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PERFECTIONNEMENTS AUX REACTIONS ENTRE UN GAZ ET DES SUBSTANCES
SOLIDES A L'ETAT FINEMENT DIVISE.
La présente invention est relative à un procédé perfectionné pour la réalisation de réactions entre un gaz et des substances solides à l'état finement diviséo
L'invention est également relative à un appareil perfectionné pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus.
Il est connu de réaliser le contact intime entre un solide fi- nement divisé et un fluide gazeux par la mise en suspension de ce solide réduit en poudre dans un courant ou une atmosphère gazeuseo C'est le cas notamment pour la combustion du charbon pulvérisé insufflé dans les chambres de combustion de chaudières ad-hoc et pour le grillage de minerais sulfurés ou arséniés par les procédés analogues dits de "flash roasting" et notamment le procédé que nous avons breveté par notre brevet anglais N 223741 du 26 octobre 1923. Dans la pratique industrielle, on est amené souvent à soumettre à ce mode de réaction solide-gaz des matières fines dont les dimensions des particules varient entre de larges limites.
Ces particules de petit calibre sont entraînées rapidement par le courant gazeux et il devient nécessaire de prévoir des capacités considérables maintenues à la température optimum de réaction pour achever la réaction de ces fines particules tandis que les particules les plus grosses sont maintenues dans un état de semi-suspension qui leur assure tout le temps de réaction nécessaire ainsi que décrit dans notre brevet belge ? 313.164 du 27 octobre 1923 suivant lequel les particules les plus grosses achèvent leur réaction dans un état de semi-suspension.
Il est avantageux de mettre en oeuvre un moyen efficace qui ar rête les fines particules entraînées par le courant gazeux et les rejette dans la zone de réaction. Ceci permet de limiter grandement les dimensions de la chambre de réaction nécessaire et par suite son coût de construction et ses pertes de chaleur par rayonnement et d'obtenir une concentration de matière
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plus grande par unité de volume de la chambre d'où un dégagement plus impor- tant de calories par unité de volume, une température de régime plus élevée et par suite une réaction plus rapide et plus complétée
La présente invention consiste en ce que des moyens mécaniques sont prévus pour rejeter dans la zone de réaction les grains de petites di- mensions qui autrement seraient enlevés de cette zone de réaction avec le gaz.
De préférence, les dits moyens mécaniques consistent en un dis- positif rotatif du genre décrit dans notre demande de brevet N pr 384566 du 2 février 1950.
Un tel dispositif rotatif renvoie les petits grains dans la chambre de réaction.
Le dessin ci-joint montre schématiquement et à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention, pouvant par exemple se reporter au grillage des blendes ou des pyrites.
En se reportant aux dessins, a est la chambre de réaction de par exemple section circulaire,dans laquelle on alimente du minerai d'une trémie b au moyen d'une vis doseuse dc La chambre de réaction est prévue avec une grille ± à travers laquelle on souffle de l'air venant d'une conduite e et chambre do Les grains grillés de plus grosses dimensions tombent dans un espaee g où ils s'accumulent à l'état de suspension partielle et où ils sont maintenus en mouvement d'une manière continue; ils quittent l'espace de ré- action par une ouverture h vers une trémie 1 dans laquelle le produit fini s'accumule et de laquelle celui-ci pourra être évacué par un registre 1 ou analogue. Les petits grains entraînés vers le haut par le courant gazeux sont grillés pendant qu'ils sont en suspension dans l'espace a.
Ils ont une ten- dance à échapper avec le gaz par une ouverture à la partie supérieure vers 1.
Dans la dite ouverture cependant se trouve un dispositif rotatif du type men- tionné qui rejette les grains dans la chambre de grillage où ils sont complè- tement grillés et tombent enfin dans l'espace g d'où ils sont évacués par h et i
Un tel dispositif rotatif comprend des ailettes qui tournent autour d'un axe central verticale Le gaz avec des grains de substance solide vient de la chambre de réaction à la périphérie du dispositif et circule vers la région centrale de celui-ci à contre-sens de la force centrifuge et ensuite circule vers la périphérie pour pénétrer dans la chambre d'évacution. Les pressions à l'entrée du gaz dans le dispositif rotatif et à sa sortie de ce dispositif peuvent être maintenues substantiellement égales.
Des grains de petites dimensions sont ainsi rejetés dans la chambre de réaction par les ailettes rotatives.
Il est à noter qu'il est possible de régler la vitesse de rotation du dispositif de telle manière qu'il ne rejette dans l'espace que les grains dépassant certaines dimensions, tandis que les grains plus petits qui sont complètement grillés seront emportés par le gaz. Ces grains plus petits peuvent être précipités plus tard par tous moyens connus (non montrés). De tels moyens peuvent consister en un dispositif rotatif semblable à celui décrit ci-dessus et tournant à vitesse plus grande.
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IMPROVEMENTS IN REACTIONS BETWEEN A GAS AND SUBSTANCES
SOLIDS IN A FINELY DIVIDED STATE.
The present invention relates to an improved process for carrying out reactions between a gas and solid substances in a finely divided state.
The invention also relates to an improved apparatus for implementing the above method.
It is known to achieve intimate contact between a finely divided solid and a gaseous fluid by suspending this solid reduced to powder in a stream or a gaseous atmosphere. This is particularly the case for the combustion of blown pulverized coal. in the combustion chambers of ad-hoc boilers and for the roasting of sulphide or arsenic ores by analogous processes known as "flash roasting" and in particular the process that we have patented by our English patent N 223741 of October 26, 1923. In the industrial practice, it is often necessary to subject to this mode of solid-gas reaction fine materials whose particle sizes vary between wide limits.
These small caliber particles are entrained rapidly by the gas stream and it becomes necessary to provide considerable capacities maintained at the optimum reaction temperature to complete the reaction of these fine particles while the larger particles are maintained in a semi-semi state. -suspension which ensures them all the necessary reaction time as described in our Belgian patent? 313.164 of October 27, 1923, according to which the largest particles complete their reaction in a state of semi-suspension.
It is advantageous to employ an efficient means which stops the fine particles entrained by the gas stream and rejects them in the reaction zone. This makes it possible to greatly limit the dimensions of the necessary reaction chamber and consequently its construction cost and its heat losses by radiation and to obtain a concentration of material.
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larger per unit volume of the chamber resulting in a greater release of calories per unit volume, a higher operating temperature and consequently a faster and more complete reaction
The present invention consists in that mechanical means are provided for rejecting into the reaction zone grains of small dimensions which would otherwise be removed from this reaction zone with the gas.
Preferably, said mechanical means consist of a rotary device of the type described in our patent application N pr 384566 of February 2, 1950.
Such a rotating device returns the small grains to the reaction chamber.
The attached drawing shows schematically and by way of example an embodiment of the invention, which may for example refer to the roasting of blends or pyrites.
Referring to the drawings, a is the reaction chamber of, for example, circular section, in which ore is fed from a hopper b by means of a metering screw dc The reaction chamber is provided with a grid ± through which air is blown from a duct and chamber do The roasted grains of larger dimensions fall into a space where they accumulate in a state of partial suspension and where they are kept in motion in a manner keep on going; they leave the reaction space through an opening h to a hopper 1 in which the finished product accumulates and from which it can be discharged through a register 1 or the like. The small grains carried upward by the gas stream are roasted while they are suspended in space a.
They have a tendency to escape with the gas through an opening at the top towards 1.
In said opening, however, there is a rotating device of the type mentioned which rejects the grains in the toasting chamber where they are completely roasted and finally fall into the space g from which they are discharged by h and i
Such a rotary device comprises fins which rotate about a vertical central axis The gas with grains of solid substance comes from the reaction chamber at the periphery of the device and circulates towards the central region of the latter against the direction of centrifugal force and then circulates to the periphery to enter the discharge chamber. The pressures at the inlet of the gas into the rotary device and at its outlet from this device can be kept substantially equal.
Small grains are thus rejected into the reaction chamber by the rotating fins.
It should be noted that it is possible to adjust the speed of rotation of the device in such a way that it rejects into space only the grains exceeding certain dimensions, while the smaller grains which are completely roasted will be carried away by the gas. These smaller grains can be precipitated later by any known means (not shown). Such means may consist of a rotary device similar to that described above and rotating at higher speed.