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production de gaz activés et leur utilisation
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Certains corps ont, à l'état gazeux, la propriété d'absor- ber ou (t'adsorber d'autres corps qu'ils peuvent alors entraîner avec eux, les séparant ainsi de produits auxquels ces corps se trouvaient mélangés ou dans lesquels ils étaient retenus.
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La présente invention concerne - l'activation de ces baz, c'est.
à dire la possibilité et les moyens de les activer par le développement ou l'accroissement,
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en vue d'utilisations iiiczugtrielles, de leurs propriétés absor- bantes ou ad5oiiJante , ce qui peut être comparé à.l'activation des ausorbants solides déjà pratiquée pour les charbons actifs, lesterres activées, etc..
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- l'application bënurale a.t l'utilisation deI ces propriétés ainsi accrues à des problèmes de séparation entre eux, avec ou sans récupération, ae corps qui, simultanément ou respeotivé- ruant, sa trouvent a l'état gazeux ou bien à l'état liquide ou bien à l'état solide, avec ou sans, dans ces deux derniers cas, évaporation préalable ou simultanée ou sublimation préalable ou simultanée, - des moyens industriels de production des'gaz activés ou d'activation des gaz absorbants ou adsorbants, - des moyens industriels pour/utiliser leurs propriétés, - un exemple de réalisation industrielle complète :
production, activation et utilisation d'un tel gaz', appliquées à un problè-
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me général Qe séparation. , On observe que le pouvoir absorbant ou adsorbant 'de certains gaz, dits ou non "ineoetes", ou de certaines vapeurs peut être assimilé à cette propriété qui leur est communément attri- buée sous le nom de "tendance à se saturer ou à se ressaturer".
C'est ainsi que la v&peur d'eau dessaturée a tendance à se res- saturer en absorbant non seulement de l'humidité, c'est à dire de l'eau à l'état liquide, mais aussi d'autres vapeurs, ou gaz tels que des aldénydes, des cétones,, des huiles essentielles, des éthers, des acides volatils, dès-hydrocarbures, des di-, aes tri-, et des tétrachlorures, des sulfures, etc. Cette
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"tendance" des vapeurs ou des az peut être ràpprocnée de "1'activité" ou du "pouvoir" absorbant ou adsorbant de* onarbons végétaux ou animaux, de certaines terres décolorantes, de certains sels pu mousses métalliques.
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On développe ou on aocroit très sensiblement ce pouvoir
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en activant ces produits par des traitements onimiques et tn:=::- miques appropriés io-1t le résultat apparent est généralement d'accroître la porosité ae ces corps '?,1 rendant, par la il28- truction da certaines cellules, les viaes et espaces int8rsi-
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ciels plus nombreux et plus grands. On peut de même développer ou accroître, par des traite-
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ments appropriés, mécaniques, chimiques ou y.ysi,yus, le pou- voir ab- ou adsorbant a'un jaz ou d'une valeur. On en facile- te ainsi l'utilisation et on 3a,,..ie.ito le nomoro ne ses applica-
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tions.
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Un mode de réalisation as cette invention consiste ci agir sur les conditions de température et: c.3 n8,,:..-ion ae telle fa- çon qu'on arrive à augmenter Q3dé ae Iras grandes proportions le volume ae ce .az et en accroître considérablement les 0.ils- tances intermolécal3.ires et; intramoléculcires ou inter&tO;1i;;'U8S.
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A cet effet:, dans un évaporateur chauffé par un moyen
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quelconque, par exemple un foyer extérieur, une enveloppe cnaLt±- fante, la circulation, dans un serpentin, a'un fluiae ohaua, eau, huile ou vapeur, la mise sous tension (J'une ou âe plusieurs résistances électriques, on vaporise de l'eau, ou ae l'alcool ou àe l' éther ou tout autre produit qui; a l'état gazeux, sera susceptible a'absorber les corps que l'on veut séparer, ou ae
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les adsorber.
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Dans l'exemple aécrit, sous la pression absolue qui cor- respond à celle a'une colonne de i;,erc.r: ae 1,jO #-1/.Y, on prônait de la vapeur d'eau saturée à une température d'environ ôl de-
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grés centigrades.
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En lui fournissant ensuite des calories dans un éon6n..;eur
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de température par un Moyen quelconque, par exemple l'un ae
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ceux indiqués ci-dessus, on dessatura cette vapeur, on évapore toute son eau de primage, on la débarrasse de toute trace d'hu- midité. On la surcnauffe ensuite par un apport supplémentaire de calories, soit dans le :.<ê:.e éO.l8.d,';'Llr de température, soit, de préférence, dans un autre, place en série avec le premier.
Cette vapeur sous pression réduite, cte ssaturée , séchée, est surchauffée, r'ar exemple a 15U ;, elle atteint une températu- re qui représente le nombre de Ge8 ,,;r',3s axe sa t<311l)érature de sa- turation multiplié par ,5. Elle ossèâe, Clans ces conditions un pouvoir absorbant considérable, our fixer les idées, on
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rappelle qu'un kilog. de vapeur saturée, sous la pression at-
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mosphérique, soiiEPZ 1,0127, occupe un volume Ó.0 w m, cubes environ; si l'on réauit la pression à rlP O,Oô6, ce volume aepasse 7ô m. cubes.
On augmente encore ce volume et les uistances intermolécu- 121 ires qu'il implique en détena-jnt la vapeur ans une enceinte où la pression absolue sera réQuits par exemple à Hpz 0,0056 et même 0,OO6 en présence des vapeurs ou az .i,A' il s' agit d'absorber et n'entraîner afin Q0 réaliser leur séparation d'autres corps solides, liquides ou gazeux Gont on veut les éliminer aans un but quelconque.
Dans l'exemple décrit, on joursait l'activation en surchauffant cette vapeur i<o.it un nilog. a 500 et sous la pression de KFI 0,00oo occupe ;:)8;,) ,,1. cubas, à 500 et vous Epz O,OQ46 occupe 957 m. cubes. dn réglant convenablament la vaporisation, on proauit un courant ;ui peut aevllir extrêmement rapide, favorisant par Ges phenomènes ae turbulence les actions
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de contact avec les produits traités et, par sa vitesse l'en-
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traînèrent des corps à séparer. Cette vitesse favorise égale- ment l'ionisation au. gaz passant en sens contraire à celui des électrons. multiples sont les possibilités d'application des proprié- tés d'un gaz ou d'une vapeur ainsi activés.
On peut indiquer, à titre d'exemples, d'une 'manière énumérative.et non limitative :
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-Enlèvemen'c de l'humidité, dessication des viandes, des, poissons, des légumes, des fruits, du lait, en vue de leur conservation sous la forme séchée, desséchée, déshydratée ou anhydrée; sè- chage des noix de coco pour la préparation, du coprah sans alté- ration de l'huile, concentration de jus, lait, 'sirops, miel, sucres et jus sucrés, glycérine, produits pharmaceutiques ou
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bromàtologiques, gemme, latex;
sèchage de poudres d'organes pour usages opothérapiques; enlèvement et récupération ae corps liquides volatils, facilement ou difficilement distillables ou sublimables tels que l'eau, les huiles essentielles, acides gras,.cétones, aldéhydes, crésols, hydrocarbures, sulfures po-
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lycalotures, corps dérivés de l'iode et du brome, camphre, naph- taline, soufre, bitumes et autres, contenus dans des produits liquides, pâteux ou soliua's tels que huiles, pétroles bruts, dérivés des pétroles, alcool, sirops, miel, jus, sucs, résines,
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latex, geliDi6 ou bien contenus dans des tissus organiques ou fabriqués;
de certaines boues, de certains liquides, tels que
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,les pétroles et leurs dérivés, bruts ou seiui raffinés ou raffi- nés, ue certains ,5az,. tels que le gaz d'éclairage, l'a sépara- tion et l'élimination de produits récupérables tels que le benzol, le méthane et autres.
La présente invention utilise également, pour la séparation et l'enlèvement d'un grand nombre de ces produits, les phé-
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nomènes d'azëotropisme qui se produisent au cours de la réali- sation du procédé. En effet, dans la chambre évaporatoire o a lieu la séparation, les tensions de vapeur des liquides non miscibles s'ajoutant, le point d'ébullition de l'ensemble sous la pression'considérée se trouve abaissé, ce- qui favorise le dégagement des corps à éliminer par simple réglage du chauffage auquel est soumise la matière en traitement dans cette chambre.
Un dispositif complet permettant d'appliquer la présente
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invention et aa réaliser une des multiples formes de la mi.3e en oeuvre de ce procédé consiste en une installation permettant de séparer intégralement ou partiellement, suivant le cas,
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l'ea<a contenue dans des produits tels que vié-nàes, fruits ou légumes à dessécher, huile de transformateur à rendre rigou- reusement nhyüre, jus de raisin à concentrer ou autres.
L'absorbant produit et utilisé- dans cet exemple sous for- me de gaz activé'est de la vapeur d'eau produite sous pression
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réduite, dessaturée, séchéa et surchauffée. A cet effet, de l'eau ûistil10ci, recueillie dam, un bac 3 11lU1Ü d'un'trop plein et d'un respirateur, est aspirée à l'évapo;ateur 4 par la succion du vide, à travers un tuyau 9 muni d'un robinet d'arrêt ...
Cette eau distillée est vaporisée en 4 sous pression réduite, les calories nécessaires étant fournies par la serpentin 12 muni de robinets d'entrée de vapeur 1 et de sortie d'eau
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condensée z. Cette eau de cond6nsation èt celle provenant d'autres échangeurs de température de l'installation, recueil-! lie au bac sert de réserve d'eau distillée, hais on peut employer de l'eau distillée de toute autre provenance ou bien employer un autre liquide approprié et le chauffage -de 4
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peut être fait par tout autre moyen, t"1 ,::.0.,;' foyer indépenciant,
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résistance électrique, circulation intérieure ou extérieure
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d'huile ou d'eau chaudes sous pression, etc.
L'évapo1'et8ur est muni u'un8 soupape as sûreté 16, a'un inaicateur ae vide a, d'un thermomètre b et (,-'un indicateur ':'2 .clv8au.± servant a contrôler la quantité vaporisée à l' ú9ure.
Dans l'exemple décrit, la ,res,¯ion absolue aans l'évapora- teui 4 est d'environ 0 pièZ:.:s et 1.: température ú3 1> vapeur saturée est a'environ.80 cL'é.,rsS Cé:l.ti',:;I.'3,ú.2S.
Cette vapeur passe aans un. u,:;SSâtUI'Clts lU .:2. où l'eau de primage et l'humidité due à la aet<5.-t<:a ,¯oüt 'vaporées. L'ap- port des calories nécessaires 3st réalisé L-.#;ns l'exemple dé- crit, par 0 la vapeur ous :3. clan 43.1 '',..L.c;=:i. =.;Jtou=r a'un faisceau tubulaire là travers lequel pdSS8 la vapeur iJ1ts tes- sion réduire. Cet apport peut 8us.si acre Íic par foyer di- rect, serpeubin (;,'2 vapeur, ut:Llll' ou 16v.lJ., par résistances
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électriques ou par tout autre moyen.
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Dessaturée en j, la vapeur est i'ècü::;,lLÎ'd8 1.iis 1 tdCL13.n--2Ul' tem:ératures par b,)j;Jol't cjl02'L"'s -:'ï.'Í2ct'.lé CODb'.:; ci': de températures par apport i:., c>loil,;s ;rf?otué conL;iS dessus. Elle traverse 8.u:ui te le SL#CLlé;,UJ.',L'Ül' a .1;J.ute tempé- rature 1 constitué, dans l'exemple décrit, ai un corps tubu- laire qui contient plusieurs résistances électriques mises en- semble àu séparément sous tension, suivant les besoins.
Un puiéieur g¯ permet d'évacuer l'eau éventuellement cors.exyée à la suite d'un arrêt <-1. l'c:.;Y;ë\I2il..Je 7,1" c;.;lZ absorbant constitué ici par ue 13 vapeur ainsi activée par aetence, âes- saturation et surchauffe sous pression t,;, ç. i:cui t' , traverse le tuyau 17 dans lequel s t3iîl,él'QtUt2 S'".L), mesurée par un thermomètre b et sa pression ,"31 un inic'.t::uï aa viae ¯a, puis arrive, par un tuyau 16, J.¯s.M: la enazibie évaporatoire ou dans la cuve :2. représentée 9il variante.
Dans l'exemple aécrit, 1 est une armoire construite pour supporter et maintenir un viae alevé et aisposée pour rece- voir, par exemple, ùes cossettes ae légumes ou ae fruits uont il faut séparer un corps li'iuias .¯¯ai n'est autre que leur eau da végétation. Ses parois, en fonte, sont vitrifiées.
Elles peuvent être, suivant le cas, étamées, parkérisees, émaillées pu pourvues ae tout adtie reyêt3LiSlt ..rotacteur<¯pu doublées d'una, matière plastiaue appropriée. Les plateaux u,an fonte, au. C1J.:;'OJ;n6f polis extérieurement, peuvent, suivant le Ou;:;, jl csjooee, Qo is ex .e ie.Jr<o>i:1,.ii, ,>e CL3ilS =uiva>1 l::r (etre)onauf.!:'es elaotriquement, coîmne aans l'exemple, ou par circulation intérieure (J'un l'luiue c,u"u<5.. On p=ut :..ussi les construire n tôle a' aciet , cuiute , duralumin ou tout autre métal approprié, ou en matière ,.lasti>,¯, en porcelaine, en cristal chauffant, en bois muni dj résistances nickel-chrome ou en toute autre matiara répondant aux néces.ités du travail à réaliser.
L'apport Q'3 calories effectua par l'intermédiai- re des plateaux compense la perte par avaporation ou sublima- tion des proauits que la va2 activé absorbe etc entraîne; il
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favorise leur dégagement.
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L'armoire est munie =ie réparas r, indicateurs 0.2 -viae a; de température b. La tu-=Jul:<.e lE est reliée à la tubulure 17, amenant de 7 (pl8ncl1G 1) le <::;8L:. active GOlt la tubulure 1 permet l'évacuation et cells a.es produits entraînés, vers le dispositif de oonaensaticn, séparation et proauction au viûe figuré planche 111. Les tubulures 19 et ';;0, munies ou non d'ajutages, servent à repartir le az activé et a régulariser
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sa circulation.
Cette chambre évaporatoire, au lieu d'être du type ar- moire, peut être du type tunnel pour travail continu, muni
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de sas et que traversent des chariots charges des .produits à traiter, y séjournant chacun 'suivant le temps convenable.
La varinte est une cuve, utilisée pour les liquides ou les corps pâteux dont il faut séparer l'eau ou d'autres pro- duits vàporables ou sublimables. Un dispositif 22 permet la répartition méthodique du gaz activé au sein de la'masse.
Cette masse est réchauffée par un dispositif de chauffage, foyer, double enveloppe ou serpentin de modèle courant, non
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représen-cé pour ne pas surcharger le dessin. De même on n'a pas figuré l'agitateur aont elle peut utilement être munie, principalement dans la cas où l'on traite des liquides épais ou pâteux. Le gaz activé arrive par 18, estévacué avec les produits qu'il entraîne par 21, les mousses éventuelles .étant arrêtées par un brise mousse 27.
La cuve est munie d'une tubu- lure 23 pour l'arrivée et le départ du liquide, d'une boîte
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de prise d'échantillon 6 avec vanne n,.dlindicateurs de vide a, de tempera-cure b, de -niveau c, la tubulure 18 porte un clapet empêchant tout retour des liquides ou gaz vers 17.
Le dispositif pour la condensation, la production du vide
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et la récupération qui, dans l'exemple décrit, s'adapte, à l'en- semble ci-dessus est représenté à la planche III..
Un séparateur 24, cyclône ou à chicanes ou autre, reçoit par 26 le gaz activé et les produits qu'il entraîne à l'état
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gazeux, liquide ou solide de la cilambre 1 ou de la cuve 3. par 21. Les produits arrêtés en 4 sont évacués par la tuyau 25, muni d'un i'obiixet x S'il y a lieu, recueillis dans un ré-
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cupérateur 32. ,
Le gaz activé et les produits non arrêtés en 24 sont aspirés au dispositif de condensation, récupération et.production du vide constitué, dans l'exemple décrit, par un condenseur 28, une pompe à vide 33 et une pompe d'extraction 51.
Un tel 'dispositif peut être remplacé, suivant le cas, par tout autre. appareil combinéou groupe d'appareils répondant au même but: Les produits condensés peuvent être recueillis ou récupérés dans un dispositif 29 avec ou sans décantation, filtration ou centrifugation subséquentes. Dans le cas où des gaz activés pourraient entraîner des incondensés, ceux-ci pourraient être recueillis dans un adsorbeur à charbons'actifs, branchée sur le refoulement de la pompe 33, ou dans tout autre récupérateur approprié.
Dans l'exemple décrit, on utilise pour avoir un vide plus élevé, un dispositif 30, du type thermo compresseur, en amont du condenseur. Le vide élevé ainsi obtenu,. sa propage dans
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l'ensefuble de l'installation à des degrés différents, ce qui permet la circulation de la vapeur de 4 vers la pompe à vide.
Dans l'ensemble décrit,'la pression produite par la vaporisa- tion est, par exemple de HPZ 0,150 en 7 tandis qu'en aval de
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la é-vaooratoire 1 ou de la. cuve M, donnée en varian- te, alla n'est que de HPZ 0,004. On-est.u7-.aÎ-tra de régler cette pression en augmentant ou an modérant la vaporisation afin d'avoir constam.-snt la difiérenoe de pression nécessai- re et suffisante pour que la vapeur activée traverse 1 ou la
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vaciante 4 à la -vitesse convenable et avec le volume désiré.
un peut ci6&lèiL.6xt braiiciier le refoulement de la pompe 33 sur un point quelconque du circuit.et y ramener legaz.activé débarrassé des produits entraînés, formant ainsi un circuit partiellement ou totalement fermé, ce qui permet'de récupérer et réutiliser le gaz actif et de régler la pression en n'im- porte quel point du circuit.