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PROCEDE ET FOUR POUR LE TRAITEMENT DE SUBSTANCES SOUMISES A DES REACTIONS
CHIMIQUES AVEC DES REACTIFS.
Le brevet principal No 510 788 a pour objet un procédé et un four pour le traitement de substan@es soumises à des réactions chimiques avec des réactifs solides et des réactifs gazeux convenant bien, en particulier, pair la désintégration de la chromite.
La présente addition concerne un nouveau mode d'application du procédé et un nouveau mode de réalisation du four qui font l'objet du brevet principal et elle vise les moyens de compléter les dispositifs utilisés pour l'alimentation du mélange des substances qui doivent réagir et la répartition des gaz qui entrent en réaction, ainsi que le déchargement du biscuit et la récupération de la chaleur.
Le procédé qui fait l'objet de ce nouveau mode d'application consiste en ce que la substance pulvérulente est entièrement mélangée avec les-.' réactifs solides et envoyée au four porté à la température de réaction en une couche ayant une densité permettant le passage des réactifs gazeux, l'alimentation étant telle que les réactifs solides soient soumis à une opération de désintégration et de répartition au moyen d'un dispositif à projection, au début de la réaction, dans la chambre contenant les réactifs gazeux.
A cet effet le four peut étre muni, pour les réactifs solides, d'un distributeur mélangeur monté à l'extérieur du four et possédant un organe projetant le mélange dans le four en le répartissant uniformément. En outre, un lessiveur dans lequel le produit est lessivé petit à petit après la réaction peut être monté à la partie inférieure du four.
Pour l'application du procédé le four peut comprendre, en outre, dans sa partie supérieure, une chambre à doubles parois et à .chauffage indirect dans l'intervalle entre les parois, et dans sa partie inférieure il peut tre pourvu d'au moins une tuyère par laquelle le mélange est projeté de bas en haut, de manière à tomber de haut en bas sur le produit en réaction, des ouvertures de sortie étant ménagées, pour les produits gazeux du mélange qui a déjà réagi,
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au-dessous du niveau qui se trouve au-dessus du produit de la réaction.
Deux modes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés à titre d'exemple dans les dessins ci-joints,dans lesquels :
La figure 1 est une coupe verticale du premier mode de réalisation du four;
La figure 2 est une coupe verticale d'un deuxième mode de réalisation du four; et
La figure 3 est une coupe horizontale par la ligne I-I de la figure 2.
Le four représenté dans la figure 1 corresponde en ce qui concerne sa construction essentielle, à celui qui est représenté dans le brevet principal. Dans la présente addition la trémie 19 est montée latéralement sur le four, au lieu d'être en haut. Le monte-charge 18 sert pour l'alimentation du four. Le mélange 10 à introduire par ce monte-charge est humecté jusqu'à un degré tel qu'il passe à l'état granuleux, pour éviter ainsi la formation de poussière. Au sortir de la trémie 19, le mélange passe dans le distribu- teur 27, qui le projette horizontalement dans le four par l'ouverture 28, en le répartissant uniformément en forme d'éventail. Une roue 29 à tiges souples de différentes longueurs radiales permet d'obtenir une projection à différentes distances.
La répartition en forme d'éventail est produite, toutefois, par un mouvement de va-et-vient que le distributeur effectue dans un plan horizontal. A cet effet, le distributeur peut-être monté à rotation autour d'un axe vertical constitué par une cheville 43 et il peut rouler au moyen de galets 45 sur un rail courbe 44 concentrique à la cheville 43, tandis que la roue 29 portant les tiges souples projette la matière granuleuse dans le four. La répartition est ainsi uniforme. Le détournement du produit qui a déjà réagi, c'est-à-dire du biscuit, est réalisé de la manière suivante. La base du four porte une trémie 34 munie d'une grille 35 à sa partie inférieure.
Le tout débouche en bas dans un lessiveur ou digesteur constitué par un récipient 36 pourvu d'un agitateur'37, d'un orifice d'évacuation 38 et d'un récipient latéral, 39, dont l'orifice de trop-plein 40 peut être fermé au moyen d'un robinet.
Cet orifice de trop-plein peut aussi être tel qu'on puisse en régler la hauteur.
Le fonctionnement du four est le suivant. On verse dans le lessiveur une certaine quantité d'eau ou mieux encore une solution faible provenant des lavages des opérations déjà effectuées, de telle manière qu'elle atteigne le niveau 41. L'eau ou la lessive vient ainsi en contact avec le biscuit, qu'elle dissout, ce qui augmente petit à petit la concentration de la solution.
Pendant la dissolution du biscuit, les résidus sont aussi éliminés, de sorte que le niveau du biscuit baisse continuellement, cette baisse étant compensée par la charge du mélange. Le récipient latéral 39 permet de maintenir le niveau de la solution et de contrôler la concentration de celle-ci. La solution s'échappe par le trop-plein et arrive ainsi aux endroits où ont lieu les opérations de traitement subséquentes.
Dans le deuxième mode de réalisation du four, qui est représenté dans les figures 2 et 3, une chambre 1' qui se trouve au-dessus de la chambre 1 est entourée par une double paroi 46, 47, L'intervalle 48 formé entre les parois 46,47 est chauffé par des brûleurs à naphte 2, 2'. Le chauffage de la chambre 1' est donc indirect, ce qui a pour but d'éviter que les gaz de la combustion ne se mélangent; avec les produits gazeux .qui doivent participer à la réaction chimique à l'intérieur de la chambre 1'. La paroi 46 peut être compacte, c'est-à-dire qu'elle peut former un moufle, ou bien elle peut aussi être perforée.
La paroi perforée peut âtre formée par des briques réfractaires superposées un peu distantes les unes des autres, de telle manière que la .flamme produite dans l'intervalle 48 puisse céder la chaleur à l'intérieur de la cham- bre 1, 1' par les perforations. Si la pression est réglée convenablement, c'est-à-dire de telle manière qu'elle ne soit toujours qu'un peu plus grande dans l'intervalle 48 ..que dans la chambre 1, 1', on ne risque pas qu'une partie de la poussière du mélange injecté soit entraînée dans le récupérateur 52 par les gaz brûlés. Pour plus de sûreté on peut monter dans les carneaux à fumée, en avant du récupératour, un filtre constitué, par exemple, par un certain nombre
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de petites chaînes à travers lesquelles passent les fumées.
Une tuyère 49 montée à l'intérieur de la chambre 1, 1', en bas, projette le mélange 10' vers le haut en un jet fin, après quoi le mélange ar- rivé en haut retombe en se répartissant uniformément et en se déposant au ni- veau 10" du produit 10"' qui continue à réagir. Pour l'injection du mélange
10' une partie des substances gazeuses destinées à la réaction sont prélevées; (dans le cas de la désintégration du minerai de chrome on utilise de l'air, qui est un oxydant). Les gaz qui accompagnent le mélange traversent une certaine densité du biscuit dans le sens des flèches 50 et passent par les trous cunéi- formes 51 pour arriver à la cheminée 23, 23', en traversant le récupérateur de chaleur 52, 52', afin de céder leur chaleur.
Sur leur trajet à travers le récu- pérateur de chaleur 52, 52', ils se mélangent avec les gaz brûlés venant des brûleurs 2, 2' dans le sens des flèches 53, 53' et avec ceux qui viennent des deux brûleurs supplémentaires 15, 15'. Les récupérateurs de chaleur 52 et
52' ont pour but important de réchauffer les réactifs gazeux, par exemple l'air.
Cet air, qui est nécessaire pour la réaction, est fourni par les ventilateurs
22, 22', entraîné à travers les récupérateurs de chaleur, puis envoyé à l'opé- ration de réaction dans le sens des flèches 4, 4' à travers les ouvertures
54, 54' et 55, 55'. Après avoir traversé le biscuit incandescent, l'air passe à travers les trous cunéiformes 51 pour se mélanger avec les autres gaz. Le four décrit permet donc'd'appliquer le procédé qui fait l'objet de l'invention, et qui va être décrit en détail...
L'alimentation du mélange, qui est constitué par la substance pulvérulente (par exemple du minerai de chrome en poudre) et les réactifs soli- des, par exemple .Le carbonate de sodium pur en poudre, dans le four porté à la température de réaction, (température qui, dans le cas présent, varie entre 900 et 1000 ) est effectuée en une couche d'une' épaisseur telle qu'elle puisse en- . core être traversée par les réactifs, (la couche de l'épaisseur h dans la figu- re 1 est encore effectivement perméable à l'air venant des ouvertures 54, 54' et 55, 55');
elle est obtenue par l'insufflation du mélange de bas en haut au moyen d'au moins une tuyère 49, et l'on fait en sorte que ce mélange soit obli- gé de parcourir un trajet prolongé (montée et descente) dans une chambre 1' qui se trouve en haut, au-dessus de la chambre 1 et qui est chauffée indirec- tement par des brûleurs 2, 2' montés dans un intervalle 48. L'air nécessaire à la réaction dans la chambre 1' est insufflé par la tuyère 49 avec le mélange.
Le commencement de la réaction est favorisé, dans ces conditions, par l'état du mélange, qui .est désintégré pendant l'insufflation. Le j'este de la réaction du mélange dans la couche h est complété par l'air chaud venant des ouvertures 54; 54' et 55, 55'.
L'injection du mélange dans la chambre 1' peut aussi avoir lieu à peu près tangentiellement et obliquement de bas en haut, de sorte qu'on obtient un parcours hélicoïdal pour le jet 10', ce qui prolonge la réaction préliminaire .
La réaction préliminaire peut encore être prolongée au moyen de ventilateurs non représentés dans le dessin, ces ventilateurs réglant la pression de l'air venant de la tuyère 49, de sorte que l'on obtient, par la coopération du courant d'arrivée et de départ du gaz à travers les ouvertures 54, 54' et 55, 55' et du tirage de la cheminée 53, 53', une pression.. différentielle telle que le mélange soit maintenu flottant aussi longtemps que possible pendant sa descente.
Pour empêcher que le mélange pulvérulent ne puisse être entraîné par les gaz allant à la cheminée, le niveau supérieur ion du biscuit se trouve au-dessus des trous cunéiformes 51, de sorte que l'air qui a déjà réagi dans la chambre 1' et les gaz (C02) dégagés au cours de la réaction sont obligés de traverser une certaine couche de biscuit incandescent, couche qui sert de filtre, avant d'arriver à la cheminée. Le défournement du biscuit est effectué au moyen d'un disque ou plateau fixe 56 pourvu de saignées cunéiformes, 57, 58 sont des palettes de recouvrement rotatives qui ouvrent et ferment alternativement les saignées cunéiformes, de sorte que l'on obtient un défournement régulier du biscuit.
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Le déchargement du biscuit peut aussi avoir lieu par lessivage de ce biscuit au moyen d'eau. A cet effet le biscuit peut s'appuyer sur le fond d'un récipient à travers lequel on fait circuler l'eau. Le biscuit se dissout petit à petit dans l'eau (lessivage) et il est éliminé continuellement, tandis que l'on règle la charge de mélange de manière qu'elle compense la quantité de biscuit qui a été dissoute.
REVENDICATIONS.
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METHOD AND OVEN FOR THE TREATMENT OF SUBSTANCES SUBJECT TO REACTIONS
CHEMICALS WITH REAGENTS.
Main Patent No. 510,788 relates to a process and furnace for the treatment of substances subjected to chemical reactions with solid reagents and gaseous reagents which are well suited, in particular, for the disintegration of chromite.
The present addition relates to a new mode of application of the process and a new embodiment of the furnace which are the subject of the main patent and it relates to the means of supplementing the devices used for feeding the mixture of substances which are to react and the distribution of the gases which enter into reaction, as well as the unloading of the biscuit and the recovery of the heat.
The method which is the subject of this new mode of application consists in that the pulverulent substance is completely mixed with the-. solid reactants and sent to the oven brought to the reaction temperature in a layer having a density allowing the passage of gaseous reactants, the feed being such that the solid reactants are subjected to an operation of disintegration and distribution by means of a device projection, at the start of the reaction, into the chamber containing the gaseous reactants.
For this purpose, the furnace can be provided, for the solid reagents, with a mixing distributor mounted outside the furnace and having a member projecting the mixture into the furnace by distributing it uniformly. In addition, a digester in which the product is leached little by little after the reaction can be mounted at the bottom of the oven.
For the application of the process, the furnace can also comprise, in its upper part, a chamber with double walls and with indirect heating in the gap between the walls, and in its lower part it can be provided with at least a nozzle through which the mixture is projected from bottom to top, so as to fall from top to bottom on the reacting product, outlet openings being made, for the gaseous products of the mixture which has already reacted,
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below the level above the reaction product.
Two embodiments of the object of the invention are shown by way of example in the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a vertical section of the first embodiment of the oven;
Figure 2 is a vertical section of a second embodiment of the oven; and
Figure 3 is a horizontal section through the line I-I of Figure 2.
The furnace shown in Figure 1 corresponds in its essential construction to that shown in the main patent. In the present addition the hopper 19 is mounted laterally on the furnace, instead of being at the top. The freight elevator 18 is used to supply the furnace. The mixture 10 to be introduced by this elevator is moistened to such an extent that it becomes granular, thereby avoiding the formation of dust. On leaving the hopper 19, the mixture passes into the distributor 27, which projects it horizontally into the oven through the opening 28, distributing it uniformly in the form of a fan. A wheel 29 with flexible rods of different radial lengths makes it possible to obtain a projection at different distances.
The fan-shaped distribution is produced, however, by a reciprocating motion which the distributor performs in a horizontal plane. For this purpose, the distributor can be mounted to rotate around a vertical axis formed by a pin 43 and it can roll by means of rollers 45 on a curved rail 44 concentric with the pin 43, while the wheel 29 carrying the flexible rods project the granular material into the oven. The distribution is thus uniform. The diversion of the product which has already reacted, that is to say the biscuit, is carried out as follows. The base of the oven carries a hopper 34 provided with a grid 35 at its lower part.
The whole opens out at the bottom into a digester or digester consisting of a container 36 provided with an agitator 37, an evacuation orifice 38 and a lateral container, 39, of which the overflow orifice 40 can be be closed with a tap.
This overflow orifice can also be such that the height can be adjusted.
The operation of the oven is as follows. A certain quantity of water or better still a weak solution from the washings of the operations already carried out is poured into the digester, so that it reaches level 41. The water or the washing powder thus comes into contact with the biscuit, that it dissolves, which gradually increases the concentration of the solution.
During the dissolution of the biscuit, residues are also removed, so that the level of the biscuit continuously drops, this drop being compensated by the load of the mixture. The side container 39 makes it possible to maintain the level of the solution and to control the concentration thereof. The solution escapes through the overflow and thus arrives at the places where subsequent processing operations take place.
In the second embodiment of the oven, which is shown in Figures 2 and 3, a chamber 1 'which is located above the chamber 1 is surrounded by a double wall 46, 47, the gap 48 formed between the walls 46,47 is heated by naphtha burners 2, 2 '. The heating of the chamber 1 'is therefore indirect, the aim of which is to prevent the combustion gases from mixing; with the gaseous products. which must participate in the chemical reaction inside the chamber 1 '. The wall 46 can be compact, that is to say it can form a muffle, or it can also be perforated.
The perforated wall can be formed by refractory bricks superimposed a little apart from each other, so that the flame produced in the gap 48 can transfer heat inside the chamber 1, 1 'by perforations. If the pressure is adjusted properly, that is to say in such a way that it is always only a little greater in the interval 48 ... than in the chamber 1, 1 ', there is no risk that part of the dust of the injected mixture is entrained in the recuperator 52 by the burnt gases. For greater safety, a filter consisting, for example, of a number of filters can be mounted in the smoke flues, in front of the recuperator.
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small chains through which the smoke passes.
A nozzle 49 mounted inside the chamber 1, 1 ', at the bottom, throws the mixture 10' upwards in a fine jet, after which the mixture at the top falls down, distributing itself evenly and settling. at level 10 "of product 10" 'which continues to react. For the injection of the mixture
10 'part of the gaseous substances intended for the reaction are taken; (in the case of the disintegration of chromium ore, air is used, which is an oxidant). The gases which accompany the mixture pass through a certain density of the biscuit in the direction of the arrows 50 and pass through the wedge-shaped holes 51 to arrive at the chimney 23, 23 ', passing through the heat recuperator 52, 52', in order to give up their heat.
On their way through the heat recuperator 52, 52 ', they mix with the burnt gases coming from the burners 2, 2' in the direction of the arrows 53, 53 'and with those coming from the two additional burners 15, 15 '. Heat recovery units 52 and
52 'have the important purpose of heating the gaseous reactants, for example air.
This air, which is necessary for the reaction, is supplied by the fans.
22, 22 ', entrained through the heat recovery units, then sent to the reaction operation in the direction of arrows 4, 4' through the openings
54, 54 'and 55, 55'. After passing through the glowing cookie, the air passes through the wedge-shaped holes 51 to mix with the other gases. The oven described therefore makes it possible to apply the method which is the object of the invention, and which will be described in detail ...
The feed of the mixture, which consists of the pulverulent substance (for example powdered chromium ore) and the solid reagents, for example pure sodium carbonate in powder form, in the furnace brought to the reaction temperature , (temperature which, in the present case, varies between 900 and 1000) is carried out in a layer of a thickness such that it can en-. if the reagents pass through it, (the layer of thickness h in FIG. 1 is still effectively permeable to the air coming from the openings 54, 54 'and 55, 55');
it is obtained by blowing the mixture from bottom to top by means of at least one nozzle 49, and this mixture is made to be forced to travel a prolonged path (ascent and descent) in a chamber 1 'which is located at the top, above the chamber 1 and which is heated indirectly by burners 2, 2' mounted in an interval 48. The air necessary for the reaction in the chamber 1 'is blown by the nozzle 49 with the mixture.
The onset of the reaction is favored, under these conditions, by the state of the mixture, which disintegrates during insufflation. The reaction of the mixture in the layer h is completed by the hot air coming from the openings 54; 54 'and 55, 55'.
The injection of the mixture into the chamber 1 'can also take place approximately tangentially and obliquely from bottom to top, so that a helical path is obtained for the jet 10', which prolongs the preliminary reaction.
The preliminary reaction can be further extended by means of fans not shown in the drawing, these fans regulating the pressure of the air coming from the nozzle 49, so that one obtains, by the cooperation of the incoming current and gas starts through openings 54, 54 'and 55, 55' and the chimney draft 53, 53 ', a differential pressure such that the mixture is kept floating as long as possible during its descent.
To prevent the powder mixture from being entrained by the gases going to the chimney, the upper level of the biscuit is located above the wedge-shaped holes 51, so that the air which has already reacted in chamber 1 'and the gases (C02) released during the reaction are forced to pass through a certain layer of incandescent biscuit, layer which serves as a filter, before reaching the chimney. The biscuit unloading is carried out by means of a fixed disc or plate 56 provided with wedge-shaped grooves, 57, 58 are rotating covering pallets which alternately open and close the wedge-shaped grooves, so that a regular discharge of the wedge is obtained. biscuit.
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The unloading of the cookie can also take place by leaching this cookie with water. For this purpose, the biscuit can rest on the bottom of a container through which the water is circulated. The biscuit gradually dissolves in the water (leaching) and is continuously removed, while the mixing load is adjusted so that it compensates for the amount of biscuit that has been dissolved.
CLAIMS.