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" Générateur continu d'acétylène "
La présente invention est relative à un générateur d'acétylène présentant la particularité d'être alimenté en poussier de carbure de calcium et de donner comme résidu de la chaux sèche.
Des générateurs d'acétylène classiques sont le plus généralement alimentés en carbure de calcium granulé. Il est même généralement nécessaire d'éliminer les particules fines. Le générateur faisant l'objet de la présente invention est alimenté en poussier. On connaît des générateurs d'acétylène utilisant du poussier de carbure de calcium lequel réagit avec de l'eau pour donner, de ma- nière connue, de l'acétylène et une bouillie de chaux. Dans les générateurs connus, la réaction a lieu en présence d'un excès d'eau ce qui laisse comme résidu une bouillie de chaux éteinte. Cette bouillie de chaux est un sous- produit encombrant, difficile à stocker et de très peu de valeur.
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On a essayé de réduire la quantité d'eau envoyée sur le poussier de car- bure de calcium pour obtenir de la chaux sèche,, mais jusqu'à présent aucun dispositif n'a permis d'obtenir de la chaux sèche tout en épuisant complètement le carbure de calcium mis en oeuvre,
L'objet do la présente invention est de réaliser un appareil qui est alimenté en poussier de carbure et en eau et qui produit de l'acétylène et de la chaux sèche.
L'appareil conforme à l'objet de l'invention est constitué par une chambre de réaction verticale alimentée en carbure de calcium sous forme de poussier ayant des graine inférieure à 5 ms de diamètre amené à la dite chambre de manière continue. Un dispositif approprié, constitué par exemple par une via d'Archimded, soulevé le poussier introduit dans le bas de la chambre de réac- tion et l'amené en regard d'une arrivée d'eau sous pression qui débouche tan- gentiellement dans la chambre de réaction. La réaction entre l'eau et le carbure de calcium débute immédiatement et provoque un important dégagement d'acétylène.
L'échauffement dû à la réaction vaporise une partie de l'eau introduite qui se dégage avec l'acétylène et le gas et la vapeur s'élèvent au travers de la couche de poussier de carbure de calcium qui se transforme en chaux.
La chambre de réaction proprement dite est surmontée d'une chambre dans laquelle s'élève le poussier de carbure de calcium et la chaux ainsi que l'acé- tylène et la vapeur d'eau produite. Lorsque des grains de dimensions différentes disposée dans une chambre sont traversés de bas en haut par un courant de gas animé d'une vitesse déterminée, il se produit ce qui est appelé un "moving bed" ou "lit mouvant" ou "lit fluidisé" et il s'opère un classement des grains. Dans le cas présent, le classement des grains de carbure de calcium et de chaux se fera dans le sens t grain de carbure de calcium dans le bas, chaux éteinte dans le haut.
En réglant le débit d'eau introduite dans la chambre de réaction on pourra obtenir un dégagement d'acétylène et la formation de vapeur d'eau, s'éle- vant à la vitesse requise pour obtenir un "moving bed" dans la chambre considérée ainsi dans cette chambre le mélange de grains de carbure et de chaux se classera de manière telle que les grains de carbure de calcium auront tendance à redes- cendre vers la zône de réaction où l'eau est injectée, tandis que la chaux remontera dans la chambre. La présence de vapeur d'eau dans le gaz montant assurera, d'autre part, l'épuisement rapide du carbure de calcium présent.
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Lorsque l'appareil est en régime, on constate que dans la dite chambre la zone inférieure contient un mélange de carbure de calcium/chaux riche en carbure de calcium; la teneur en carbure de calcium diminue au fur et à mesure que l'on s'élève dans la chambre et à partir d'un certain niveau il n'y a plus que de la chaux. Si à cet étage on prévoit une évacuation continue de la chaux, on aura réalisé l'objet de l'invention, à savoir un générateur continu d'acé- tylène, alimenté en poussier de carbure de calcium et donnant comme sous-pro- duit de la chaux sèche.
Le dessin ci-annexé illustre schématiquement un mode de réalisation de l'objet de l'invention donné à titre d'exemple.
La description qui suit de ce générateur fera mieux ressortir divers détails de réaliston.
Le carbure de calcium, sous la forme de poussier, ayant des grains d'un diamètre compris entre 0 et 5 mm par exemple, est stocké dans un silo 1 terminé par une trémie au bas de laquelle une vis sans fin 2 entratne de manière conti- nue le poussier de carbure de calcium vers la chambre de réaction 3. La vis sans fin 2 est entraînée par le moteur 4 et le réducteur de vitesse 5. Dans la chambre 3, cylindrique et disposée verticalement, tourne une vis d'Archimède 6 entratnée par un moteur 7 et un réducteur de vitesse 8. Le débit de la vis d'Archimède 6 est maintenu légèrement supérieur à celui de la vis 2 de manière à éviter tout "bourrage" dans le bas de la chambre 3. Le poussier de carbure de calcium repris par la vis 6 s'élève dans la chambre 3 et en un point 9 une tuyère amène de l'eau sous pression.
La tuyère est disposée de manière à amener le jet d'eau de manière tangentielle dans la chambre 3 ce qui favorise le bras- sage du poussier et la mise en contact rapide de l'eau avec toutes les particu- les de carbure de calcium. La réaction chimique entre l'eau et le carbure de calcium se produit immédiatement avec production de gaz acétylène. Le débit d'eau ext calculé de manière à obtenir une production de gaz d'au moins 0,645 litre de gaz/minute cm2 de section de la chambre de réaction. Un tel débit a été calculé suffisant pour assurer un "moving bed" dans la chambre tronc8nique surmontant la chambre de réaction. La chaleur produite par la réaction est en partie absorbée par vaporisation d'une certaine quantité d'eau.
La vapeur d'eau ainsi produite s'élève dans la chambre en même temps que l'acétylène et le mé- lange gazeux s'élève avec une vitesse suffisante pour produire. dans la chambre
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qui suxmonte la chambre de réaction un "moving bed" dans la masse hétérogène constituée par des particules de carbure de calcium et de chaux. En effet, la réaction entre le carbure de calcium et l'eau, bien que très rapide, n'est pas instantanée et le mouvement de la vis 3 poussant demmanière continue le pous- sier de carbure de calcium vers le haut, il subsiste au-del de la tuyère dea particules de carbure de calcium n'ayant pas réagi. Ces particules sont mélan- gées à celles de chaux produite lors de la réaction avec l'eau et ces parti- cules mélangées sont soulevées ensemble.
Cependant, la vapeur d'eau qui s'élève dans la chambre réagit avec le carbure de calcium au cours de la montée. Pour assurer un bon contact, éviter la formation de cheminées et faciliter le "moving ded", on dispose avantageusement dans la chambre 10 un arbre vertical 11 muni de bras ou palettes 12. L'arbre 11 :tourne et brasse continuellement la masse hétérogène, L'effet de "moving bed" assure d'autre part un classement des par- ticules tel que le carbure de calcium redescend et que la chaux monte.
La densité de la chaux étant inférieure à celle du carbure de calcium, le volume de la masse hétérogène augmente au fur et à mesure que le rapport chaux/carbure de calcium augmente, c'est pourquoi on réalise la chambre 10 sous forme d'un tronc de cône ayant la grande base vers le haut, ceci afin d'assurer une vitesse constante de montée de la masse.
Après une montée d'une certaine hauteur, la masse ne contient plus que de la chaux éteinte et à partir de ce niveau, la chambre peut être à nouveau clin- drique. L'expérience et le calcul permettent de déterminer que le diamètre de la grande base "D" doit être égal à environ la petite base "d" multipliée par la racine carrée de 2 ( D - d #2).
A partir du niveau où il n'y a plus que de la chaux éteinte, c'est-à-dire au niveau où il n'y a plus de carbure de calcium n'ayant pas réagi, on peut prévoir une évacuation latérale de la chaux, cette évacuation se fait par exemple par une tubulure 13 et l'évacuation est facilitée par la rotation d'un rateau racleur 14 monté sur l'arbre 11.
La chaux évacuée est pratiquement dèche et pulvérulente puisque produite à partir de poussier de carbure de calcium et, d'autre part, parce qu'elle a été remuée continuellement dans le "moving bed" et par les palettes 12. Cette chaux pulvérulente s'écoule dans un réservoir de stockage 15 terminé dans le
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Enk par une trémie alimentant une vis sans fin 18 entraînée par un moteur 19
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et un réducteur de vitesse 17. Le débit de cette vis 18 est établi du manière à réaliser dans le conduit d'évacuation un bouchon assurant une étanchéité au gaz.
Dans le haut du réservoir 15 est prévue une évacuation 20 pour l'acéty- lène produit et la vapeur d'eau en excès*
L'installation ainsi réalisée produit de l'acétylène de manière continue, elle est alimentée en continu par du poussier de carbure de calcium et de l'eau sous pression, elle évacue comme soms-produit, de manière continue, de la chaux sèche pulvérulente.
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1.- Générateur d'acétylène, caractérisé en ce qu'il est alimenté en pous- sier de carbure de calcium et en eau et qu'il produit de manière continue de l'acétylène et de la chaux éteinte sèche.
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"Continuous acetylene generator"
The present invention relates to an acetylene generator having the particular feature of being fed with calcium carbide dust and of giving dry lime as residue.
Conventional acetylene generators are most commonly supplied with granulated calcium carbide. It is generally even necessary to remove fine particles. The generator forming the subject of the present invention is supplied with dust. Acetylene generators are known using calcium carbide dust which reacts with water to give, in a known manner, acetylene and a lime slurry. In known generators, the reaction takes place in the presence of an excess of water, which leaves a slurry of slaked lime as residue. This lime slurry is a bulky, difficult to store byproduct of very little value.
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An attempt has been made to reduce the quantity of water sent to the calcium carbonate dust to obtain dry lime, but so far no device has made it possible to obtain dry lime while completely exhausting the calcium carbide used,
The object of the present invention is to provide an apparatus which is supplied with carbide dust and water and which produces acetylene and dry lime.
The apparatus according to the object of the invention consists of a vertical reaction chamber supplied with calcium carbide in the form of dust having seeds of less than 5 ms in diameter brought to said chamber continuously. A suitable device, consisting for example of an Archimded via, lifted the dust introduced into the bottom of the reaction chamber and brought it opposite a pressurized water inlet which tangentially emerges into the chamber. reaction chamber. The reaction between the water and the calcium carbide begins immediately and causes a significant release of acetylene.
The heating due to the reaction vaporizes a part of the introduced water which is released with the acetylene and the gas and the vapor rise through the layer of calcium carbide dust which is transformed into lime.
The actual reaction chamber is surmounted by a chamber in which rises the calcium carbide dust and lime as well as the acetylene and the water vapor produced. When grains of different dimensions arranged in a chamber are crossed from bottom to top by a flow of gas driven at a determined speed, what is called a "moving bed" or "fluidized bed" occurs. and a grading of the grains takes place. In this case, the classification of the grains of calcium carbide and lime will be done in the direction t grain of calcium carbide at the bottom, slaked lime at the top.
By adjusting the flow rate of water introduced into the reaction chamber, it will be possible to obtain the release of acetylene and the formation of water vapor, rising at the speed required to obtain a "moving bed" in the chamber considered. thus in this chamber the mixture of grains of carbide and lime will be classified in such a way that the grains of calcium carbide will tend to descend towards the reaction zone where the water is injected, while the lime will rise in the bedroom. The presence of water vapor in the rising gas will, on the other hand, ensure the rapid exhaustion of the calcium carbide present.
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When the apparatus is in operation, it is observed that in said chamber the lower zone contains a mixture of calcium carbide / lime rich in calcium carbide; the calcium carbide content decreases as one rises in the chamber and from a certain level there is only lime. If at this stage a continuous discharge of the lime is provided, the object of the invention will have been achieved, namely a continuous generator of acetylene, supplied with calcium carbide dust and giving as by-product dry lime.
The accompanying drawing schematically illustrates an embodiment of the object of the invention given by way of example.
The following description of this generator will bring out more clearly various realistic details.
Calcium carbide, in the form of dust, having grains with a diameter between 0 and 5 mm for example, is stored in a silo 1 terminated by a hopper at the bottom of which an endless screw 2 continuously enters. - bare the calcium carbide dust towards the reaction chamber 3. The worm 2 is driven by the motor 4 and the speed reducer 5. In the chamber 3, cylindrical and arranged vertically, turns an Archimedes screw 6 driven by a motor 7 and a speed reducer 8. The flow rate of the Archimedean screw 6 is kept slightly higher than that of the screw 2 so as to avoid any "jamming" in the bottom of the chamber 3. Calcium carbide taken up by the screw 6 rises in the chamber 3 and at a point 9 a nozzle brings water under pressure.
The nozzle is arranged so as to bring the water jet tangentially into the chamber 3, which favors the brazing of the dust and the rapid contact of the water with all the calcium carbide particles. The chemical reaction between water and calcium carbide occurs immediately with the production of acetylene gas. The water flow ext calculated so as to obtain a gas production of at least 0.645 liters of gas / minute cm 2 of section of the reaction chamber. Such a flow rate has been calculated to be sufficient to ensure a "moving bed" in the truncated chamber above the reaction chamber. The heat produced by the reaction is partly absorbed by vaporizing a certain quantity of water.
The water vapor thus produced rises in the chamber together with the acetylene and the gas mixture rises at a rate sufficient to produce. in the bedroom
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which supersedes the reaction chamber a "moving bed" in the heterogeneous mass consisting of particles of calcium carbide and lime. In fact, the reaction between the calcium carbide and the water, although very rapid, is not instantaneous and the movement of the screw 3 pushing the calcium carbide dust upwards in a continuous manner, it remains at -del the nozzle of unreacted calcium carbide particles. These particles are mixed with those of lime produced in the reaction with water and these mixed particles are lifted together.
However, the water vapor which rises in the chamber reacts with the calcium carbide during the rise. To ensure good contact, to avoid the formation of chimneys and to facilitate the "moving ded", there is advantageously placed in the chamber 10 a vertical shaft 11 provided with arms or pallets 12. The shaft 11: rotates and continuously stirs the heterogeneous mass, The “moving bed” effect also ensures that the particles are classified such that the calcium carbide goes down and the lime rises.
The density of lime being lower than that of calcium carbide, the volume of the heterogeneous mass increases as the lime / calcium carbide ratio increases, which is why chamber 10 is made in the form of a truncated cone with the large base facing up, in order to ensure a constant rate of rise of the mass.
After rising to a certain height, the mass only contains slaked lime and from this level the chamber can again be clindric. Experience and calculation determine that the diameter of the large base "D" should be approximately equal to the small base "d" multiplied by the square root of 2 (D - d # 2).
From the level where there is only slaked lime, that is to say at the level where there is no longer any unreacted calcium carbide, it is possible to provide a lateral discharge of lime, this evacuation is effected for example by a pipe 13 and the evacuation is facilitated by the rotation of a scraper 14 mounted on the shaft 11.
The lime evacuated is practically hard and pulverulent since it is produced from calcium carbide dust and, on the other hand, because it has been continuously stirred in the "moving bed" and by the pallets 12. This pulverulent lime s' flows into a storage tank 15 completed in the
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Enk by a hopper feeding a worm 18 driven by a motor 19
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and a speed reducer 17. The flow rate of this screw 18 is established so as to produce a plug in the discharge duct ensuring a gas tightness.
At the top of the tank 15 there is an outlet 20 for the acetylene produced and the excess water vapor *
The installation thus produced produces acetylene continuously, it is continuously supplied with calcium carbide dust and pressurized water, it discharges as soms-product, continuously, powdered dry lime .
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â E V E H D I C A T I 0 H S.
1.- Acetylene generator, characterized in that it is supplied with calcium carbide dust and water and that it continuously produces acetylene and dry slaked lime.