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Procédé et appareillage pour la distillation conti- --------------------------------------------------- nue de liquides.
La présente invention a pour objet un procédé et appareillage pour la distillation (deshydratation, concentration, cristallisation) oontinue possédant les avantages principaux suivants : a) les liquides à.traiter, même s'ils contiennent des quantités d'eau ou autres éléments donnant lieu à des soubresauts ou formation violente de mousses, si chauffés rapidement, peuvent être introduits directement dans l'ambiance à température élevée de la chaudière sans risque de production de soubresauts, de formation de mousses de nature à mettre l'opération de distillation-en difficulté.
b) la distillation s'opère en majeure partie lorsque le liquide à traiter se trouve dans la chaudière sous forme de couche mince (film} sur des surfaces en rotation, ce qui offre une condition très favorable pour une évaporation active.' c) la possibilité de loger en un espaoe relativement restreint des surfaces d'évaporation ou de chauffe relativement considérables, ce qui conduit à une réduction des
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dimensions générales des appareils et permet en outre d'obtenir un rendement thermique élevé.
Les avantages principaux énumérés ci-dessus, sous a, b, c sont réalisés par cette invention en disposant à ltinté- rieur d'une chaudière de distillation, arrangée pour distillation continue, un chenal hélicoïdal tournant autour de son axe longitudinal situé lui-même de préférence dans l'axe longitudinal de la chaudière, le liquide destiné à être traité dans la chaudière étant introduit d'abord dans le chenal à son extrémité pour être progressivement transféré à l'autre extrémité du chenal par la translation produite par le mouvement de rotation du dit chenal, de cette autre extrémité, le liquide est alors périodiquement déversé (chaque tour) dans le reste du liquide contenu dans la chaudière.
De préférence, le chenal est pourvu d'organes pour qu'en tournant il fonctionne également comme agitateur du liquide contenu dans la chaudière; ces organes agitateurs sont établis de façon à élever le liquide pour pouvoir l'épandre ensuite contre la paroi intérieure de la chaudière.
Lorsque la nature du liquide à traiter le rend désirable, les agitateurs peuvent être munis de lamelles métalliques faisant office de racleur pour prévenir la formation de dépôts, d'incrustations contre les parois de la chaudière.
Lors de la distillation d'huiles, de goudrons, de liquides contenant de l'eau, il se produit fréquemment des soubresauts, des -formations de mousses dans le sein du liquide en traitement, particulièrement lorsque le chauffage se fait brusquement. La présence de gas dissous dans le liquide à traiter ou de certains autres liquides que de l'eau peut provoquer les mêmes phénomènes.
Prenant comme exemple, la deshydratation et distilla-
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dans le pourcentage d'eau contenu dans le goudron suffit pour rendre l'opération difficile, même dangereuse.
Au moyen du procédé et de l'appareillage suivant l'invention, on peut, grâce à l'emploi du chenal hélicoi- dal, introduire le liquide à traiter dans 1+ambiance de la chaudière sans danger de troubler l'opération de distillation par la production intempestive de mousses, ni par l'action de soubresauts violents.
En effet, le liquide étant introduit dtabord dans le chenal ne peut troubler le liquide se trouvant à la température élevée de la distillation, au fond de la chaudière, les quantités de liquide présentées à un moment donné dans l'une ou l'autre des hélices du chenal, sont relativement petites et le dégagement des vapeurs peut s'y faire rapidement sans effet défavorable sur l'ensemble de la distillation.
Afin que l'invention soit bien comprise, et seulement pour la démonstration, il est annexé au présent mémoire, un dessin dans lequel :
Fig. 1 est une élévation longitudinale d'une chaudière pour.distillation continue conforme à cette invention.
Fig. a est une section de la chaudière suivant la ligne A-A montrant une disposition convenable pour les agitateurs et les organes de raclage.
Fig. 3 est une seotion longitudinale d'une partie de la chaudière montrant une construction du chenal hélicoïdal différente de celle indiquée par la fig. 1, le chenal étant constitué par un cylindre partiellement obturé à l'extrémité où le liquide est introduit, à l'intérieur duquel est fixée une membrane hélicoïdale formant les parois du chenal.
Dans la fig. 1, la forme d'exécution de l'invention consiste en une chaudière de distillation 1 dans laquelle le niveau du liquide en cours de traitement est maintenu à une
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hauteur relativement faible en rapport avec la capacité totale de la ohaudière; ce niveau est indiqué par 25. La tuyauterie d'évacuation du liquide distillé 4 est relevée par un coude, ou un siphon,.qui n'est pas indiqué sur le dessin, servant à fixer l'orifice d'écoulement au niveau auquel l'on désire maintenir le liquide dans la chaudière.
6 représente le foyer de la chaudière. 1 indique la maçonnerie formant l'enveloppe de la chaudière et les canaux pour les gaz de combustion: Les vapeurs de distillation s'échappent de la chaudière par le canal 9 relié par la bride 10 soit à un condenseur soit à une colonne de fractionnement lesquels ne sont pas représentés sur le dessin.
Le chenal hélicoïdal 2 est disposé à l'intérieur de la chaudière 1 et porte à sa périphérie les agitateurs 8 ainsi que les raoleurs 26. Ce chenal est entraîné dans un mouvement de rotation suivant la direction indiquée par la flèche 5 au moyen d'un groupe mot'eur monté sur une console 11 laquelle est fixée au corps de la chaudière. Cette disposition ayant son importance en vue de la conservation d'un bon alignement à l'ensemble de l'appareillage malgré les variations de température auquel il est soumis. Le chenal peut être relié à l'arbre moteur par des rayons 16.
L'organe moteur est ici constitué par un moteur électrique 12 entraînant le chenal par ltintermédiaire d'un train d'engrenages 13, vu que le chenal doit de préférence possé-der une vitesse de rotation lente. D'autre part, le moteur entraine à la vitesse qui lui est propre un ventilateur servant au tirage forcé de la chaudière ainsi qu'une pompe pour l'alimentation de la chaudière en liquide à distiller. Le ventilateur est indiqué par le chiffre de
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est introduit à un écoulement aussi régulier que possible par la tuyauterie 3 dans l'extrémité 17 du chenal. Par suite de la rotation du chenal dans le sens de la flèche 5 ce liquide est propulsé graduellement jusqu'à l'extrémité 21 du chenal d'où il est finalement déversé, lors de chaque tour complet du chenal, danse liquide déjà contenu dans la chaudière.
Le chenal baignant constamment dans le liquide à la température de distillation contenu dans la chaudière est continuellement chauffé par ce liquide, de même qu'il est'chauffé par convec- tion et radiation. Comme on peut aisément s'en rendre compte par l'examen de la fig. l, les turbulences, soubresauts, mous- . ses qui peuvent se produire dans la section 17 du chenal ne peuvent affeoter que de faibles quantités de liquide, ces phénomènes seront donc de peu d'importance, et comme l'évapora- tion dans le chenal s'effectue d'une façon activée, dès que les masses de liquide indépendantes les unes des autres at- teignent les hélices 18, 19 du chenal elles passent déjà à l'état inerte, à plus forte raison, vers l'extrémité du che- nal, lors de leur déversement dans la chaudière.
Durant la rotation du chenal sa surface intérieure se recouvre conti- nuellement d'une couche de liquide en venant baigner dans le liquide en voie de propulsion, qui se maintient au fond du chenal. D'autre part, la surface extérieure du chenal se couvre continuellement de liquide,en baignant dans le liqui- de contenu dans la chaudière.
Ainsi tant la surface intérieure du chenal, que sa sur- face extérieure servent efficacement de surface d'évaporation pour le liquide. Comme non seulement la surface chaude du chenal est en mouvement par rapport au liquide contenu dans la partie inférieure du chenal, mais aussi par rapport à l'ambiance chaude de la chaudière, il en résulte des condi- tions très favorables à une évaporation intense.
En vue d'augmenter d'une part la surface d'évaporation
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sans changer sensiblement les dimensions générales de la chaudière, et d'autre part en vue d'augmenter le temps durant lequel le liquide peut être maintenu dans l'ambiance de la chaudière avant d'être déversé dans la nappe de.liquide contenue dans le fond de la chaudière, on peut disposer un second'chenal concentriquement au premier, tournant dans le même sens, mû par le même arbre, mais dont le pas serait contraire. Le liquide introduit dans le chenal intérieur en serait déversé à son extrémité dans le second chenal, lequel, après avoir véhiculé lé liquide une deuxième fois le long de la chaudière, mais en direction opposée, le déverserait finalement dans la nappe de liquide contenue dans le fond de la chaudière.
On pourrait aussi établir des chenaux hélicoïdaux multiples disposés à l'intérieur d'un cylindre, tel celui indiqué par la fig. 5;ces chenaux seraient disposés comme les filets d'une vis à filets multiples. Ceci permettrait de subdiviser encore 'davantage les masses'de liquide en voie de translation.
La surface d'évaporation du chenal peut être augmentée soit en construisant les parois du chenal en tôle pourvue d'ondulations, soit en disposant à l'intérieur du chenal des bandes de tôle ondulée, du métal déployé.
Le chenal lui-même peut être muni d'un corps de chauffe utilisé de pair avec le chauffage général de la chaudière, ou bien destiné à-remplacer ce dernier. On pourrait par exemple employer à cet effet soit un fluide chaud circulant dans une double.paroi formée le long du chenal, soit faire usage de corps de chauffe électriques. On pourrait également disposer le long du. chenal des tubes de chauffe parcourue par un fluide chauffant.
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naux de départ de vapeur de la chaudière, l'un à l'extrémité de la chaudière où se fait l'introduction du liquide dans le chenal, l'autre, à l'extrémité opposée.
Cet arrangement aurait'l'avantage d'éviter que les vapeurs s'échappant du liquide lorsqu'il se trouve dans la première phase de la distillation, se mélangent complètement avec les vapeurs distillant à des températures plus élevées.
Au moyen de ce système des liquides peuvent être évaporés jusqu'au, point où le résidu, bien que liquide aux températures élevées, ait atteint une conoentration et une pureté telle que lors de son refroidissement il se cristallise.
La cristallisation ne se produit alors pas dans l'appareil décrit, mais s'opère dans des bacs ou récipients ael hoc où le liquide se refroidit après avoir quitté la chaudière.