Procédé pour la décomposition continue de substances par la chaleur. La présente invention a pour objet un procédé permettant de réaliser le séchage et la décomposition par la chaleur, de corps ou de mélanges de corps naturels ou artificiels, décomposition qu'il est difficile de réaliser industriellement par les procédés actuellement en usage.
Ce procédé permet, en particulier, de réaliser économiquement la décomposition ré gulière et, plus généralement, le traitement régulier de substances qui, solides à la tem pérature ordinaire, se transforment sous l'action de la chaleur, en une masse pâteuse, difficile à agiter, mauvaise conductrice de la chaleur et dont la viscosité s'oppose au dégagement régulier des vapeurs volatiles qui se produisent à l'intérieur de la masse traitée.
Un tel état de choses entraîne une perte importante des rendements, non seulement par suite des surchauffes locales qui entrai nent la formations de goudrons, mais aussi par le fait que les vapeurs formées subissent un véritable ,"cracking" en prolongeant leur contact avec la masse pâteuse chaude à l'inté rieur de cette dernière par suite de la visco sité même de celle-ci.
On a essayé de remédier à -cet inconvé nient en diluant le produit -ou système à traiter avec des matières inertes telles que sable, argile, calcaire pulvérisé, etc., mais ces artifices ne remédient que très incom plètement et très imparfaitement aux incon vénients signalés ci-dessus.
La présente invention a pour objet un nou veau procédé .de décomposition par la cha leur éliminant tous les ennuis signalés ci- dessus et selon lequel on réalise la décom position en régime continu, .dans un four à plusieurs compartiments chauffés .à des tem pératures différentes, les premiers compar timents servant -au séchage et à .la fusion des susbtances à traiter, les divers compar timents du four étant munis -d'un dispositif d'agitation, de manière à assurer une répar tition régulière de la température et un mélange satisfaisant ,de la masse traitée dans chaque compartiment,
et une progression ré- gulière de ladite masse d'un compartiment à l'autre.
Ce procédé permet notamment d'obtenir des cétones par décomposition des sels de char@ des acides organiques, en particulier le butyrate de chaux brut obtenu par fer mentation des jus sucrés et dont la fusion pâteuse rend la décomposition pratiquement impossible à réaliser sur de grosses masses.
Le dispositif permettant de réaliser dans la masse qui se trouve dans chaque compar timent une agitation régulière et de faire pro gresser celle-ci dans le compartiment suivant peut être en outre agencé de façon à ce que cette progression ait lieu au bout d'un temps moyen régi dans chaque cas particulier par la nature même de la transformation; le nom bre de compartiments et le débit de la ma tière peuvent être réglés de façon à obtenir à la sortie de l'appareil, c'est-à-dire à son autre extrémité, une matière entièrement dé composée, de manière à réaliser le rendement optimum.
Il est bien évident que si la matière est humide, elle peut être séchée totalement ou partiellement. Cette dessiccation aura lieu de préférence dans le ou les premiers comparti ments du four, la matière passant ensuite dans le compartiment suivant, où la quantité de chaleur fournie, la température à laquelle celle-ci est apportée et la masse de matière contenue dans ce dernier compartiment sont suffisantes pour assurer, d'une part, la fu sion de la masse initialement introduite, dans ledit compartiment, et pour permettre @'autre part, à toute nouvelle quantité de substance solide (et éventuellement sèche) p en Mrant dans ledit compartiment, ide fondre entièrement et rapidement par simple con tact avec la masse déjà fondue, sous l'action de la température de cette dernière et de l'agitation signalée plus haut.
Par déborde ment de ce compartiment dans le suivant, la matière fondue peut ensuite progresser dans les autres compartiments dont la température, qui peut être, si cela est nécessaire, de plus en plus élevée, a pour limite supérieure, dans chaque cas particulier, celle qui correspond à l'évolution totale du produit ou du système traité, par exemple celle qui correspond à la transformation complète en cétones des sels de chaux d'acides gras. Dans ce dernier cas, comme dans les cas similaires où il se dégage des vapeurs combustibles au cours de la dé composition, l'atmosphère du four devra, bien entendu, être protégée contre toutes les rentrées d'air.
Il est bien manifeste que, grâce au pré sent procédé, dans les compartiments succes sifs où la décomposition des matières pré citées a lieu, il est extrêmement facile de brasser la matière qui s'y trouve puisque ses portions fusibles se présentent sous une forme fluide, ce qui permet, en outre, le maintien de la masse à une température uniforme.
On peut donc, grâce au contact régulier avec les parois chaudes du four, assurer nor- mnalement l'échange de température avec cel les-ci, de manière à obtenir une décomposi tion tout à fait régulière en même temps que les produits d.e la -décomposition se dé gagent eux-mêmes très régulièrement. Les surchauffes locales sont ainsi réduites au minimum; il en est -de même de la forma tion des goudrons; le présent procédé a, par suite, le grand avantage de fournir des pro duits qui, du premier jet, sont d'une grande pureté.
Pour .augmenter encore la qualité des pro duits, on aura intérêt, dans certains cas, à -disposer dans chaque compartiment un ori fice par lequel les vapeurs formées par la décomposition du produit pendant son séjour dans ledit -compartiment pourront être -captées et par suite :
être soustraites aussi rapidement que possible à l'action de la température du compartiment précité, action qui a toujours pour effet dé provoquer un "cracking" plus ou moins important des vapeurs avec for mation de produits gazeux qui sont généra lement de moindre valeur que .les produits liquides que la décomposition permet d'ob tenir.
On peut ,évidemment, par le procédé fai sant l'objet de la présente invention, traiter non seulement des corps chimiquement ou techniquement purs, mais encore des mélan ges de substances, notamment des mélanges, en proportions convenablement déterminées, de plusieurs corps de manière à obtenir, en même temps que la décomposition du sys tème par la chaleur, des réactions intéres santes entre les différents constituants ori ginaux du système traité;
c'est ainsi qu'en mélangeant en proportions convenables et fixées à l'avance, du butyrate de chaux et de l'acétate de chaux ou des sels de chaux d'un certain nombre d'acides gras, aromatiques ou autres, on obtiendra. des mélanges de cé tones dont la composition est particulière ment intéressante pour certaines applications, en particulier pour l'industrie des vernis cellulosiques.
Par exemple, le mélange des cétones ob tenues par la calcination simultanée d'un mélange intime de butyrate de chaux brut provenant de la fermentation des jus sucrés et d'acétate de chaux fournit un système dis solvant à évaporation progressive, qui pré sente un grand intérêt pour l'industrie des- dits vernis, non seulement à cause de cette évaporation progressive, mais encore en rai son des propriétés dissolvantes que présente ledit système et qui n'ont pas encore été égalées jusqu'à ce jour et aussi en raison de sa neutralité chimique parfaite.
Bien entendu, l'addition de substances convenablement choisies au corps ou<I>sys-</I> tème à traiter permet, ces substances agis sant comme catalyseurs, de faire varier la vitesse de la réaction et aussi la composi tion du produit. obtenu (chaux, carbonate de chaux, oxydes métalliques, ete.).
Le procédé suivant l'invention peut être réalisé par le four représenté à titre d'exem ple au dessin annexé: Dans ce dessin-<I>a, b, c, d, e, f, g, h</I> sont les parties -successives du four dans lesquelles la matière est soumise à l'action de la cha leur; le chauffage est assuré par circulation dans le sens des flèches, des, gaz chauds pro venant d'un ou plusieurs foyers F. L'en trée de ces gaz se fait par l'orifice D, la sortie des gaz ayant servi au chauffage, est désignée par C.
L'entrée -de la matière se fait en A dans le four, le séchage s'opère sur les deux seuils<I>a, b,</I> chauffés par les gaz les plus froids, tandis que la masse est brassée par les agitateurs a' et b' actionnés par pignons d'angle. La masse sèche poussée par les agitateurs ci-dessus arrive alors dans les deux cavités c, d'où, par suite de la masse fondue qui s'y trouve, la matière sèche entre immédiatement en fusion. La masse fondue est maintenue en agitation par les deux agitateurs cl et dl actionnés par renvoi.
La masse fondue déborde du comparti ment<I>d</I> sur les seuils successifs<I>f, g, la</I> où la masse est propulsée vers la sortie par les agitateurs f <I>1</I> et g', h', tandis que la tempé rature va en croissant et avec, comme limite supérieure, celle qui correspond à la décom position totale du produit traité. Les vapeurs qui se dégagent au cours de la réaction sont évacuées par la tubulure E et conduites vers les appareils de traitement convenables. Le passage de la matière dans les divers com partiments est facile à partir de l'élément -de fusion c, d, par le fait qu'elle se pré sente sous forme fluide, permettant de main tenir chacune des portions à une tempéra ture uniforme et régulière.
Le contact par fait avec les parois chaudes du four assure un échange de température régulier entre celles-ci et la matière traitée, et une décom position progressive sans surchauffe locale: On évite ainsi les phénomènes de cracking et la formation subséquente de matières gou dronneuses.
Pour soustraire encore plus rapidement les vapeurs à l'action de la température dans chacun des compartiments, on pourra assurer le départ des vapeurs par plusieurs tubulures convenablement disposées telles que E', E2, E".
Dans les lignes précédentes, on entend par fusion la mise du produit sous forme liquide, même si ce liquide possède un fort coefficient de viscosité, fe produit nouvelle ment introduit dans le compartiment où a lieu la fusion prenant lui-même très rapi- dement l'état fluide par suite de la dispro portion qui existe à tout instant entre la masse fondue et celle du produit solide in troduit; le maintien de l'état de fusion étant assuré dans ces conditions sans baisse appré ciable de la température du bain de fuson.
On fera remarquer de plus qu'une ma tière fusible étant donnée, sa décomposition pas la chaleur se fait toujours à une tempé rature supérieure à sa température de fusion.
Process for the continuous decomposition of substances by heat. The present invention relates to a process making it possible to carry out the drying and decomposition by heat of bodies or mixtures of natural or artificial bodies, a decomposition which it is difficult to carry out industrially by the processes currently in use.
This process makes it possible, in particular, to carry out economically the regular decomposition and, more generally, the regular treatment of substances which, solid at ordinary temperature, are transformed under the action of heat into a pasty mass, difficult to remove. stir, a poor conductor of heat and whose viscosity is opposed to the regular release of volatile vapors which occur inside the treated mass.
Such a state of affairs entails a significant loss of yields, not only as a result of local overheating which leads to the formation of tar, but also by the fact that the vapors formed undergo a real "cracking" by prolonging their contact with the mass. hot pasty inside the latter as a result of the very viscosity of the latter.
An attempt has been made to remedy this drawback by diluting the product or system to be treated with inert materials such as sand, clay, pulverized limestone, etc., but these devices only very incompletely and very imperfectly remedy the drawbacks. reported above.
The present invention relates to a novel process .de decomposition by heat eliminating all the troubles mentioned above and according to which the decomposition is carried out in continuous mode, .in an oven with several compartments heated .at temperatures. different compartments, the first compartments being used for the drying and melting of the substances to be treated, the various compartments of the furnace being provided with a stirring device, so as to ensure a regular distribution of the temperature and a satisfactory mixture of the mass treated in each compartment,
and a regular progression of said mass from one compartment to another.
This process makes it possible in particular to obtain ketones by decomposition of char @ salts of organic acids, in particular crude lime butyrate obtained by fermentation of sweet juices and whose pasty fusion makes the decomposition practically impossible to be carried out on large masses. .
The device making it possible to achieve regular stirring in the mass which is in each compartment and to cause this to progress in the next compartment can also be arranged so that this progression takes place after a time. means governed in each particular case by the very nature of the transformation; the number of compartments and the flow rate of the material can be adjusted so as to obtain at the outlet of the device, that is to say at its other end, a fully decomposed material, so as to achieve the optimum yield.
It is obvious that if the material is wet, it can be completely or partially dried. This desiccation will preferably take place in the first compartment (s) of the oven, the material then passing into the next compartment, where the quantity of heat supplied, the temperature at which it is supplied and the mass of material contained in the latter. compartment are sufficient to ensure, on the one hand, the melting of the mass initially introduced into said compartment, and to allow any new quantity of solid (and possibly dry) substance p in said compartment on the other hand. , ide melt completely and quickly by simple contact with the already melted mass, under the action of the temperature of the latter and of the agitation mentioned above.
By overflowing from this compartment into the next, the molten material can then progress into the other compartments, the temperature of which, which can be, if necessary, increasingly high, has the upper limit, in each particular case, that which corresponds to the total evolution of the product or of the treated system, for example that which corresponds to the complete transformation into ketones of lime salts of fatty acids. In the latter case, as in the similar cases where combustible vapors are given off during the decomposition, the atmosphere of the furnace must, of course, be protected against any re-entry of air.
It is quite obvious that, thanks to the present process, in the successive compartments where the decomposition of the above-mentioned materials takes place, it is extremely easy to stir the material therein since its fusible portions are in a fluid form. , which also allows the mass to be maintained at a uniform temperature.
It is therefore possible, thanks to regular contact with the hot walls of the furnace, to ensure normally the temperature exchange with these, so as to obtain a completely regular decomposition at the same time as the products of the - decomposition on their own very regularly. Local overheating is thus reduced to a minimum; the same is true of the formation of tars; the present process has, therefore, the great advantage of providing products which, from the first draft, are of high purity.
To further increase the quality of the products, it will be advantageous, in certain cases, to -have in each compartment an orifice through which the vapors formed by the decomposition of the product during its stay in said -compartment can be -captured and by after :
be subtracted as quickly as possible from the action of the temperature of the aforementioned compartment, an action which always has the effect of causing a more or less significant "cracking" of the vapors with the formation of gaseous products which are generally of less value than. the liquid products which decomposition allows to obtain.
It is obviously possible, by the process forming the object of the present invention, to treat not only chemically or technically pure substances, but also mixtures of substances, in particular mixtures, in suitably determined proportions, of several substances in a manner. in obtaining, at the same time as the decomposition of the system by heat, interesting reactions between the various original constituents of the treated system;
Thus, by mixing in suitable proportions and fixed in advance, lime butyrate and lime acetate or lime salts of a certain number of fatty acids, aromatic or others, we will obtain . mixtures of cerones, the composition of which is particularly advantageous for certain applications, in particular for the cellulose varnish industry.
For example, the mixture of ketones obtained by the simultaneous calcination of an intimate mixture of raw lime butyrate from the fermentation of sweet juices and lime acetate provides a gradually evaporating solvent system, which presents a large interest for the industry of said varnishes, not only because of this gradual evaporation, but also because of the dissolving properties which the said system presents and which have not yet been equaled to date and also because of its perfect chemical neutrality.
Of course, the addition of suitably chosen substances to the body or <I> system to be treated makes it possible, these substances acting as catalysts, to vary the speed of the reaction and also the composition of the product. obtained (lime, carbonate of lime, metal oxides, ete.).
The process according to the invention can be carried out by the oven shown by way of example in the accompanying drawing: In this drawing- <I> a, b, c, d, e, f, g, h </I> are the -successive parts of the oven in which the material is subjected to the action of heat; the heating is provided by circulation in the direction of the arrows, of the hot gases coming from one or more hearths F. The entry of these gases is through the orifice D, the exit of the gases used for heating, is designated by C.
The material enters the oven at A, drying takes place on the two thresholds <I> a, b, </I> heated by the colder gases, while the mass is stirred by the agitators a 'and b' actuated by angle gears. The dry mass pushed by the above agitators then arrives in the two cavities c, from where, as a result of the molten mass therein, the dry matter immediately melts. The molten mass is kept in agitation by the two return-operated stirrers c1 and dl.
The molten mass overflows from the <I> d </I> compartment on the successive thresholds <I> f, g, la </I> where the mass is propelled towards the outlet by the stirrers f <I> 1 </ I > and g ', h', while the temperature is increasing and with, as upper limit, that which corresponds to the total decomposition of the treated product. The vapors which are given off during the reaction are evacuated through the pipe E and conducted to the appropriate processing apparatus. The passage of the material in the various compartments is easy from the melting element c, d, by the fact that it is present in fluid form, making it possible to keep each of the portions at a uniform temperature. and regular.
The actual contact with the hot walls of the furnace ensures a regular temperature exchange between them and the treated material, and a progressive decomposition without local overheating: This avoids the phenomena of cracking and the subsequent formation of gou droning materials.
In order to subtract the vapors even more rapidly from the action of the temperature in each of the compartments, it is possible to ensure the departure of the vapors via several suitably arranged pipes such as E ', E2, E ".
In the preceding lines, by melting is meant the placing of the product in liquid form, even if this liquid has a high coefficient of viscosity, the product newly introduced into the compartment where the melting takes place, itself taking very quickly. fluid state as a result of the disproportion which exists at any time between the melt and that of the solid product introduced; the maintenance of the state of fusion being ensured under these conditions without appreciable drop in the temperature of the fuson bath.
It will be further observed that a fusible material being given, its decomposition by heat always takes place at a temperature above its melting point.