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Four rotatif à moufles pour la réalisation de procédés endothermiques.
Il est connu de monter, pour la réalisation de pro- cédés endothermiques de tout genre, en particulier aussi pour la distillation de métaux, tels que le zinc et le cad- mium, des moufles dans une position fixe dans des fours tubu- laires tournants parallèlement à l'axe de rotation, de sorte que la charge dans le moufle est pendant le mouvement de ro- tation de tout le système de four, constamment chauffée et amenée en contact avec la paroi chauffée du moufle.
Cette construction présente l'inconvénient que les moufles ne peu- vent, entièrement ou de façon prédominante, être chauffés qu'à partir d'une extrémité frontale du four, de sorte qu'à l'extré-
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mité du moufle qui est éloignée du dispositif de.chauffage, il règne des températures notablement plus basses qu'à l'autre extrémité du moufle, située dans la région-.de la flamme de: chauffage.
La présente invention a pour but d'atteindreun chauf- fage aussi uniforme que possible des moufles pratiquement sur toute leur longueur. On emploie, conformément à l' invention, pour réaliser des procédés de ce genre, un système de moufles, dans lequel les différents moufles, qui peuvent avoir en géné- ral une section transversale de forme circulaire ou présentent une section de forme approximativement ronde, sont supportés par des disques, qui sont disposés perpendiculairement aux moufles et qui de leur côté sont reliés entre eux par un ar- bre, avantageusement calorifugé, disposé suivant l'axe de ro- tation duxsystème de moufles.
Tout le système de moufles, cons- titué par l'arbre, les disques de support et les moufles, tour- ne alors à l'intérieur d'une chambre de four fixe ; chauffage peut avoir lieu par plusieurs brûleurs, qui sont disposés transversalement par rapport au sens de rotation, de sorte que le chauffage peut très bien être réglé.
Les dessins ci-joints représentent schématiquement des fours de ce genre :
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale par un système de moufles.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-B de la fige 1.
La fié. 3 représente une forme de réalisation du four, dans laquelle un condenseur est relié rigidement au systè- me de moufles.
Les f igs. 4 et 5 représentent des variantes du four suivant la fig . 3.
Dans toutes les figures, 1 désigne larbre tubulaire de support, qui peut consister par exemple en un tube à refroi- dissement par air. Le tube de support 1 est tourillonné en 2 et
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comporte une enveloppe calorifuge extérieure 3. Sur le tube de support 1 sont montés des disques 4 et 5, comportant des revêtements en maçonnerie et supportant les différents moufles
6. Tour supporter les moufles, il est encore prévu, dans les formes de réalisation suivant les figures 1, 3 et 4, des dis- ques métalliques 7, auxquels les moufles, pour autant qu' ils sont métalliques, peuvent le cas échéant être reliés rigide- ment par soudure. Le système de moufles tourne, dans les figu- res 1 à 4, à l'intérieur du massif fixe du four 8.
Suivant la figure 5, il est prévu, au lieu d'un disque métallique de support 7, un disque de support en maçonnerie 9, de sorte qu' il y a deux chambre de four distinctes 10 et 11 pour le chauffage des moufles. Cette séparation du massif du four a pour but de permettre à l'air extérieur d'avoir accès à l'anneau métallique
12, nécessaire pour supporter le disque en maçonnerie 9, de manière à éviter un chauffage trop intense de ce disque de support.
La construction du massif du four est visible en coupetransversale sur la fig. 2. En 13 est disposé un brû- leur, dont la flamme,, après être passée à travers une avant- chambre 14, pénètre en 15 dansla chambre de four 16. 11 est à recommander que le mouvement de rotation du système de moufles s'effectue dans le sens de la flèche x, de sorte que la charge des différents moufles soit dirigée de façon sen- siblement parallèle, suivant la ligne 17, dans tous les mou- fles.
Les gaz de chauffage rencontrent par suite, en passant à travers la chambre de four 16 jusqu'à l'ouverture 18 du car- neau, tous les moufles de préférence à l'endroit où ils sont recouverts par la matière; Pour pouvoir régler la quantité des az qui passent au-dessus et au-dessous du tube de support 1, il est à recommander de ménager d'autres ouvertures de carneau 19.
On peut régler le trajet des gaz en adaptant, par les ou- vertures 20 façonnées en temps normal, la section de passage de l' ouverture du carneau aux conditions, en l'élargissant @
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ou la rédui sant. Lorsqu' il s'agit, dans la réalisation de procédés endothermiques, d'opérations pour lesquelles on doit éviter l'accès d'air, il peut être reoommandable de fermer les moufles des deux côtes par des chapeaux amovibles 21, le chargement et l'évacuation des moufles s'effectuant alors à travers les chapeaux.
Lorsqu'il se forme, dans les procédés endothermiques, des produits de réaction gazeux, et lorsqu'on doit ensuite produire la condensation de ceux-ci, p@r exemple dans le cas de la distillation de zinc, il est à recommander de disposer le condenseur nécessaire également dans la partie rotative du four. Ceci peut, comme représenté, sur la fig. 3, être obtenu en reliant le tube de support 1 rigidement à un condenseur 22 ; le système est alors monté de manière que sur l'un des c8tés, le tube de support 1 lui- même et, sur l'autre c8té, l'enveloppe du condenseur soit sup. porté en 23. La commande de tout le système a lieu en 24.
Dans la forne de réalisation suivant la fig. 3, le chargement s'effectue à partir d'une trémie 25, au moyen d'une vis sans fin 26 et d'un tube annulaire 27, à travers les tu- bulures 28. Dans le cas où la trémie 25 est remplie de façqn suffisante, la charge elle-même assure une fermeture étanche vis . vis de l'air extérieur. Les chapeaux 29 servent, dans cette construction, simplement à observer l'opération ou au nettoyage des moufles. Chaque moufle est raccordé par des tu- bulures 30 à un canal annulaire 31, dans lequel les produits solides de la réaction sont évacués et dans lequel un dispo- sitif de sas peut le cas échéant être monté de façon à assurer une fermeture étanche vis à vis de l'air extérieur.
Les pro- duits gazeux passent, au-delà de la bague de retenue 32, dans les tubulures 33 et de celles-ci dans le condenseur 22. Les parties non condensées des gaz sont évacuées en 34.
Dans la construction du four à moufles suivant la fig.
4, dans laquelle un grand condenseur collecteur est également relié au tube de support, les moufles ne sont pas prolongés à
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travers les parois frontales de la partierotative du four, mais sont reliés, de façon étanche aux gaz, aux deux chambres annulaires 35 et 36. Cette construction présente l'avantage qu'une seule tubulure est nécessaire pour l'amenée de la charge et une seule tubulure pour l'évacuation des produits.
L'amenée de la charge s'effectue à nouveau par une vis sans fin 26 et un,.-, serpentin 37, l'évacuation par la tubulure 38 dans un serpentin extérieur 39, dans lequel deux organes ob- turateurs peuvent également être montés pour l'évacuation de la matière, en formant un sas; Les produitsgazeux de la réac- tion pénètrent par la tubulure 40 dans le condenseur 22.
Dans la construction suivant la fige 5, le chargement a lieu de façon intermittente à travers les chapeaux 41 tandis que l'évacuation est encore réalisée par les tubulures 42 dans un serpentin 39. Pour la condensation des produits gazeux de la réaction, il est prévu un condenseur distinct 43 pour chaque moufle, ce condenseur étant encore relié en 44 au tube de support 1 et tournant avec celui-ci.
Le système de moufles décrit ci-dessus convient prin- ciplalement pour réaliser des distillations de métaux, par exemple dé zinc, cadmium et mercure. On peut également réali- ser d'autres procédés endothermiques dans ces systèmes. Pour autant que des substances gazasses coopèrent à la réaction et doivent être introduites dans les moufles, on peut les faire pénétrer d'une manière simple dans le système par la vis 26, qui est alors munie d'un arbre creux. Les moufles peu- vent être construits en tôle résistant à la chaleur ou encore en matièrescéramiques, en particulier en carbure de silicium et en argile réfractaire.
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Rotary muffle furnace for carrying out endothermic processes.
It is known to mount, for carrying out endothermic processes of all kinds, in particular also for the distillation of metals, such as zinc and cadmium, muffles in a fixed position in rotary tube furnaces. parallel to the axis of rotation, so that the load in the muffle is during the rotational movement of the entire furnace system, constantly heated and brought into contact with the heated wall of the muffle.
This construction suffers from the disadvantage that the mittens can only be heated entirely or predominantly from one front end of the furnace, so that at the end of the furnace.
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As the muffle is remote from the heater, temperatures are significantly lower than at the other end of the muffle, located in the region of the heater flame.
The object of the present invention is to achieve as uniform heating as possible of the mittens substantially over their entire length. In accordance with the invention, for carrying out such methods, a muffle system is employed, in which the various mittens, which may generally have a circular cross-section or have an approximately round cross-section, are supported by discs which are arranged perpendicular to the muffles and which for their part are interconnected by a shaft, advantageously insulated, arranged along the axis of rotation of the muffle system.
The entire muffle system, made up of the shaft, the support disks and the muffles, then turns inside a fixed furnace chamber; Heating can take place by several burners, which are arranged transversely to the direction of rotation, so that the heating can very well be regulated.
The accompanying drawings schematically represent ovens of this type:
Fig. 1 is a view in longitudinal section through a system of mittens.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line A-B of fig 1.
The trusted. 3 shows an embodiment of the furnace, in which a condenser is rigidly connected to the muffle system.
The f igs. 4 and 5 show variants of the oven according to FIG. 3.
In all the figures, 1 denotes the tubular support shaft, which may for example consist of an air-cooled tube. The support tube 1 is journaled in 2 and
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comprises an external heat-insulating envelope 3. On the support tube 1 are mounted discs 4 and 5, comprising masonry coverings and supporting the various muffles
6. To support the mittens, in the embodiments according to Figures 1, 3 and 4, there is also provided metal discs 7, to which the mittens, if they are metal, can optionally be. rigidly connected by welding. The muffle system rotates, in figures 1 to 4, inside the fixed frame of the furnace 8.
According to Figure 5, instead of a metal support disc 7, a masonry support disc 9 is provided, so that there are two separate furnace chambers 10 and 11 for heating the muffles. The purpose of this separation of the solid kiln is to allow the outside air to have access to the metal ring.
12, necessary to support the masonry disc 9, so as to avoid excessive heating of this support disc.
The construction of the kiln block is visible in cross section in fig. 2. At 13 is arranged a burner, the flame of which, after having passed through a fore-chamber 14, enters at 15 the furnace chamber 16. It is recommended that the rotational movement of the muffle system s 'is carried out in the direction of the arrow x, so that the load of the individual mittens is directed substantially parallel, along line 17, in all the mittens.
The heating gases therefore meet, while passing through the furnace chamber 16 as far as the opening 18 of the flue, all the muffles, preferably at the point where they are covered by the material; In order to be able to regulate the amount of az which passes above and below the support tube 1, it is recommended to provide other flue openings 19.
The path of the gases can be adjusted by adapting, by the normally shaped openings, the passage section of the flue opening to the conditions, by enlarging it.
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or reducing it. When it comes, in the realization of endothermic processes, of operations for which the access of air must be avoided, it may be advisable to close the mittens on both sides by removable caps 21, the loading and the evacuation of the mittens then taking place through the caps.
When gaseous reaction products are formed in endothermic processes, and when they must subsequently be condensed, for example in the case of zinc distillation, it is recommended to have the necessary condenser also in the rotating part of the furnace. This can, as shown in FIG. 3, be obtained by connecting the support tube 1 rigidly to a condenser 22; the system is then mounted so that on one side, the support tube 1 itself and, on the other side, the casing of the condenser is sup. carried in 23. The control of the whole system takes place in 24.
In the embodiment according to FIG. 3, the loading takes place from a hopper 25, by means of a worm 26 and an annular tube 27, through the tubes 28. In the case where the hopper 25 is filled with sufficiently, the load itself ensures a tight screw closure. external air screw. The caps 29 are used, in this construction, simply to observe the operation or cleaning of the mittens. Each muffle is connected by tubes 30 to an annular channel 31, in which the solid products of the reaction are evacuated and in which an airlock device can, if necessary, be mounted so as to ensure a leaktight seal. external air screw.
The gaseous products pass, beyond the retaining ring 32, into the pipes 33 and from these into the condenser 22. The non-condensed parts of the gases are discharged at 34.
In the construction of the muffle furnace according to fig.
4, in which a large collecting condenser is also connected to the support tube, the muffles are not extended to
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through the front walls of the rotary part of the furnace, but are connected, in a gas-tight manner, to the two annular chambers 35 and 36. This construction has the advantage that only one pipe is necessary for the supply of the load and a only tubing for product evacuation.
The charge is again brought in by a worm 26 and a coil 37, the discharge through the pipe 38 into an external coil 39, in which two shut-off members can also be fitted. for the evacuation of the material, by forming an airlock; The gaseous products of the reaction enter via the pipe 40 into the condenser 22.
In the construction according to figure 5, the loading takes place intermittently through the caps 41 while the evacuation is still carried out by the pipes 42 in a coil 39. For the condensation of the gaseous products of the reaction, it is provided a separate condenser 43 for each muffle, this condenser still being connected at 44 to the support tube 1 and rotating with the latter.
The muffle system described above is mainly suitable for carrying out distillations of metals, for example zinc, cadmium and mercury. Other endothermic processes can also be carried out in these systems. As long as gaseous substances cooperate in the reaction and have to be introduced into the muffles, they can be made to enter the system in a simple manner via the screw 26, which is then provided with a hollow shaft. The mittens can be constructed from heat-resistant sheet metal or from ceramic materials, in particular from silicon carbide and from refractory clay.