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Perfectionnements aux saturateurs.
Cette invention concerne les saturateurs du genre dans lequel un gaz est mis en contact avec un liquide par l'intermédiaire d'appareils distributeurs ou barboteurs et plus particulièrement les saturateurs utilisés pour la production de sulfate 3'ammoniaque par réaction d'un courant de gaz ou vapeurs ammoniacales dans un bain d'acide sulfurique.
Ainsi que cela est bien connu, dans les appareils de ce genre, les dispositifs distributeurs ou barboteurs ont pour but de répartir le gaz sur la plus grande surface possible afin d'obtenir un contact intime avec la solution et d'éviter les pertes de gaz.
Dans les saturateurs utilisant pour la fabrication du sulfate d'ammoniaque des gaz de cokeries ou d'usines à gaz, la formation des cristaux de sulfate se fait assez normalement quoique les cristaux soient rarement neutres
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et soient assez fortement acides. La formation relativement normale des cristaux :le sulfate s'explique par ce fait que la teneur en ammoniaque des gaz ouvapeurs ammoniacales n'est pas très élevée alors que les saturateurs présentent une grande capacité.
Il n'en est pas de même lorsque l'on fait usage d'ammoniaque synth&que attendu que dans ce cas il faut faire circuler dans un même appareil des quantités très grandes d'ammoniaque. Les pressions auxquelles il faut recourir et la vitesse des courants gazeux ont que l'ammoniaque passe avec une très grande rapidité dans le bain d'acide. Les cristaux se forment très vite mais restent ténus, tombent immédiatement dans le fond du saturateur et conservent une acidité assez grande qu'on doit enlever après l'essorage. La finesse de ces sulfates constitue un obstacle à la vente, étant donné queles cultivateurs, lorsqu'ils doivent l'employer par un vent assez fort, constatent que le sulfate se perd dans le champ voisin.
D'autre part, il est très difficile également, en raison de la finesse du sulfate, d'obtenir la neutralité désiréem ce qui est une gêne pour les expéditions surtout quand elles doivent se faire en sacs. Enfin, un autre inconvénient que présentent les sulfates à cristaux ténus consiste dans la difficulté de les essorer et de les sécher,opération qui se fait géré'- ralement en lavant les cristaux avec une solution alcaline soit au moment :le l'essorage, soit après dans des appareils de neutralisation ou de séchage.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et 3'obtenir, par conséquent, des cristaux relativement gros et suffisamment neutres.
En vue de la réalisation de ce but, elle consiste essentiellement à injecter le gaz à l'intérieur du satura- teur tangentiellement à la paroi circulaire de celui-ci, en un ou plusieurs otages, de manièreà provoquer, par le
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mouvement giratoire ainsi produit, l'ascension des cristaux au fur et à mesure de leur formation et à assurer leur mise en contact prolongé avec le gaz servant au traitement.
L'invention est réalisme, en pratique, par ce fait que le saturateur est pourvu, dans sa partie inférieure et éventuellement jusqu'à une certaine hauteur, d'un certain nombre d'éjecteurs dont la tuyère est reliée à l'amenée du gaz de telle sorte que ce gaz en s'échappant de la tuyère dans un ajutage spécial y crée un entraînement du liquide contenant les cristaux qui viennent d'être fo rmé s.
Les ajutages de sortie de ces éjecteurs sont disposés tangentiellement à la partie conique formant le fond du saturateur de maniere à produire la mise en rotation du mélange de liquide et de gaz s'échappant de l'éjecteur et par le fait la mise en rotation du contenu du saturateur,
Le cas échéant, à la sortie d'un des éjecteurs, peut être placé un second dispositif et ainsi de suite dans le sens de la hauteur de l'appareil, de manière à obtenir qu'une partie du mélange de liquide et de gaz sortent d'un éjecteur donné;
provoque la mise en rotation du contenu du saturateur à différents niveaux tandis que l'autre partie est utilisée comme agent moteur pour produire le,mouvement recherché en différents points :le l'appareil. Le cas échéant, et de préférence, ces éjecteurs supplémentaires sont pourvus d'une amenée auxiliaire de gaz destinée à renforcer l'action mécanique tout en augmentant simultanément les possibilités de contact entre le gaz et le liquide.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemple un appareil à éjecteurs multiples, construit suivant l'invention.
La figure 1 donne schématiquement une coupe du satura- teur et la figure 2 une vue en plan.
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Le saturateur proprement dit peut être de construction quelconque et comporter, par exemple, un corps cylindirque 1 surmontant une partie conique 2 pourvue à sa partie inférieure d'un dispositif 3 d'évacuation des cristaix formés. Dans la partie conique 2 du saturateur, et à une certaine distance autan:! est disposé, contre la paroi, un éjecteur 4 de forme conique coopérant avec l'extrémité 5 fo rmant tuyère du tuyau 6 servant à l'amenée du gaa sous pression.
Cet éjecteur 4 est prolongé par une partie courbe 7 disposée tangentiellement à la paroi :le la partie conique 2 et s'ouvrant à un niveau supérieur sous un second cone éjecteur 8 muni lui-même d'un tube de refoulement 9 s'ouvrant sous un troisième éjecteur 10 prolongé, à son tour, par une partie courbe 11 ouverte en 12 à sa partie inférieure. Comme le contre le tracé pointillé 13, les éjecteurs supplémentaires 8-la, etc.. ou certains d'entre eux seulement, peuvent être munis d'une tuyère terminant un tuyau 14 :l'amenée de gaz.
Si l'on suppose l'appareil muni d'un éjecteur unique, tel que l'éjecteur Inférieur 4 coopérant avec la tuyère 5, lors du fonctionnement le gaz, destiné à déterminer la formation des sulfates, arrivant par la tuyère 5 provoque dans l'éjecteur 4 l'entrainemimt du liquide contenu dans la partie inférieure conique 2 de l'appareil, liquide qui contient les cristaux les plus fins en voie de formation. Ce liquide étant projeté par la partie courbe 7 de l'éjecteur, tangentiellement à la paroi conique 2, détermine la mise en rotation du oliquide contenu dans cette partie du saturateur etassure ainsi un contact intime du gaz avec le liquide et la neutralisation des cristaux déjà formés.
Cette rotation du liquide entraîne les cristaux dans une zone plus riche où ils grossissent étant donné que
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le liquide se trouvant dans le fond du saturateur est éjecté vers une partie supérieure où l'acidité est moindre.
Dans le cas de plusieurs éjecteurs disposés en série comme le montre le dessin, une partie de la vitesse du mélange est utilisée à la sortie de chaque éjecteur pour assurer la mise en rotation de la masse tandis que l'autre, éventuellement assistée par uns injection de gaz frais amené par exemple par le tuyau 14, sert comme agent mécanique pour obtenir l'ascension et le mélange dans l'éjecteur suivant. Il en résulte que les cristaux sont soulevés d'étage en étage à travers chaque système d'éjecteur, tandis que les cristaux suffisamment nourris retombent dans la partie inférieure de l'appareil où ils peuvent être recueillis.
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Improvements to saturators.
This invention relates to saturators of the kind in which a gas is contacted with a liquid by means of distributing or bubbling apparatus and more particularly to saturators used for the production of ammonium sulfate by reaction of a gas stream. or ammoniacal vapors in a sulfuric acid bath.
As is well known, in devices of this type, the purpose of distributing or bubbling devices is to distribute the gas over the largest possible area in order to obtain intimate contact with the solution and to avoid gas losses. .
In saturators using coke oven or gas plant gases for the manufacture of ammonium sulphate, the formation of sulphate crystals occurs fairly normally, although the crystals are rarely neutral.
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and are quite strongly acidic. The relatively normal formation of crystals: sulphate is explained by the fact that the ammonia content of gases or ammoniacal vapors is not very high, whereas saturators have a large capacity.
It is not the same when one uses synthetic ammonia and since in this case it is necessary to circulate in the same apparatus very large quantities of ammonia. The pressures which must be resorted to and the speed of the gas streams cause the ammonia to pass very rapidly through the acid bath. The crystals are formed very quickly but remain fine, fall immediately to the bottom of the saturator and retain a fairly high acidity that must be removed after spinning. The smoothness of these sulphates constitutes an obstacle to the sale, since the cultivators, when they have to use it in a strong enough wind, find that the sulphate is lost in the neighboring field.
On the other hand, it is also very difficult, because of the fineness of the sulphate, to obtain the desired neutrality, which is a nuisance for shipments, especially when they must be done in bags. Finally, another disadvantage of the sulphates with fine crystals consists in the difficulty of wringing and drying them, an operation which is carried out managed by washing the crystals with an alkaline solution either at the time of: the wringing, or afterwards in neutralization or drying devices.
The object of the invention is to remedy these drawbacks and to obtain, consequently, relatively large and sufficiently neutral crystals.
With a view to achieving this goal, it essentially consists in injecting the gas inside the saturator tangentially to the circular wall thereof, in one or more hostages, so as to provoke, by the
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gyratory movement thus produced, the rise of the crystals as and when they are formed and to ensure their prolonged contact with the gas used for the treatment.
The invention is realism, in practice, by the fact that the saturator is provided, in its lower part and possibly up to a certain height, with a certain number of ejectors, the nozzle of which is connected to the gas supply. in such a way that this gas, escaping from the nozzle in a special nozzle, creates there an entrainment of the liquid containing the crystals which have just been formed.
The outlet nozzles of these ejectors are arranged tangentially to the conical part forming the bottom of the saturator so as to produce the rotation of the mixture of liquid and gas escaping from the ejector and thereby the rotation of the saturator content,
If necessary, at the outlet of one of the ejectors, a second device can be placed and so on in the direction of the height of the apparatus, so as to obtain that part of the mixture of liquid and gas come out. of a given ejector;
causes the content of the saturator to rotate at different levels while the other part is used as a driving agent to produce the movement sought at different points: the apparatus. Where appropriate, and preferably, these additional ejectors are provided with an auxiliary gas supply intended to reinforce the mechanical action while simultaneously increasing the possibilities of contact between the gas and the liquid.
The accompanying drawing shows, by way of example, a multiple ejector apparatus constructed according to the invention.
Figure 1 shows schematically a section of the saturator and Figure 2 a plan view.
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The actual saturator can be of any construction and include, for example, a cylindrical body 1 surmounting a conical part 2 provided at its lower part with a device 3 for removing the formed crystals. In the conical part 2 of the saturator, and at a certain distance autan :! is arranged, against the wall, an ejector 4 of conical shape cooperating with the end 5 forming the nozzle of the pipe 6 serving to supply the gaa under pressure.
This ejector 4 is extended by a curved part 7 disposed tangentially to the wall: the conical part 2 and opening at a higher level under a second ejector cone 8 itself provided with a delivery tube 9 opening under a third ejector 10 extended, in turn, by a curved part 11 open at 12 at its lower part. As against the dotted line 13, the additional ejectors 8-la, etc., or only some of them, can be fitted with a nozzle terminating a pipe 14: the gas supply.
If we assume the device provided with a single ejector, such as the lower ejector 4 cooperating with the nozzle 5, during operation the gas, intended to determine the formation of sulphates, arriving through the nozzle 5 causes in the 'ejector 4 entrainemimt of the liquid contained in the conical lower part 2 of the device, liquid which contains the finest crystals in the process of formation. This liquid being projected by the curved part 7 of the ejector, tangentially to the conical wall 2, determines the setting in rotation of the oliquid contained in this part of the saturator and thus ensures intimate contact of the gas with the liquid and the neutralization of the crystals already trained.
This rotation of the liquid drives the crystals into a richer area where they grow larger as
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the liquid in the bottom of the saturator is ejected towards an upper part where the acidity is lower.
In the case of several ejectors arranged in series as shown in the drawing, part of the speed of the mixture is used at the output of each ejector to ensure the rotation of the mass while the other, possibly assisted by an injection of fresh gas supplied for example by the pipe 14, serves as a mechanical agent to obtain the rise and the mixture in the following ejector. As a result, the crystals are lifted from stage to stage through each ejector system, while sufficiently nourished crystals fall back to the lower part of the apparatus where they can be collected.