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LAVEUR DE BOUE.
La présente invention concerne un dispositif pour extraire, par le lavage, les substances dissoutes ou solubles des boues, ce dispositif étant destiné surtout au traitement de quantités faibles ou moyennes de boues et fonctionnant sans pièces mobileso
Le lavage des substances sous la forme de boues est appliqué dans l'industrie chimique pour la séparation de matières des genres les plus différents, la boue épurée comme aussi les matières dissoutes dans le liquide de lavage pouvant, selon le cas en question, représenter le produit de valeur recherché ou le résiduo Mais dans tous les cas la nécessité existe de réaliser un lavage intégral avec une quantité de liquide de lavage aussi faible que possible et de retirer la lessive de lavage, à la fin du processus, sous la forme d'un extrait aussi concentré que possible.
L'ancienne méthode de filtrage avec des rinçages ultérieurs répétés ne répond à ces conditions que si l'on utilise les filtres-presses relativement onéreux et dont l'emploi demande beaucoup de temps. On utilise par suite depuis peu des réservoirs en forme de colonne comportant plusieurs fonds légèrement coniques dans lesquels la boue est refoulée d'un fond à l'autre par un système de raclage ou un système similaire, et descend entre les fonds en un courant opposé à celui du liquide qui s'élèveo Ces dispositifs sont toutefois sujets à des dérangements en raison du système de raclage qui est actionné mécaniquement et, du fait du tourbillonnement de la boue, ils nuisent à sa sédimentation régulièreo En outres ils ne sont appropriés que pour un grand débit.,
Conformément à la présente invention,
la boue devant être lavée est sédimentée dans un réservoir installé verticalement, qui est divisé, à la façon d'une colonne, par des fonds coniques comportant un angle d'entonnoir assez aigu pour que la boue descende en glissant dans ces fonds, sous l'effet de son propre poids,vers l'ouverture de l'entonnoir et s'écoule par
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cette ouverture. L'angle d'entonnoir le plus approprié dépend dans ce cas de l'état particulier de la boue et du liquide de lavage. On donne opportunément à cet angle une valeur inférieure à 45 . Au-dessous de l'ouverture d'entonnoir de chaque fond est disposé, conformément à l'invention, un répartiteur de boue fixe, qui possède la conformation d'une assiette, laquelle renvoie la boue qui s'écoule par dessus son bord dans les zones extérieures de la colonne de liquide qui monte.
Il se produit alors, à l'intérieur du réservoir cylindrique, des étages consécutifs de concentration pour le liquide de lavage, ne donnant pratiquement pas lieu à une diffusion entre eux, dans lesquels ce liquide de lavage s'enrichit progressivement, en montant d'étage en étage, des éléments solubles et liquides de la boue. En même temps, la boue descend en un courant opposé, d'étage en étage, à travers des zones séparées qui présentent un liquide de lavage progressivement de p lus en plus pur et se trouve, de ce fait, lavée par paliers et d'une façon de plus en plus complète.
Mais ce résultat est obtenu, selon l'invention, sans pièces actionnées mécaniquement et sous l'effet d'une concentration plusieurs fois répétée et d'une nouvelle dissolution consécutive, ainsi que d'un mélange de la boue dans l'ensemble de la section transversale de la colonne de liquide, de manière telle que chaque particule de boue ait de façon certaine un contact répété et des plus intimes avec du liquide de lavage d'un degré de pureté croissant.
Le réservoir de préférence cylindrique, avec les fonds en forme d'entonnoirs encastrés, reçoit opportunément une hauteur telle que la longueur des tronçons compris entre les bords de deux entonnoirs consécutifs soit plus grande que le diamètre du réservoir. Les entonnoirs peuvent être suspendus sur un bâti introduit dans le réservoir. Mais il est préférable de relier directement le bord des entonnoirs à la paroi du réservoir en construisant au mieux le réservoir par des tronçons tubulaires individuels reliés entre eux par des brides, les divers tronçons contenant chacun un entonnoir de retenue. Il est cependant essentiel de prévoir toujours une forme assez aiguë de l'angle d'entonnoir pour que la boue sédimentée descende d'elle-même en glissant sur les parois des entonnoirs,de façon que son déplacement soit intégralement provoqué par son propre poids.
Il est, en outre, important que les répartiteurs de boue ramènent la boue, derrière chaque ouverture d'entonnoir, à partir du centre vers l'extérieur et la répartissent aussi également que possible sur la section transversale de la colonne de liquide qui monte.
On les constitue au mieux, à cet effet, comme des cuvettes de débordement en forme d'étoile, qui sont munies sur leurs bords d'entailles régulièrement réparties, par lesquelles la boue s'écoule bers le bas uniformément répartie.
Le liquide du lavage, qui coule à travers la colonne en un courant opposé, de bas en haut, ne doit pas empêcher l'écoulement de la boue.
On prévoit donc opportunément au bord supérieur de l'entonnoir de chaque étage un canal de passage pour le liquide de lavage, canal dont la section transversale doit être calculée avec une valeur plus grande que l'ouverture de l'entonnoiro On évite ainsi la formation d'une pression dynamique en avant de l'embouchure de l'entonnoir et la boue peut s'écouler sans résistance sur le répartiteur de boueo
Le canal de passage mentionné peut être constitué par une fente circulaire entre la paroi du réservoir et le bord de l'entonnoir.
Mais il s'est avéré plus opportun d'utiliser à cet effet un système de tuyaux allant du bord de l'entonnoir à l'axe du réservoir tubulaire et débouchant là dans une tubulure dirigée vers le haut; car, de ce fait, le liquide de lavage prélevé au bord de l'entonnoir dans une zone complètement clarifiée est amené dans la zone centrale, située au-dessous du centre du répartiteur de boue suivant et le liquide de lavage est simultanément contraint de se répartir à chaque étage, en coulant de nouveau de l'intérieur vers l'extérieur, dans les sédiments qui descendent. On empêche ainsi la production de chutes sensibles de la concentration dans la colonne de lavage en question.
L'invention est expliquée ci-après de façon plus complète avec référence au dessin ci-joint, dans lequel:
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Figo 1 montre une coupe longitudinale schématique à travers un dispositif pour l'exécution du procédé conforme à l'invention;
Figo 2 montre une vue d'en dessus d'un des entonnoirs de retenue
4 en direction de la ligne de coupe II-II;
Figo 3 montre la vue d'en dessus agrandie d'une des étoiles ré- partitrices 5,6 en direction de la ligne de coupe III-III (figo 1);
Fig. 4 montre une forme d'exécution spéciale de l'embouchure tu- bulaire 8a;
Fig. 5 montre la coupe verticale, et
Figo 6 la vue d'en dessus, à partir du plan VI-VI (fig. 5), d'une forme d'exécution modifiée.
Le récipient en forme de colonne qui est représenté dans la fig.
1 est construit à partir de tronçons tubulaires individuels, la figure mon- trant trois de ces tronçons, A à C. Chaque tronçon consiste en l'enveloppe tu- bulaire 1 avec les brides d'assemblage 2 et 3 et entoure un entonnoir de tôle
4 à angle aigu, dont le bord recourbé est serré entre les joints des brideso
Au-dessous de l'embouchure de chacun des entonnoirs 4 est suspendue une assiet- te en forme de cuvette 5, dont les dentelures 6 disposées en forme d'étoile sont pourvues au bord d'entailles 7 uniformément réparties.
Immédiatement au- dessous du bord de chaque entonnoir 4 est soudé dans l'entonnoir, comme canal de passage pour le liquide de lavage, un tuyau transversal 8 qui débouche par la tubulure 8a dans le tronçon supérieur suivant de la colonne de lavageo La section transversal totale de ce canal 8, 8a est calculée avec une valeur plus grande que la section transversale de l'embouchure inférieure de l'entonnoir 4.
Dans la pratique, on assemblera en une colonne environ de quatre à huit tronçons tubulaires du genre décrit. Cette colonne porte comme pièce de tête, pour l'adduction de la boue et l'évacuation de la solution de lavage saturée et clarifiée, un récipient 9. La section transversale de ce récipient en forme d'entonnoir 9 est opportunément calculée avec une valeur sensiblement plus grande que la section transversale des tubes 1, afin que le liquide de lavage puisse se clarifier complètement avant son évacuationo Le liquide de lavage s'écoule par le canal circulaire de débordement 10 et le tuyau d'évacuation 11. L'adduction de la boue a lieu plus bas, par le tuyau d'adduction 12 et le canal circulaire 13, à partir duquel un grand nombre d'ouvertures 14 uniformément réparties sur la périphérie débouchent dans l'entonnoir 9.
A son extrémité inférieure, la colonne de lavage est fermée par un entonnoir 15 dans lequel débouche, à peu près à mi-hauteur, le tuyau d'adduction 16 du liquide de lavage introduit sous pression. Al'embouchure inférieure de l'entonnoir 15, la boue est extraite par la soupape d'évacuation 17. Cette dernière peut être également remplacée par une écluse tournante de sortie ou par un organe similaire.
Toute la colonne est portée par trois pieds, dont l'un, le pied 18, est représenté dans la figo 1. Le processus du lavage se déroule comme suit:
La boue devant être lavée est amenée en haut, de façon continue, par le tuyau 12. Elle pénètre par les ouvertures 14 de toutes parts dans l'entonnoir de tête 9 et est amenée, par le fond conique qui ferme en haut l'étage supérieur A, à la cuvette répartitrice de boue en forme d'étoile qui se trouve au-dessous, cette cuvette dispersant la boue également dans le liquide de lavage à l'intérieur de l'étage de lavage Ao La boue dispersée sédimente alors sur le fond conique 4 appartenant à l'étage B et glisse sur ce fond à travers l'ouverture centrale de l'entonnoir jusque dans la cuvette répartitrice de boue 5 de l'étage de lavage suivant Bo Les éléments liquides et solubles de la boue passent dès ce moment,
dans une proportion importante, dans le concentrat contenu dans l'étage de lavage A. Ce concentrat s'élève à partir de l'étage de lavage B par le système de tuyaux 8, 8a, complètement éclair-
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ci, jusqu'à l'étage de lavage A, traverse ensuite le système de tuyaux correspondant sur le fond 4 situé au-dessus de l'étage de lavage A, achève de se clarifier dans le récipient de tête 9 et déborde alors dans le canal circulaire 10.
Le processus décrit se répète, d'étage en étage, dans les étages de lavage A à C jusqu'à l'entonnoir 15, de sorte que la boue peut être finalement soutirée à l'état complètement lavé par la sortie inférieure 17.
Le liquide de lavage est introduit dans la colonne de façon continue, sous pression, par la canalisation 10. Il parvient, à partir de l'étage inférieur C, par les tuyaux 8, Sa, au centre de l'étage de lavage B qui se trouve au-dessus, et ainsi de suite; il se répand chaque fois dans le sens radial sur l'ensemble de la section transversale de la colonne de liquide et recueille, en un lent contre-courant, les substances dissoutes et solubles contenues dans la boue qui descend. Le liquide de lavage s'enrichit par suite de plus en plus de ces substances, d'étage en étage, et quitte le récipient de tête 9 par le canal de débordement 10 comme extrait présentant un degré de concentration aussi élevé que possible.
Le resserrement de la boue dans l'embouchure des entonnoirs des fonds 4 a pour effet que la boue n'entraîne dans chaque cas, d'un étage donné à l'étage suivant, qu'une quantité relativement faible du liquide de lavage. Ce resserrement peut toutefois, malgré l'angle très aigu des entonnoirs, donner lieu occasionnellement à une obstruction de l'embouchure des entonnoirs.
On insère par suite opportunément dans la canalisation 16 une soupape de retenue 19 et on équipe l'embouchure Sa de chacun des systèmes de tuyaux 8 avec une soupape de retenue ; dernière peut, par exemple, conformé- ment à la fige 4, consister en une balle de caoutchouc creuse 20 qui flotte librement, à l'intérieur d'une corbeille de fil métallique 21, au-dessus de l'embouchure Sa du système de tuyaux 80 Si l'on ouvre la soupape 17, le liquide de lavage qui s'écoule provoque une réduction de la pression dans l'entonnoir 15, de sorte que les soupapes de retenue 20 ferment les canalisations 8, 8a à tous les étages de lavage et que le liquide de lavage est refoulé vers le bas à travers les embouchures des entonnoirs.
Une brève ouverture de la soupape 17 suffit pour libérer ainsi toutes les embouchures des entonnoirs de la boue qui les obstrueo
La charge de la colonne doit naturellement être déterminée de fa- çon telle que la vitesse d'écoulement du liquide de lavage dans les étages de lavage soit plus faible que la vitesse de sédimentation des fines parties constituantes de la boueo En. effet, c'est seulement à cette condition que le liquide de lavage, lors de sa montée d'étage en étage, reste exempt d'éléments de boue qui sont de nouveau entraînés vers le haut à l'encontre de la sédimentationo
L'angle relativement aigu des divers entonnoirs 4, utilisé conformément à l'invention, a pour conséquence, dans le cas d'un mode de construction conforme à la fig.
1, des réservoirs relativement élevés, dès que l'on doit, pour augmenter le débit, adopter des diamètres de 1 mètre ou même davantage. Il est possible d'éliminer cet inconvénient en remplaçant, conformément à la fige 5, les divers entonnoirs par des fonds 22, 22a, qui portent chacun un système d'entonnoirs courts 23, 23a. Ces entonnoirs sont alors opportunément équipés en haut avec une entrée à pans coupés, afin de pouvoir, conformément à la figo 6, les monter en forme de rayon de miel, sans grandes surfaces horizontales intermédiaires sur lesquelles la boue pourrait se fixer.
Il suffit dans ce cas d'affecter à chaque fond un seul système de soupape 20,21 (voir fig. 4).
L'adduction de la boue a lieu dans ce cas en tête du réservoir, de préférence par un tuyau central 13a qui fait saillie à partir du haut dans le réservoir 9ao Au-dessous de ce tuyau l3a est disposée une cuvette répartitrice 5a qui est constituée d'après le modèle de la cuvette répartitrice en forme d'étoile 5 (voir fig. 1 et fig. 3); la boue est alors répartie
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également sur les fonds 22, 22a. L'évacuation du liquide clarifié a lieu en haut par un couvercle 25 muni d'un grand nombre d'orifices 24 et par un canal circulaire 10a avec le tuyau d'évacuation 11a.
REVENDICATIONS.
1 - Laveur de boue, dans lequel la boue descend, en un courant opposé au liquide de lavage qui s'élève, à l'intérieur d'un réservoir installé verticalement et est retenue à plusieurs reprises par des fonds en forme d'entonnoir, disposés les uns à la suite des autres, à la façon d'une colonne, ce laveur étant caractérisé par des fonds dont l'angle d'entonnoir est suffisamment aigu pour que la boue glisse vers le bas dans ces fonds, sous l'effet de son propre poids, vers couverture de l'entonnoir, et au-dessous de l'ouverture de chacun desquels se trouve un répartiteur de boue ayant la constitution d'une assiette qui répartit la boue s'écoulant par-dessus son bord dans les zones extérieures de la colonne de liquide qui monte.