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CONCENTRATION, ' DES .BOUES COLLANTES .ET-,/OU INCRUSTANTES.
L'invention concerne un appareil pour la concentration de liquides contenant, lors de la concentration, des boues collantes et/ou'incrustantes, par exemple l'acide phosphorique..
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des difficultés du fait que les dépôts collants et incrustations provoquent des obstructions qui exigent des arrêts fréquents de l'appareil pour procéder au démontage et au nettoyage de certains organes. Il en résulte non seulement des frais importants de surveillance .et d'entretien, mais aussi une réduction sensible du rendement de 1* installation.
L'invention. a pour but d'établir un appareil qui ne présente pas ces inconvénients et dont le rendement est fortement amélioré, grâce au fait que l'encrassement est pratiquement supprimé. L'invention a également pour
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les organes éventuellement- susceptibles de subir un certain encrassement, ou dont le remplacement peut être nécessaire en cas de modification des conditions de travail, sont faciles à démonter et à nettoyer.
Dans ce but, l'invention prévoit un appareil comprenant essentiel-
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des moyens pour distribuer le liquide à traiter sur la face supérieure de cet . écran,. des moyens pour amener du gaz chaud sous le-dit écran, des moyens pour-évacuer les gaz et vapeurs.ayant traversé cet écran de bas en haut, et des ' moyens pour évacuer le liquide-récolté dans la partie inférieure de la tour, toutes les conduites et ouvertures traversées par le'liquide ayant des sections relativement grandes, tandis que des moyens sont prévus pour assurer
un déplacement à vitesse relativement grande du liquide à travers le distri-
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En particulier, l'invention prévoit un distributeur formé d'un tube central rotatif agencé au-dessus de l'écran perforé et muni d'une ouver-
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des moyens étant prévus pour régler l'amenée dans le dit tube du liquide à traiter, de façon à y maintenir une colonne de liquide dont la hauteur de charge produit une pression suffisante;pour assurer la distribution de liqui-
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be central peut présenter un faible nombre d'ouvertures de sortie, notamment dans le cas d'une tour de grandes dimensions, à condition que la section de chaque ouverture reste suffisamment grande pour obtenir les effets recherchés.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple d'exécution d'un appareil convenant plus spécialement au traitement de l'acide phosphorique,qui sera donnée ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel:
La fig. 1 est une vue moitié en élévation et moitié en coupe verticale axiale d'un appareil selon 1-'invention;
La Fig. 2 est une vue en plan, partiellement-en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la Fig. 1;
La Fig. 3 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, de la partie centrale supérieure de l'appareil selon la Fig. 1, et
la Fig. 4 est une vue fragmentaire, à plus grande échelle, d'un détail de l'appareil.
Dans l'exemple d'exécution illustré, l'appareil comporte une tour 1, ayant par ex. la forme d'un cylindre vertical, dont le fond 2 est incliné et se prolonge localement à l'extérieur de la tour, en passant}. une certaine distance de la base de la paroi cylindrique de la tour, pour se relever à l'extérieur de celle-ci, en 3, en formant un collecteur de liquide 4 dans
le fond de la tour, qui forme un joint hydraulique et permet l'évacuation du liquide recueilli.
Au moyen d'une paroi horizontale 5, munie de perforations 6, la tour est divisée en deux compartiments 7, 8. Une amenée de gaz chaud 9 débouche dans le compartiment inférieur 8.Le compartiment supérieur est fermé par un couvercle 10, muni d'un conduit d'évacuation 11 des gaz et vapeurs du compartiment 7, et d'un dispositif d'amenée et de distribution du liquide à
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tube distributeur 12 pénétrant axialement dans la tour 1, à travers un joint étanche 13 monté au centre du couvercle 10. Le tube 12 présente un collier solidaire 14 par lequel il peut être fixé, à l'aide de boulons ou autres moyens d'attache amovibles, à un corps tubulaire 15 qui entoure librement le tube 12 sur une assez grande longueur, le centrage pouvant être effectué
au moyen de vis de réglage 1 6.
Le corps 15 traverse un anneau 17,.,avec interposition d'une garniture d'étanchéité, cet anneau étant fixé à l'armature 18 de la tour. Cet
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qui est fermé à sa base par un anneau 20 qui embrasse également le tube 12 avec interposition d'une garniture d'étanehiété. Le boîtier 19 sert. de logement à deux roulements 21, 22. Une bague de chaque roulement est fixée au corps tubulaire 15, l'autre bague étant fixée au boîtier, un tube d'entretoisement 23 étant agencé entre les deux bagues fixées au* boîtier.
A l'extérieur du boîtier 19, le corps tubulaire 15 porte une couronne dentée 24 engrenant avec un pignon d'angle 25 fixé sur un arbre 26 qui peut être mis en rotation par un moteur 27 à l'aide d'une transmission appropriée 28. La rotation de l'arbre 26 provoquera donc la rotation du corps 15 et du tube 12
Un conduit 29 d'alimentation de liquide à concentrer plonge dans
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inférieur se trouve au moins sensiblement à fleur du fond plein 31 du tube
12. Aucun dépôt ne peut donc pratiquement se produire dans le tube. Un trou
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L'appareil fonctionne comme suit.
Le liquide à concentrer, par ex. de l'acide phosphorique, est amené par 29 dans le tube 12 qui est mis en rotation, de façon que le jet
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glée de façon à maintenir dans le tube 12 une colonne de liquide telle que la hauteur de charge assure la projection, par l'ouverture 12, d'un jet allant du centre jusqu'à la périphérie de l'écran 5. La forme de l'ouverture
30 est telle que la distribution de liquide se fait à chaque instant d'une fagon pratiquement uniforme sur un-secteur de l'écran. A cet effet, l'ouverture 30 affecte sensiblement la forme d'un triangle dont un sommet se trouve pratiquement à fleur du fond 31 du tube 12, la base opposée étant au moins sensiblement horizontale.
La vitesse de rotation du tube 12 est telle (par ex. de l'ordre de 120 tours/min.) que l'arrosage de l'écran maintient en permanence sur celui-ci une petite couche de liquide, de sorte qu'il se produit un écoulement continu de liquide par les ouvertures 6, généralement sous la forme de petits tubes verticaux de liquide qui se rompent en gouttelettes à une certaine distance au-dessous de l'écran. Les gaz chauds, ayant par ex. une température de l'ordre de 500[deg.]C� sont introduits dans le compartiment 8, où ils sont mis en contact direct avec le liquider ce qui assure un bon transfert de calories et une vaporisation efficace du liquide. Le liquide qui se condense par reflux s'accumule dans le réservoir 4.
Les gaz traversant le rideau liquide montent à travers les ouvertures 6 et sont évacués du compartiment 7 par le conduit 11. Ces gaz sont humidifiés par le liquide, par exo l'eau, qui est extrait de la solution
à concentrer , mais n'entraînent pas d'acide, ni de vapeurs d'acide. Cela résulte notamment du fait que le mélange de gaz chaud et de vapeurs peut bien accéder dans l'espace supérieur du compartiment 8, entre les tubes liquides, mais ne peut pas sortir de ce compartiment sans traverser le barrage liquide formé principalement par lamasse de gouttelettes :en laquelle se transforme l'extrémité inférieure des tubes de liquide. Les conditions de travail sont telles que les gaz sortent du compartiment 7 à une température inférieure à la température d'ébullition du liquide à extraire, par ex. 90[deg.]C environ. On comprend des lors que le bilan thermique est particulièrement avantageux.
Selon 1-'invention., il est favorable,, pour le bon fonctionnement de l'appareil, que les perforations 6 n'occupent qu'une partie relativement faible, par ex. un dixième environ, de la surface de l'écran 5. Les perforations sont avantageusement des trous circulaires, par ex. d'un diamètre de
5 cm. environ, disposés en quinconce avec un écartement d'environ 14 cm. L'écran 5 a, de préférence, une faible épaisseur, par exemple quelques millimètres, et peut avantageusement être établi en tôle inoxydable ou autre matière résistant*' au liquide traité
Le liquide s'accumulant en 4 peut s'écouler vers l'extérieur et,
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d'où il sera extrait par une pompe et envoyé., à travers un conduit calorifugé, dans le tube 12. Un appoint de liquide frais à concentrer est introduit dans
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par l'appareil de concentration. Cette ajoute peut se faire dans le dit récipient, dont on enlève d'ailleurs aussi le liquide final concentré,, l'ajoute de liquide frais étant faible par rapport à la capacité du dit récipient, de façon à ne pas modifier sensiblement la concentration de la masse de liquide dans le récipient.
Selon l'invention, les sections de passage-du système d'alimen-
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se de passage du liquide est élevée, de sorte qu'il ne peut pratiquement pas
se produire de dépôts ou incrustations. Le jet continu de liquide s'échappant par l'ouverture 12 balaye continuellement l'écran 5 qui subit donc un
lavage continu efficace. L'encrassement n'est par conséquent pas à craindre.
L'appareil fonctionne d'ailleurs avec un grand débit d'alimentation par rapport à la quantité de liquide éliminé par évaporation, le rapport
étant par ex. de 30/1 environ.
L'entretien et le nettoyage sont particulièrement aisés, grâce
à la facilité de démontage du tube 12 et de l'écran 5. Ce dernier peut être
établi en secteurs amovibles individuellement. Il peut être plan ou peut
présenter la forme d'une surface de révolution à génératrice de faible courbure ou droite à faible inclinaison.
Pour enlever le tube 12 il suffit de détacher le collier 14 et de
soulever le tube, les vis 16 étant dégagées. Le tube 12 peut, surtout dans
les appareils de grande capacité, présenter plus d'une ouverture 31, par ex.
deux ou trois ouvertures semblables réparties uniformément sur la périphérie du tube. La ou les ouvertures peuvent éventuellement présenter une certaine inclinaison dans le sens de la hauteur.
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que décrit et illustré à titre d'exemple, mais que diverses modifications
peuvent y être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.
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CONCENTRATION, 'STICKY .AND -, / OR INCRUSTANT.
The invention relates to an apparatus for the concentration of liquids containing, upon concentration, sticky and / or encrusting sludge, for example phosphoric acid.
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difficulties due to the fact that the sticky deposits and encrustations cause obstructions which require frequent stops of the apparatus in order to proceed with the disassembly and cleaning of certain components. This results not only in high monitoring and maintenance costs, but also in a substantial reduction in the efficiency of the installation.
The invention. aims to establish a device which does not have these drawbacks and whose performance is greatly improved, thanks to the fact that the fouling is practically eliminated. The invention also has for
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components which may be subject to some fouling, or whose replacement may be necessary in the event of a change in working conditions, are easy to dismantle and clean.
For this purpose, the invention provides an apparatus comprising essential-
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means for distributing the liquid to be treated on the upper face of this. screen,. means for bringing hot gas under said screen, means for evacuating the gases and vapors having passed through this screen from bottom to top, and means for evacuating the liquid collected in the lower part of the tower, all the pipes and openings crossed by the liquid having relatively large sections, while means are provided to ensure
a relatively high velocity movement of the liquid through the distribution
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In particular, the invention provides a dispenser formed of a rotating central tube arranged above the perforated screen and provided with an opening.
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means being provided to adjust the supply into said tube of the liquid to be treated, so as to maintain therein a column of liquid, the charge height of which produces a sufficient pressure; to ensure the distribution of liquid.
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be central may have a small number of outlet openings, in particular in the case of a large tower, provided that the section of each opening remains large enough to obtain the desired effects.
Other features and advantages of the invention will emerge from the description of an exemplary embodiment of an apparatus more especially suitable for the treatment of phosphoric acid, which will be given below with reference to the accompanying drawing, in which :
Fig. 1 is a view half in elevation and half in axial vertical section of an apparatus according to the invention;
Fig. 2 is a plan view, partially in horizontal section taken along the line II-II of FIG. 1;
Fig. 3 is a view in vertical section, on a larger scale, of the upper central part of the apparatus according to FIG. 1, and
Fig. 4 is a fragmentary view, on a larger scale, of a detail of the apparatus.
In the exemplary embodiment illustrated, the apparatus comprises a tower 1, having for example. the shape of a vertical cylinder, the bottom 2 of which is inclined and extends locally to the outside of the tower, passing}. a certain distance from the base of the cylindrical wall of the tower, to rise outside it, in 3, forming a liquid collector 4 in
the bottom of the tower, which forms a hydraulic seal and allows the evacuation of the collected liquid.
By means of a horizontal wall 5, provided with perforations 6, the tower is divided into two compartments 7, 8. A hot gas supply 9 opens into the lower compartment 8. The upper compartment is closed by a cover 10, provided with 'an evacuation duct 11 of the gases and vapors from the compartment 7, and a device for supplying and distributing the liquid to
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distributor tube 12 penetrating axially into tower 1, through a tight seal 13 mounted in the center of cover 10. Tube 12 has an integral collar 14 by which it can be fixed, using bolts or other fastening means removable, to a tubular body 15 which freely surrounds the tube 12 over a sufficiently large length, the centering being able to be carried out
by means of adjusting screws 1 6.
The body 15 passes through a ring 17,., With the interposition of a seal, this ring being fixed to the frame 18 of the tower. This
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which is closed at its base by a ring 20 which also embraces the tube 12 with the interposition of an ethanol filling. The housing 19 is used. housing with two bearings 21, 22. One ring of each bearing is attached to the tubular body 15, the other ring being attached to the housing, a spacer tube 23 being arranged between the two rings attached to the housing.
Outside the housing 19, the tubular body 15 carries a ring gear 24 meshing with an angle pinion 25 fixed to a shaft 26 which can be rotated by a motor 27 using a suitable transmission 28 The rotation of the shaft 26 will therefore cause the rotation of the body 15 and of the tube 12.
A conduit 29 for supplying liquid to be concentrated is immersed in
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lower is at least substantially flush with the solid bottom 31 of the tube
12. No deposit can therefore practically occur in the tube. A hole
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The device operates as follows.
The liquid to be concentrated, e.g. phosphoric acid, is brought by 29 into the tube 12 which is rotated, so that the jet
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glued so as to maintain in the tube 12 a column of liquid such that the load height ensures the projection, through the opening 12, of a jet going from the center to the periphery of the screen 5. The shape of the opening
30 is such that the distribution of liquid is effected at all times in a practically uniform manner over a sector of the screen. To this end, the opening 30 has substantially the shape of a triangle, one vertex of which is located practically flush with the bottom 31 of the tube 12, the opposite base being at least substantially horizontal.
The speed of rotation of the tube 12 is such (for example of the order of 120 revolutions / min.) That the spraying of the screen permanently maintains a small layer of liquid on it, so that it There is a continuous flow of liquid through the openings 6, usually in the form of small vertical tubes of liquid which break into droplets some distance below the screen. Hot gases, having eg. a temperature of the order of 500 [deg.] C � are introduced into compartment 8, where they are placed in direct contact with the liquid, which ensures good heat transfer and efficient vaporization of the liquid. The liquid which condenses by reflux collects in the tank 4.
The gases passing through the liquid curtain rise through the openings 6 and are discharged from the compartment 7 through the conduit 11. These gases are humidified by the liquid, eg water, which is extracted from the solution.
to concentrate, but do not involve acid or acid vapors. This results in particular from the fact that the mixture of hot gas and vapors can easily access the upper space of compartment 8, between the liquid tubes, but cannot leave this compartment without passing through the liquid barrier formed mainly by the mass of droplets. : into which the lower end of the liquid tubes is transformed. The working conditions are such that the gases leave the compartment 7 at a temperature below the boiling point of the liquid to be extracted, eg. 90 [deg.] C approx. It is therefore understood that the heat balance is particularly advantageous.
According to 1-'invention., It is favorable ,, for the proper functioning of the apparatus, that the perforations 6 occupy only a relatively small part, eg. about one tenth of the surface of the screen 5. The perforations are preferably circular holes, eg. with a diameter of
5 cm. approximately, staggered with a spacing of about 14 cm. The screen 5 preferably has a small thickness, for example a few millimeters, and can advantageously be made of stainless steel or other material resistant to the treated liquid.
The liquid accumulating in 4 can flow to the outside and,
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from where it will be extracted by a pump and sent., through a heat-insulated pipe, into the tube 12. A make-up of fresh liquid to be concentrated is introduced into
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by the concentration apparatus. This addition can be done in said container, from which the final concentrated liquid is also removed, the addition of fresh liquid being small compared to the capacity of said container, so as not to significantly modify the concentration of the mass of liquid in the container.
According to the invention, the passage sections of the feed system
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passage of the liquid is high, so that it can practically not
occur deposits or encrustations. The continuous jet of liquid escaping through the opening 12 continuously sweeps the screen 5 which therefore undergoes a
efficient continuous washing. Contamination is therefore not to be feared.
The device also operates with a large feed rate compared to the amount of liquid removed by evaporation, the ratio
being eg. about 30/1.
Maintenance and cleaning are particularly easy, thanks to
the ease of dismantling the tube 12 and the screen 5. The latter can be
established in individually removable sectors. It can be plane or can
be in the form of a surface of revolution with a generatrix of low curvature or a straight line with low inclination.
To remove the tube 12, simply detach the collar 14 and
lift the tube, screws 16 being released. Tube 12 can, especially in
large capacity devices, have more than one opening 31, eg.
two or three similar openings distributed evenly around the periphery of the tube. The opening (s) may optionally have a certain inclination in the direction of the height.
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as described and illustrated by way of example, but various modifications
can be made without departing from the spirit of the invention.