<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un procédé et un dispositif d'élimination des matières entraînées d'un courant galeux, en particulier, d'un courant de gaz chaude Il se forme( au cours de diverses opérations chimi- ques et de traitement de matières, 'des courante gazeux qui contiennent-des matières solides et liquides entraînées, généralement sous forme de fines particules analogues à la poussière.
Divers moyens ont été proposés jusqu'à présent pour éliminer ces matières entraînées. Par exemple, on a employé des collecteurs de poussière en forme de sacs, de même que des dispositifs de précipitation électrostatiques On a eu aussi recours à des opérations d'épuration consistant à arroser ou à épurer le courant de gaz contenant des particules solides avec un agent liquide approprié entraînant les solides.
Ces divers types d'opérations et les installations n'ont pas donné satisfaction dans tous les cas* On rencontre souvent des difficultés dues à la température et à la nature corrosive du courant de gaz et des particules solides qu'il entraîne.
Le raffinage de l'aluminium par le procédé de distillation dit du sous-halogénure consiste à amener le métal contenant l'aluminium en contact avec un courant chauffé d'un trihalogénure d'aluminium gazeux, généralement le tri- chlorure d'aluminium à une température égale ou supérieure 1 1200 C Une réaction a lieu entre l'aluminium du métal le contenant et le trihalogénure d'aluminium gazeux en formant le monohalogénure , par exemple le monochlorure d'aluminium gazeux.
On refroidit le monchalogénure d'aluminium ainsi obtenu en mélange avec le trihalogénure n'ayant pas réagi pour décomposer le monohalogénure d'aluminium en formant de
<Desc/Clms Page number 2>
l'aluminium métallique et du trihalogénure d'aluminium* La. réaction de décomposition a lieu dans un récipient dans lequel la température du monohalogénure d'aluminium gazeux N'abaisse d'environ 1200 à environ 700-800*0. On recueille le trihalogénure d'aluminium gazeux sortant de ce récipient et on le recycle en contact avec un supplément de métal contenant de l'aluminium, pour former le monohalogénure d'aluminium.
Il est avantageux de traiter les gaz sortant du récipient pour en éliminer les particules solides éventuel- lement entraînées. les gaz sortant du récipient de décom- position ont généralement la composition suivantes 90% en volume environ de trichlorure d'aluminium gazeux, 10% en volume environ d'hydrogène. Ces gaz contiennent une très faible proportion de particules solides entraînées, ' telles que l'aluminium formé par la décomposition du monoha- logénure d'aluminium, le chlorure de calcium, le chlorure de magnésium et d'autres chlorures, outre l'alumine, le carbure d'aluminium et d'autres particules solides.
La température des gaz sortant du récipient de décomposition est inférieure à 700 C et supérieure au point de volatilisation du triohlo- rure d'aluminium et est comprise par exemple entre 250 et 350 C La température des gaz sortant de ce récipient exerce une influence sur la proportion et l'état physique des impuretés.
Un des objets de l'invention consiste dans un procé. et un dispositif perfectionnés destinée en particulier à éliminer les particules entraînées des courants de gaz à température relativement élevée et éventuellement corrosifs, tels que le chlorure d'aluminium et d'autres gaz sortant du récipient de décomposition qui sert à l'opération de distil- lation du sous-halogénure par laquelle on recueille l'aluminl
<Desc/Clms Page number 3>
dans un métal en contenant.
Suivant le procédé de l'invention, les particules entraînée:, dans un courant de gaz en sont éliminée* en les amenant en contact avec une masse, en mouvement de haut en bas, d'une matière inerte, solide, sous forme de particules.
On fait passer le courant de gaz à travers la masse de matière, en mouvement de haut en bas, dans une zone de contact et la masse de particules solides entraîne avec elle, en sortant de la zone de contact, les tinte particules recueillies dans le courant de gaz* Le gaz étant introduit dans la masse en mouvement de haut en bas de la matière filtrante, la traverse d'abord de préférence de haut en bas, puis de bas en haut, en passant par une portion supérieure annulaire de cette masse .
La surface de la matière filtrante au point où le courant de gaz y arrive a la forme d'un cône concave dont l'angle au sommet est sensiblement égal à l'angle du talus d'éboulement de la matière filtrante d'environ 40 .Un racloir mécanique contribue à assurer l'écoulement uniforme de la matière filtrante à partir de l'extrémité inférieure de la charge annulaire. De plus, le racloir mécanique agite et secoue la matière filtrante de la surface conique en mettant à découvert de nouvelles surfaces des diverses particules et désagrège les amas qui se forment du fait de l'action de filtration exercée par la matière. L'action d'agitation exercée par le racloir a tendance Prendre la surface conique moins profonde.
La matière filtrante servant à l'opération de filtra- tion peut consister en n'importe quelle matière inerte ou sensiblement inerte à l'égard des impuretés à éliminer et du courant gazeux en cours de traitement. Une matière filtrante solide particulièrement avantageuse consiste en coke nous
<Desc/Clms Page number 4>
forme de graine, tel que le coke de pétrole calcine, car il cet relativement peu coûteux, on se le procure facilement en général, il est réfractaire et sensiblement inerte à l'égard d'un très grand nombre de matières gazeuses* On pourrait Aussi choisir d'autres matières filtrantes solides inertes,
de préférence réfractaires, @a grossour des particules *de la Matière filtrante de la masse dépend de l'application envisagée. Lorsqu'il .'agit d'éliminer les impuretés des gaz sortant du récipient de décomposition du traitement de distillation de nous-halo- génuree de raffinage de l'aluminium, on choisit de préférence du coke en particules d'une grosseur inférieure à 4,76 mais supérieure à 1,41 mm, tel que le coke dont la grosseur des graine est comprise entre -4,76 et +2,38 mm.
les particules de la matière filtrante ne doivent pas être assez fines pour être entraînées ou fluidisées par le courant de gaz qui y passe, de même leur grosseur doit être choisie de lagon rendre la masse de matière facilement perméable et è ne pas opposer de résistance excessive au passage des gaz dans la masse .
La grosseur des particules de la matière filtrante de la zone de filtration qui sert à recueillir les particules solides des gaz sortant du récipient de décomposition de la distillation du sous-halogénure par laquelle on recueille l'aluminium doit être choisie de façon que la pert de charge due au passage du courant de gaz ne dépasse pas sensiblement environ 10 mm Hg.
La perte de charge du courant gazeux passant dans la zone de filtration en contact avec la masse de matière filtrante ne doit pas représenter une fraction notable de la perte de charge totale de l'installation* Dans la plupart des cas, on arrive facilement à ce résultat en donnant aux particules de la matière fil une grosseur
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
comprise entre environ 90 environ 3,0 ma de dïmbtreo L'invention est décrite ci-après en détail) avec 1* dessin aiatnt é l'appui, sur lequel! M la figure 1 représente lon4matiqu.m.nt un dispositif convenant à l'application du procédé de l'invention, destiné à éliminer les particule.
entraînée par un courant S..eux 8 ., - la figure 2 est une coupe partielle d'une forme de réalisation d'un dispositif convenant à l'application du procédé de l'invention*
Un courant de gaz, figure 1, tel que celui qui sort du récipient de décomposition d'une installation employée dans le procède au nous-halogénure pour le raffinage de l'aluminium contenant des particules solides entraînées arrive par une tubulure d'admission 10 dans une conduite cylindrique sensiblement verticale 11dans laquelle les gas sont introduite dans la portion centrale d'une masse en mouvement de particules filtrantes solides 12 contenues dans
EMI5.2
un récipient 14.
Un rroo,r 1 ailette hélicoïdale 1> fixé sur l'arbre rotatif 13A est disposé dans la tubulure d'admis- sien 10 pour empêcher les particules solides de s'aoouauler sur les parois de cette tubulure. Le récipient 14 comporte une portion supérieure cylindrique 15 et une portion inférieurs conique 16, Un orifice de sortie du gaz 18 est dispose au voisinage de l'extrémité supérieure de la portion supérieure 15* Une matière filtrante appropriée, sous forme de partiou* les,
arrive par une tubulure d'admission 19 d'un tuyau 20 dans l'extrémité supérieure de la portion cylindrique 15
EMI5.3
La matière filtrante du tuyau 10 passe de haut en bas dans un canal annulaire 21 auteur de l'extérieur de la conduite 11
EMI5.4
l'angle d'inclinaison du tU7au 20 par rapport riz l'horizontale doit être plus grand que l'angle du talus d'éboulement de la
<Desc/Clms Page number 6>
matière filtrante pour donner la certitude que le canal 21 reste plein de cette matière. Par exemple, si .l'angle du talus d'éboulement de la matière filtrante est d'environ 40 l'angle d'inclinaison du tuyau 20 est de préférence d'environ 45 et l'angle d'inclinaison de la paroi supérieure 21a de la charge annulaire est de préférence égal à 55 .
Un arbre axial se prolongeant sur toute la longueur de la conduite 11, dont l'axe coïncide de préférence avec celui du récipient 14, porte un racloir à ailette hélicoïdale 24. L'extrémité inférieure de l'arbre 22 comporte, à peu près à la hauteur de la partie inférieure de la conduite 11, - un bras horizontal 25 qui porte des pointes 26 en saillie de haut en bas fixées sur lui et agitant la matière filtrante dans la zone située immédiatement au-dessous de la partie inférieure de la conduite 11
La partie inférieure de la portion conique 16 communique avec un transporteur hélicoïdal 28 qui sert à faire sortir la matière filtrante contenant les particules solides retenues de l'extrémité inférieure du récipient 14,
pour les traiter ultérieurement ou les mettre au rebut.
On fait arriver un courant de gaz contenant les particules entraînées dans la conduite centrale 11 pour l'amener en contact avec la matière filtrante se trouvant dans le récipient 14 et éliminer les particules entraînées du courant gazeux en contact aveo la matière filtrante perdant que le gaz passe de bas en haut dans le canal annulaire entre la paroi du récipient 14 et l'extrémité inférieure de la conduite 11,
avant de sortir par l'orifice d'échappement du gaz 18.On fait arriver d'une manière continue une nouvelle provision de matière filtrante dans le récipient 14 par le canal annulaire 21 et on fait sortir d'une manière continue la matière filtrante encrassée de la partie inférieure du
<Desc/Clms Page number 7>
réo@@ent 14 par le transporteur hélicoïdal 28.
On voit donc que le récipient 14 contient une masse en mouvement de haut e@ bas'de matière filtrante. On voit aussi que le courant de gaz contenant des impuretés et arrivant dans le récipient 14 pénètre d'abord dans la masse de matière filtrante par une face conique située immédiatement au-dessous de l'extrémité inférieure de la conduite 11, puis passe de haut en bas et en dehors pour arriver dans l'espace annuaire entre la conduite 11 et la paroi du récipient 14, dans lequel il passe de bas en haut dans une direction à contre-courant par rapport à l'écoulement de la matière filtrante*
L'ailette 24 du racloir que l'arbre 22 fait tourner a pour effet d'entraîner les particules éventuelles adhérant à la paroi intérieure de la conduite 11'L'arbre 22,
en tournant, fait aussi tourner le bras 25 dont les pointes 26 agitent la matière filtrante dans la zone située immédiatement au-dessous de la conduite 11 et ou la proportion des parti-. cules entraînées est la plus forte. La matière filtrante étant ainsi agitée d'une manière continue, de nouvelles surfaces propres de ces particules viennent d'une manière continue en contact avec le courant de gaz incident, en empêchant ainsi la masse de matière filtrante de s'obstruer, en particulier au point d'entrée du gaz.
La figure 2 représente sous forme plus détaillée l'appareil filtrant de l'invention à masse de coke en mouvement à contre-courantLe récipient 30 du filtre principal comporte une portion supérieure cylindrique 31 et une portion infé- fieure conique 32. La portion supérieure cylindrique 31 et la portion intérieure conique 32 comportent des doubles enveloppes respectives 34 et 35. Un fluide d'échange de chaleur approprié, tel qu'une vapeur ou un liquide Dowthoerm circule dans les doubles enveloppes 34 et 35 de façot à
<Desc/Clms Page number 8>
maintenir la température de fonctionnement qu'on désire dame le récipient 30.
La partie inférieure de la portion conique 32 communique arec un transporteur hélicoïdal 36 faisant sortir la matière filtrante chargée d'impuretés.
Une conduite axiale d'admission de gaz 38 se dirige de haut en bas dans la portion cylindrique supérieure 31 et se termina à peu près au point de jonction entre la portion 31 et la portion conique inférieure 32. Un arbre axial 39 est entraîné par un moteur 40 par l'intermédiaire d'une transmission de réduction de vitesse 42 montée sur un socle 44. L'arbre 39 est entouré par une gaine de protection 45 dans la portion supérieure de la conduite d'admission 38.
La portion inférieure 45s de la gaine de protection a une forme conique au point d'entrée du gaz chargé d'impuretés qui arrive par un tuyau d'admission 46 dans la conduite d'admission 38.
Des ailettes hélicoïdales en ruban 48 d'un racloir fixées sur l'arbre 39 raclent les particules solides qui se déposent sur la surface de la portion conique 45a de la gaine de protection et sur la surface intérieure de la conduite 38 Les ailettes 48 du racloir sont fixées sur l'arbre 39 par des disques 49. Un racloir 47 fixé sur un arbre rotatif 47a est aussi disposé dans le tuyau d'admission 46 du gaz pour empêcher les particules de s'y accumuler.
50
Un bras/fixé sur l'extrémité inférieur)? de l'arbre 39 porte des pointes 51 qui agitent la masse filtrante dans le récipient 30 pour contribuer à son Mouvement de haut en bas et à mettre à découvert d'une manière continue de nouvelle* . surfaces des particules de la matière filtrante en contact avec le gaz chargé d'impureté , qui vient initialement en contact avec elle en sortant par l'extrémité inférieure de la conduite 38.
<Desc/Clms Page number 9>
La matière filtrante arrive dans le récipient 30 par une tubulure d'admission 52 et un tuyau d'alimentation 54 La portion inférieure 54a du tuyau 54 forme un canal de passage annulaire entourant la portion supérieure de la conduite 38 et, par suite, alimente un courant annulaire de matière filtrante autour de la conduite 38 dans le récipient 30* Le tuyau d'alimentation 54 comporte une double enveloppe d'échange de chaleur 55 sur toute sa longueur et sa portion inférieure 54a comporte aussi une double enveloppe 57 On fait arriver dans la double enveloppe 55 un fluide d'échange de chaleur approprié par une tubulure 56 en le faisant sortir par une tubulure de sortie 58 et des dispositifs , non repré- sentés, font circuler le fluide d'échange de chaleur arrivant dans la double enveloppe 57 et en sortant,
Le tuyau d'ali- mentation 54 est fermé à une extrémité par un couvercle 59 qui comporte également une double enveloppe 60 alimentée par un fluide d'échange de chaleur approprié par une tubulure d'entrée 62 et une tubulure de sortie 61.
Le récipient 30 et les éléments auxiliaires, tels que les tuyaux d'alimentation et de sortie peuvent être en une matière quelconque appropriée* L'acier doux est un matériau de construction approprié lorsque le filtre fonctionne à une température inférieure à environ 500*0 mais, si on désife faire fonctionner le filtre à une tempé- rature supérieure à environ 500*0, le matériau de construc- tion à choisir de préférence est l'acier inoxydable.
La matière filtrante qui sort du récipient 30 par le transporteur hélicoïdal 36 peut être traitée par tamisage pour en séparer les particules solides d'impuretés antérieu- rement contenues dans le ocurant de gaz. Lorsque la matière filtrante consiste en coke, celle qui sort de la partie
<Desc/Clms Page number 10>
inférieure du récipient 30 et est chargée d'impuretés peut être charge* dans un four d'agglomération ou de réduction servant à préparer l'alliage d'aluminium oarbothermique, obtenu par réduction directe de la bauxite par le @oke, en recueillant ainsi l'aluminium et le carbone,
le brun 50 et les pointes 51qui maintiennent une cavité conique dans la matière filtrante peuvent être remplacés par une plaque perforée ou un tamil,mais on donne la préfé- rence au bras et aux pointes.
L'exemple suivant indique de quelle manière l'inven- tion peut s'appliquer dans la pratique. On construit en vraie grandeur un prototype industriel du filtre des figures 1 et 2.
On effectue trois essais avec une matière filtrante de coke en particules d'une grosseur inférieure à 4,76 mm et supérieure à 2,38 mm avec un débit de 16,3 kg par heure. Le gaz à filtrer consiste en air arrivant avec un débit de 1,5 m3 par minute et chargé de poussière de charbon à raison de 2,35 kg par heure, la grosseur de toutes les particules de charbon étant inférieure à 44 microns. La durée de chaque essai est de 24 heures et tous les essais s'effentuent avec un agitateur de la surface de coke tournant à une vitesse d'un tour par minute, en faisant arriver de l'eau en brouillard à raison de 1,35 kg/h, pendant les essais n* 2 et 3.
Au cours des essais, on mélange intimement l'air, la poussière et le brouillard avant de faire venir le mélange en contact avec la surface du coke. On pose un filtre formé par un sao en coton sur le tuyau de sortie du gaz du récipient du filtre pour recueillir la poussière contenue dans le courant d'air de sortie. Le filtre fonctionne avec succès pendant ces escale et la proportion de poussière recueillie est comprise entre 99.93 et 99,96.
<Desc/Clms Page number 11>
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a method and a device for removing entrained material from a mangy stream, in particular from a hot gas stream. It is formed (during various chemical and material processing operations, ' gaseous streams which contain entrained solids and liquids, usually as fine dust-like particles.
Various means have heretofore been proposed for removing such entrained material. For example, dust collectors in the form of bags have been used, as well as electrostatic precipitation devices. Scrubbing operations consisting of spraying or cleaning the stream of gas containing solid particles with a suitable liquid agent entraining solids.
These various types of operations and the installations have not been satisfactory in all cases. Difficulties are often encountered due to the temperature and the corrosive nature of the gas stream and the solid particles which it entails.
The refining of aluminum by the so-called subhalide distillation process involves bringing the metal containing the aluminum into contact with a heated stream of a gaseous aluminum trihalide, generally aluminum trichloride at a temperature. temperature equal to or greater than 1200 C. A reaction takes place between the aluminum of the metal containing it and the gaseous aluminum trihalide to form the monohalide, for example gaseous aluminum monochloride.
The aluminum monchalogenide thus obtained is cooled in admixture with the unreacted trihalide to decompose the aluminum monohalide, forming
<Desc / Clms Page number 2>
aluminum metal and aluminum trihalide * The decomposition reaction takes place in a vessel in which the temperature of the gaseous aluminum monohalide does not drop from about 1200 to about 700-800 ° 0. The aluminum trihalide gas exiting this vessel is collected and recycled in contact with additional metal containing aluminum, to form the aluminum monohalide.
It is advantageous to treat the gases leaving the container in order to remove therefrom any solid particles therein. the gases leaving the decomposition vessel generally have the following composition: about 90% by volume aluminum trichloride gas, about 10% by volume hydrogen. These gases contain a very small proportion of entrained solid particles, 'such as aluminum formed by the decomposition of aluminum monohalogenide, calcium chloride, magnesium chloride and other chlorides, besides alumina, aluminum carbide and other solid particles.
The temperature of the gases leaving the decomposition vessel is less than 700 C and above the point of volatilization of the aluminum triohlo- ride and is for example between 250 and 350 C. The temperature of the gases leaving this vessel has an influence on the proportion and physical state of impurities.
One of the objects of the invention consists in a process. and an improved device intended in particular to remove entrained particles from relatively high temperature and possibly corrosive gas streams, such as aluminum chloride and other gases leaving the decomposition vessel which is used for the distillation operation. lation of the subhalide by which the aluminl is collected
<Desc / Clms Page number 3>
in a metal containing it.
According to the process of the invention, the particles entrained :, in a gas stream are eliminated * by bringing them into contact with a mass, moving from top to bottom, of an inert, solid material in the form of particles .
The current of gas is passed through the mass of matter, moving from top to bottom, in a contact zone and the mass of solid particles carries with it, on leaving the contact zone, the particles collected in the gas stream * The gas being introduced into the mass moving from top to bottom of the filtering material, passes through it first preferably from top to bottom, then from bottom to top, passing through an upper annular portion of this mass .
The surface of the filter material at the point where the gas stream arrives there is in the shape of a concave cone with an apex angle substantially equal to the angle of the filter material landslide of about 40. A mechanical scraper helps ensure the uniform flow of filter material from the lower end of the ring charge. In addition, the mechanical scraper agitates and shakes the filter material from the conical surface exposing new surfaces of the various particles and breaks up clumps which form as a result of the filtering action exerted by the material. The agitation action exerted by the scraper tends to take up the shallower conical surface.
The filter material used in the filtration operation may consist of any material inert or substantially inert with respect to the impurities to be removed and to the gas stream being treated. A particularly advantageous solid filter material is coke we
<Desc / Clms Page number 4>
seed form, such as petroleum coke calcines, because it is relatively inexpensive, it is generally readily available, it is refractory and substantially inert with respect to a very large number of gaseous materials. choose other inert solid filter materials,
preferably refractory, @a particle size * of the filter material of the mass depends on the intended application. When it comes to removing impurities from the gases leaving the decomposition vessel of the aluminum refining halide-halide distillation process, preferably particulate coke of a size of less than 4 is chosen. , 76 but greater than 1.41 mm, such as coke with a seed size between -4.76 and +2.38 mm.
the particles of the filter material must not be fine enough to be entrained or fluidized by the gas flow which passes through them, likewise their size must be chosen so as to make the mass of material easily permeable and not to oppose excessive resistance the passage of gases through the mass.
The particle size of the filter material of the filtration zone which serves to collect the solid particles of the gases exiting the decomposition vessel of the subhalide distillation by which the aluminum is collected should be chosen so that the loss of load due to the passage of the gas stream does not substantially exceed about 10 mm Hg.
The pressure drop of the gas stream passing through the filtration zone in contact with the mass of filtering material must not represent a significant fraction of the total pressure drop of the installation * In most cases, this is easily achieved. result in giving the particles of the wire material a size
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
The invention is hereinafter described in detail) with the drawing supported, on which! M Figure 1 shows lon4matiqu.m.nt a device suitable for the application of the method of the invention, for removing particles.
driven by a current S..eux 8., - Figure 2 is a partial section of an embodiment of a device suitable for the application of the method of the invention *
A gas stream, Fig. 1, such as that which exits the decomposition vessel of a plant employed in the US-halide process for refining aluminum containing entrained solid particles enters through an inlet pipe 10 into the gas stream. a substantially vertical cylindrical pipe 11 in which the gases are introduced into the central portion of a moving mass of solid filter particles 12 contained in
EMI5.2
a container 14.
A helical vane 1> fixed to the rotary shaft 13A is arranged in the intake manifold 10 to prevent solid particles from flowing onto the walls of this manifold. The container 14 has a cylindrical upper portion 15 and a conical lower portion 16. A gas outlet 18 is disposed in the vicinity of the upper end of the upper portion 15. A suitable filter material, in the form of parts,
arrives through an intake manifold 19 of a pipe 20 in the upper end of the cylindrical portion 15
EMI5.3
The filter material of the pipe 10 passes from top to bottom in an annular channel 21 from the outside of the pipe 11
EMI5.4
the angle of inclination of the tU7au 20 with respect to the horizontal rice must be greater than the angle of the landslide slope of the
<Desc / Clms Page number 6>
filter material to ensure that the channel 21 remains full of this material. For example, if the angle of the flow slope of the filter material is about 40 the angle of inclination of the pipe 20 is preferably about 45 and the angle of inclination of the top wall 21a of the annular load is preferably equal to 55.
An axial shaft extending over the entire length of the pipe 11, the axis of which preferably coincides with that of the container 14, carries a helical vane scraper 24. The lower end of the shaft 22 comprises, approximately the height of the lower part of the pipe 11, - a horizontal arm 25 which carries spikes 26 projecting from top to bottom fixed to it and agitating the filter material in the area immediately below the lower part of the pipe 11
The lower part of the conical portion 16 communicates with a helical conveyor 28 which serves to discharge the filter material containing the solid particles retained from the lower end of the container 14,
for further processing or disposal.
A stream of gas containing the entrained particles is passed through the central pipe 11 to bring it into contact with the filter material in the container 14 and remove the entrained particles from the gas stream in contact with the filter material losing the gas. passes from bottom to top in the annular channel between the wall of the container 14 and the lower end of the pipe 11,
before leaving through the gas exhaust port 18. A new supply of filter material is continuously fed into the container 14 through the annular channel 21 and the clogged filter material is continuously discharged of the lower part of the
<Desc / Clms Page number 7>
reo @@ ent 14 by the helical conveyor 28.
It can therefore be seen that the container 14 contains a moving mass of high and low filter material. It can also be seen that the stream of gas containing impurities and arriving in the receptacle 14 first enters the mass of filtering material through a conical face located immediately below the lower end of the pipe 11, then passes from the top. downwards and outwards to arrive in the directory space between the pipe 11 and the wall of the container 14, in which it passes from the bottom up in a direction countercurrent to the flow of the filter material *
The blade 24 of the scraper that the shaft 22 rotates has the effect of dragging any particles adhering to the inner wall of the pipe 11 'The shaft 22,
by turning, also rotates the arm 25 whose tips 26 stir the filter material in the area immediately below the pipe 11 and or the proportion of the particles. trained is the strongest. With the filter material thus continuously agitated, new clean surfaces of these particles continuously come into contact with the incident gas stream, thus preventing the mass of filter material from becoming clogged, particularly at the bottom. gas entry point.
FIG. 2 shows in more detail the filter apparatus of the invention with a coke mass in countercurrent movement. The vessel 30 of the main filter has a cylindrical upper portion 31 and a conical lower portion 32. The cylindrical upper portion 31 and the tapered inner portion 32 have respective double jackets 34 and 35. A suitable heat exchange fluid, such as vapor or Dowthoerm liquid is circulated in the double jackets 34 and 35 in a manner similar to that.
<Desc / Clms Page number 8>
maintain the desired operating temperature in the container 30.
The lower part of the conical portion 32 communicates with a helical conveyor 36 which exits the filter material loaded with impurities.
An axial gas inlet line 38 runs from top to bottom in the upper cylindrical portion 31 and terminates at approximately the junction point between the portion 31 and the lower taper portion 32. An axial shaft 39 is driven by a engine 40 via a speed reduction transmission 42 mounted on a base 44. The shaft 39 is surrounded by a protective sheath 45 in the upper portion of the intake pipe 38.
The lower portion 45s of the protective sheath has a conical shape at the point of entry of the gas laden with impurities which arrives through an inlet pipe 46 in the inlet pipe 38.
Helical ribbon fins 48 of a scraper attached to the shaft 39 scrape off solid particles that settle on the surface of the conical portion 45a of the protective sheath and on the inner surface of the pipe 38 The scraper fins 48 are attached to the shaft 39 by disks 49. A scraper 47 attached to a rotating shaft 47a is also disposed in the gas inlet pipe 46 to prevent particles from accumulating therein.
50
An arm / attached to the lower end)? of shaft 39 carries tips 51 which agitate the filter mass in vessel 30 to aid in its up and down movement and to continuously uncover new *. surfaces of the particles of the filter material in contact with the impurity-laden gas, which initially comes into contact with it as it exits through the lower end of the pipe 38.
<Desc / Clms Page number 9>
The filter material enters the container 30 through an inlet pipe 52 and a supply pipe 54 The lower portion 54a of the pipe 54 forms an annular passage channel surrounding the upper portion of the pipe 38 and, therefore, feeds a annular stream of filtering material around the pipe 38 in the container 30 * The supply pipe 54 has a double heat exchange jacket 55 over its entire length and its lower portion 54a also includes a double jacket 57 the double jacket 55 a suitable heat exchange fluid through a pipe 56 by making it exit through an outlet pipe 58 and devices, not shown, circulate the heat exchange fluid arriving in the double jacket 57 and when leaving,
The supply pipe 54 is closed at one end by a cover 59 which also comprises a double jacket 60 supplied with a suitable heat exchange fluid by an inlet pipe 62 and an outlet pipe 61.
The container 30 and the auxiliary elements, such as the supply and outlet pipes can be of any suitable material * Mild steel is a suitable material of construction when the filter is operated at a temperature below about 500 ° 0 but If it is desired to operate the filter at a temperature above about 500 ° 0, the preferred material of construction is stainless steel.
The filter material which exits container 30 through helical conveyor 36 may be treated by sieving to separate solid particles of impurities previously contained in the gas scent. When the filter material consists of coke, that which comes out of the
<Desc / Clms Page number 10>
lower part of vessel 30 and charged with impurities can be charged * into an agglomeration or reduction furnace for preparing the arbothermal aluminum alloy, obtained by direct reduction of bauxite by @oke, thereby collecting the carbon dioxide. 'aluminum and carbon,
the brown 50 and the tips 51 which maintain a conical cavity in the filter material may be replaced by a perforated plate or a tamil, but preference is given to the arm and the tips.
The following example shows how the invention can be applied in practice. A full-scale industrial prototype of the filter in Figures 1 and 2 is built.
Three tests were carried out with a filter material of coke particles of a size less than 4.76 mm and greater than 2.38 mm with a flow rate of 16.3 kg per hour. The gas to be filtered consists of air arriving at a flow rate of 1.5 m3 per minute and loaded with carbon dust at a rate of 2.35 kg per hour, the size of all the carbon particles being less than 44 microns. The duration of each test is 24 hours and all the tests are carried out with an agitator of the coke surface rotating at a speed of one revolution per minute, making water arrive in mist at a rate of 1.35 kg / h, during tests n * 2 and 3.
During the tests, air, dust and mist are intimately mixed before the mixture comes into contact with the surface of the coke. A filter formed by a cotton sao is placed on the gas outlet pipe of the filter container to collect the dust contained in the outlet air stream. The filter works successfully during these stopovers and the proportion of dust collected is between 99.93 and 99.96.
<Desc / Clms Page number 11>