correspondante de la partie supérieure, le .nombre des cellules ou compartiments n'étant pas limité.
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Dans certains cas l'arbre et les disques peu- vent être creux comme en Pour laisser passer des gaz ou liquides refroidisseurs ou réchauffeurs des masses à traiter.
Il est évident qu'avec une telle disposition les gaz entrant par une extrémité de l'appareil, devront pour sortir à l'extrémité opposée, suivre un parcours en ligne brisée (indiqué par les flèches) et créé par chacun des disques situés au centre de chacune des cellu- les, d'où obtention d'une surface de contact humide, très importante, où les dits gaz peuvent être soumis à une très forte friction si l'espace libre entre les parois striées ou non des disques et les parois intérieures des cellules, est très restreint.
Les extrémités de l'arbre supportant les disques, peuvent ne pas ortir du condenseur et dans ce cas reposer, comme en D, sur des coussinets fabriqués avec une matière résistant à l'action de l'acide chlo- rhydrique, celui-ci pouvant au besoin servir de lubré- fiant.
Dans ce cas dans la dernière cellule, plus grande, le disque N est formé d'une espèce de roue à auges ou poches, qui reçoit dans le haut, le liquide prove- nant du condenseur précédent, placé un peu plus haut, si bien que le poids du liquide qui s'accumule dans les poches provoque un lent mouvement de rotation de l'arbre et des disques striés ou non, qui plongent dans le liquide et sont constamment recouverts de ce fait, d'une fine pellicule liquide, toujours renouvelée, avec long cohtact intime et rationnel au besoin avec friction énergique, avec les gaz à condenser ou à absorber.
Si on dsire une certaine vitesse de rotation
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de 2'arbre et des disques, on peut disposer sur chaque condenseur une pompe ou un dispositif quelconque qui aspire les liquidée par les robinets H dans le bas de chaque réci- pient et les refoule dans le haut en 0, comme en circuit fermé, pour obtenir une alimentation plus active de la roue à auges et par suite une plus grande vitesse.
Si on le préfère l'arbre.qui peut ne pas être exactement dans l'axe, traverse la condenseur de part en part, avec coussinets extérieurs et dans ce cas il est en+ trainé mécaniquement par l'accouplement G, au besoin avec plus grande vitesse pour créer une intense pulvarisation, les disques pouvant dans ce cas être remplacés avantageuse-
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ment 1 (:OY1WJe en E/nar de petites rouee à aup;ee, palet tes, tur- bines ou tous dispositifs qui pulvérisent le liquide à traiter dans chaque cellule correspondante. Naturellement dans ce cas des garnitures convenables assurent l'étanchéi- té.
Tans ces conditions la. grande roue motrice N avec poches est inutile et elle est remplacée par un disque ordinaire*
La partie supérieure du condenseur peut comporter des ailettes de façon à forcer éventuellement réfrigérant, les parois extérieures des cellules baignant ainsi dans l'eau froids, le cas contraire étant possible avec liqui dee bouillants s'il s'agit de concentrer une solution ou un acide quelconque.
Un agencement convenable peut créer une circulation continue du fluide refroidissant ou réchauffeur*
La partie inférieure du condenseur peut être munie de nervures, supporte, ou former également caisson réfrigérant ou réchauffeur*
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Le métal ou la matière employée sont choisis-.pour résister à l'action des gaz ou des liquides et si besoin est de la chaleur, selon le travail auquel est destiné l'appa- reil.
Le liquide venant d'un condenseur précédent plus élevé arrive dans le haut du condenseur suivant s'il est 'actionné par roue. Si le mouvement est donné mécanique- ment le liquide arrive par une tubulure placée sur le côté et sort par une tubulure opposée, dans ce cas la différence de niveau entre les divers con- denseurs peut n'être que de quelques centimètres; maïs la ¯hauteur de liquide à l'intérieur doit toujours permettre la circulation aisée des gaz dans chaque condenseur, qui possède de plus une tubulure supplémentaire dans le bas permettant sa vidange facile et totale.
Les gaz entrent de préférence par le haut de la première cellule et sortent par le haut de la dernière cellule de chaque appareil.
Naturellement un ensemble est formé de plusieurs . appareils disposés, le mieux, avec différence de niveau, pour permettre l'écoulement normal des luides par gravité.
Le même dispositif, mais en matériel résistant 'dans ce cas à l'action de la chaleur peut être utilisé pour le traitement ou l'épuration de tous liquides résiduaires ou non, à chaud, au moyen de gaz à température élevée en vue d'obtenir séparément, par exemple de l'acide nitrique gazeux pur et concentré en partant de solutions résiduaires sulfonitriques ou autres ou d'aoides faibles. Au lieu de gaz chauds provenant d'un gazogène on peut employer des liquides bouillahts amenés dans les cuves extérieures,
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(ou encore à l'intérieur si l'arbre et les disques sont creux comme dit plus haut).
On obtient alors des gaz très pure comme celà est naturel, puisqu'il n'y a pas de mélan- ge ni de contact direct, entre les liquides ou gaz à traiter et le gaz ou liquide réchauffeurs.
On peut également par le même procédé concentrer directement l'acide sulfurique ou toue autres liquidée*
Une application particulièrement intéressante et nettement revendiquée est la concentration de l'acide sulfurique, sans combustible et sans main d'oeuvre, selon le procédé décrit, et cela,par suite, à un prix de revient infiniment réduit, inconnu à ce jour.
A cet effet un ou plusieurs des appareils décrits sont intercalés dans une installation fabriquant l'acide sulfurique et ils sont placés à le, suite des fours produisant SO2, ces fours étant de préférence immé- ditenient suivis d'un curateur ou filtre électrostatique des gaz.
Une partie des gaz SO2 épurés mais très chauds (400-600 C environ) venant ces fours, passe normalement dans la tour de Glover, tandis que l'autre partie dont le débit est réglable, traverse l'ensemble conoentreur re- vendiqué, qui reçoit d'autre part une petite addition continue d'acide sulfurique à 60 Be, bouillant, sortant de la cuvette de la tour de Glover.
Les gaz très chauds, mis en contact intime avec le 60 Be bouillant, ceci dans des conditions véri- tabelement pratiques -et rationnelles, provoquent dans l'appareil une concentration d'une extraordinaire puis- sance, avec obtention finale et gratuite d'une importante qualité de SO4H2, concentré et commercialement pur, obtenu à des prix défiant toute concurrence*
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Les gaz sortant de l'appareil de concentration revendiqué rejoignent naturellement l'appareil de fabri- cation où ils sont transformés normalement en acide sulfurique.
Si l'on veut obtenir par exemple de l'acide nitrique récupéré pur et très concentré ou tous autres produite les derrières cellules de l'appareil peuvent éventuellement être isolées, pour les liquides seulement de façon à pouvoir y pulvériser un liquide absorbant la, vapeur d'eau, au besoin par simple contact avec les disques' rotatifs striés, afin de retenir les dernières traces de cette vapeur d'eau contenues dans les gaz récupérés ou à traiter.
Une autre application constituant un procédé également revendiqué de l'appareil est le traitement des acides sulfuriques purs ou résiduaires et de l'acide nitri- que dilué, obtenu aujourd'hui synthétiquement, mais dilué, par quantités croissantes de jour en jour.
Dans ce cas l'nsemble peut comporter par exemple trois des appareils suivant l'invention avantageusement placés à la suite l'un de l'autre*
L'appareil central désigné par le N 2, sert à chauffer l'acide sulfonitrique oú le nitrique dilué mêlé à SO4H2 concentré, et ceui à une température convenable et suffisante pour provoquer uniquement la distillation et le dégagement de N03H pur et à très haute teneur, l'eau du mélange sulfonitrique étant retenue par celui-ci, en raison de l'affinité bien connue de SO4H2 suffisamment concentré pour l'eau.
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Cet appareil N 2 a donc pour but de mettre en liberté les vapeurs nitriques pures, qui se dirigent vers un appareil condenseur N 3, où elles sont condensées à l'état pur et très concentré
Les liquides chauds évacuée de l'appareil N 2 arrivent par gravité dans l'appareil conaentreur N 1 chauf fé dans ce but, oùils sont à nouveaux, @ concentrés pour l'utilisation ulttrieure par nouveau mélange avec NO3H diluée ou vendue à l'industrie.
Les appareils 1, 2 et 3 seront construite suivant le cas en grès ou en métal spécial convenant le mieux, l'ensemble permettant, comme revendiqué l'obtention de NO3H pur et concentré, en marche continue ou non, à pet de frais, dans une installation économique rationnelle et peu encombrante.
On peut également par le même procédé, débarras ser tous liquides de l'arsenic contenu en faisant traver- ser l'appareil par de l'hydrogène sulfuré. On peut également purifier, désodoriser ou hydrogèner les huiles, traiter les pétroles bruts par les acides,, en vue de
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purification cisaoudre tar effleurage certaines essences de fleurs ou quelqonques dans l'huile ou tout autre corps, etc,... et ce même en présence de catalyseurs en surface, des disques par exemple .
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PATENT.
"PROCESS and APPARATUS for CONDENSATION, EVAPORATION, COMBINATION and all other PHYSICO-CHEMICAL OPERATIONS between GAS and LIQUIDS"
The condensation of hydrochloric acid was obtained until now, in special carboys or other similar stoneware devices, where the gases simply brushed against a sheet of liquid, necessarily of very small surface area, so that a a very large number of these carboys to allow contact of sufficient duration between the gases and the liquids and to obtain the expected condensation or absorption.
The object of the present invention is to cause rapid and rational condensation in a small number of special containers, where the gases are in direct contact, and if necessary under vigorous friction, with a very large surface area of stoneware or other materials, covered.
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of a film of liquid constantly renewed, and it applies to all condensations, evaporations, saturation or other operations of the same order.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which it can be seen:
Figure 1 a longitudinal section of the device.
Figure 2 an end view.
Figure 3 a section following 1-2 of Figure 1.
Figure 4 a section along 3-4 of Figure 1.
The apparatus used preferably has a horizontal cylindrical shape (it can be tilted or vertical if necessary); it can be in one piece or better in two pieces held by a watertight seal Q.
The upper part C is formed by a series of parallel cells or compartments J, a bit like in a multicellular pump, with in the center a passage for the gases, entering at B and exiting at K.
The lower part is either entirely empty or fitted with compartments L retorts the upper part, possibly with internal communications P. It is filled with liquid arriving below the axis of the cylinder formed when the tight seal Q is carried out between the two parts,
In the center and in the axis of the apparatus is located a horizontal shaft A which crosses it right through. On this shaft are fixed a series of vertical discs M, preferably having their ridged surface, being housed exactly and respectively in the center and in the axis of each corresponding cell of the upper part, the number of cells or compartments n ' being not limited.
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In certain cases, the shaft and the discs may be hollow, as in To allow gases or liquids to cool or heat the masses to be treated.
It is obvious that with such an arrangement the gases entering through one end of the apparatus, in order to exit at the opposite end, will have to follow a course in a broken line (indicated by the arrows) and created by each of the discs located in the center. of each of the cells, hence obtaining a very large wet contact surface, where the said gases can be subjected to a very strong friction if the free space between the ridged walls or not of the discs and the walls inside cells, is very restricted.
The ends of the shaft supporting the discs may not come out of the condenser and in this case rest, as in D, on bearings made of a material resistant to the action of hydrochloric acid, which can serve as a lubricant if necessary.
In this case in the last cell, larger, the disk N is formed by a sort of trough wheel or pockets, which receives at the top, the liquid coming from the previous condenser, placed a little higher, so that the weight of the liquid that accumulates in the pockets causes a slow rotational movement of the shaft and discs, whether striated or not, which immerse in the liquid and are therefore constantly covered with a thin liquid film, always renewed, with a long intimate and rational cohtact if necessary with energetic friction, with the gases to be condensed or absorbed.
If you want a certain speed of rotation
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of the shaft and the disks, it is possible to place on each condenser a pump or any device which sucks the liquid liquid through the taps H at the bottom of each receptacle and discharges them at the top at 0, as in a closed circuit, to obtain a more active feeding of the trough wheel and consequently a greater speed.
If preferred, the shaft, which may not be exactly in the axis, crosses the condenser right through, with outer bearings and in this case it is + mechanically dragged by coupling G, if necessary with a larger one speed to create an intense spray, the discs can in this case be replaced advantageously-
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ment 1 (: OY1WJe en E / nar small aup; ee wheels, palettes, turbines or any device which atomizes the liquid to be treated in each corresponding cell. In this case, of course, suitable gaskets ensure the seal. .
Under these conditions. large drive wheel N with pockets is unnecessary and is replaced by an ordinary disc *
The upper part of the condenser may include fins so as to possibly force refrigerant, the outer walls of the cells thus bathing in cold water, otherwise being possible with boiling liquids if it is a question of concentrating a solution or a any acid.
Proper arrangement can create continuous circulation of coolant or heater *
The lower part of the condenser can be provided with ribs, support, or also form a cooling box or heater *
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The metal or material used is chosen to resist the action of gases or liquids and if necessary heat, depending on the work for which the apparatus is intended.
Liquid from a higher previous condenser goes to the top of the next condenser if it is wheel driven. If the movement is given mechanically, the liquid arrives through a pipe placed on the side and exits through an opposite pipe, in this case the difference in level between the various condensers may be only a few centimeters; maize the height of liquid inside must always allow easy circulation of gases in each condenser, which also has an additional tubing at the bottom allowing its easy and complete emptying.
The gases preferably enter from the top of the first cell and exit from the top of the last cell of each device.
Of course, a set is made up of several. apparatus best arranged with difference in level, to allow the normal flow of fluids by gravity.
The same device, but made of material resistant 'in this case to the action of heat can be used for the treatment or purification of all residual liquids or not, hot, by means of gas at high temperature with a view to to obtain separately, for example, pure and concentrated nitric acid gas starting from sulphonitric or other residual solutions or weak aids. Instead of hot gases coming from a gasifier, it is possible to use boiling liquids brought into the external tanks,
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(or even inside if the shaft and the discs are hollow as mentioned above).
Very pure gases are then obtained, as is natural, since there is no mixing or direct contact between the liquids or gas to be treated and the gas or liquid heaters.
One can also by the same process directly concentrate the sulfuric acid or any other liquid *
A particularly interesting and clearly claimed application is the concentration of sulfuric acid, without fuel and without labor, according to the process described, and this, consequently, at an infinitely reduced cost price, unknown to date.
For this purpose one or more of the devices described are inserted in an installation manufacturing sulfuric acid and they are placed next to the furnaces producing SO2, these furnaces being preferably immediately followed by an electrostatic gas filter or cleaner. .
A part of the purified but very hot SO2 gases (approximately 400-600 C) coming from these furnaces, normally passes into the Glover tower, while the other part, the flow rate of which is adjustable, passes through the required conoenter assembly, which receives on the other hand a small continuous addition of sulfuric acid at 60 Be, boiling, coming out of the basin of the tower of Glover.
The very hot gases, placed in intimate contact with the boiling 60 Be, this under truly practical and rational conditions, cause in the apparatus a concentration of extraordinary power, with final and free obtaining of a high quality SO4H2, concentrated and commercially pure, obtained at unbeatable prices *
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The gases leaving the claimed concentration apparatus naturally return to the manufacturing apparatus where they are normally converted into sulfuric acid.
If one wants to obtain for example pure and highly concentrated nitric acid recovered or any other produced the rear cells of the device can optionally be isolated, for liquids only so as to be able to spray a liquid absorbing the vapor of water, if necessary by simple contact with the striated rotating disks, in order to retain the last traces of this water vapor contained in the gases recovered or to be treated.
Another application constituting a process also claimed for the apparatus is the treatment of pure or residual sulfuric acids and of dilute nitric acid, obtained today synthetically, but diluted, in increasing quantities day by day.
In this case, the assembly can include, for example, three of the devices according to the invention, advantageously placed one after the other *
The central apparatus designated by the N 2, is used to heat the sulphonitric acid or the dilute nitric mixed with concentrated SO4H2, and ceui at a suitable temperature and sufficient to cause only the distillation and the release of pure and very high N03H. , the water of the sulphonitric mixture being retained by the latter, due to the well-known affinity of sufficiently concentrated SO4H2 for water.
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This device N 2 therefore aims to release the pure nitric vapors, which go to a condenser device N 3, where they are condensed in the pure state and very concentrated.
The hot liquids evacuated from the device N 2 arrive by gravity in the conaentreur device N 1 heated for this purpose, where they are again concentrated for later use by mixing again with diluted NO3H or sold to industry. .
The devices 1, 2 and 3 will be built, as the case may be, in stoneware or in a special metal which is most suitable, the assembly allowing, as claimed, to obtain pure and concentrated NO3H, in continuous operation or not, at low cost, in a rational and space-saving economic installation.
It is also possible, by the same process, to rid all liquids of the arsenic contained by passing the apparatus through hydrogen sulphide. It is also possible to purify, deodorize or hydrogenate oils, treat crude oils with acids, with a view to
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purification sewing tar effleurage certain essences of flowers or some in oil or any other body, etc, ... and this even in the presence of catalysts on the surface, disks for example.