CH634233A5 - Process for introducing particles into a liquid of a reactor, device for making use of the process and application of the process - Google Patents

Description

La présente invention est relative à un procédé pour introduire des particules dans au moins un liquide de réacteur, utilisé dans au moins un réacteur chimique et/ou électrochimique. Elle couvre également un dispositif pour la mise en œuvre du procédé ainsi qu'une application du procédé.

Lorsque le réacteur est un réacteur électrochimique, le liquide contenant les particules alimente un compartiment anodique ou

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cathodique dans lequel se déroule au moins une réaction électrochimique. Cette réaction se traduit par des échanges électroniques, les charges électriques libérées au cours de la réaction électrochimique ou nécessaires à cette réaction sont collectées ou délivrées par un organe conducteur de l'électricité dit collecteur d'électrons, situé dans le compartiment électrochimique. Les échanges électroniques peuvent, d'une part, affecter le liquide (ou un produit transporté par le liquide sous forme de solution ou d'émulsion), les particules solides étant par exemple des particules catalytiques. Les échanges électroniques peuvent, d'autre part, affecter les particules, le liquide étant par exemple un électrolyte et les particules étant constituées en totalité ou en partie par une matière active, appelée parfois combustible, lorsque le réacteur est un générateur de courant électrochimique.

Pour obtenir un fonctionnement optimal de ces réacteurs chimiques ou électrochimiques, il est nécessaire de maintenir dans ces réacteurs les proportions respectives de liquide et de particules dans des limites précises, l'écart entre ces limites étant en général étroit lorsque les autres paramètres de fonctionnement ont été déterminés. Deux procédés visant à résoudre ce problème ont été proposés.

On a proposé, d'une part, d'utiliser des particules sèches que l'on introduit dans le liquide. Ce procédé nécessite le stockage et la manutention de particules sèches, ce qui est difficile et parfois dangereux à réaliser lorsque les particules réagissent avec l'air. De plus, le liquide mouille les diverses parties du dispositif d'alimentation, ce qui perturbe cette alimentation.

On a proposé, d'autre part, de réaliser une boue concentrée des particules dans un liquide vecteur et d'introduire cette boue dans le liquide de réacteur, le liquide vecteur étant soit identique au liquide de réacteur, soit compatible avec ce liquide. L'expérience montre dans ce cas que la décantation des particules est très difficile à éviter dans la boue, de telle sorte qu'une agitation est nécessaire avant introduction dans le réacteur, ce qui consomme une énergie importante, étant donné la viscosité élevée de la boue. D'autre part, un contact prolongé des particules avec le liquide vecteur peut donner lieu à une attaque des particules, c'est-à-dire à une perte de produit, cette attaque libérant éventuellement des gaz qui perturbent le stockage et l'introduction des particules, ces gaz pouvant de surcroît poser des problèmes graves de sécurité.

Le but de l'invention est d'éviter ces inconvénients. En conséquence, le procédé conforme à l'invention, consistant à introduire des particules dans un liquide d'un réacteur chimique et/ou électrochimique, est caractérisé en ce qu'on prépare au moins une masse d'alimentation sensiblement compacte comportant des particules primaires et au moins un liquide de compactage, la masse du liquide étant plus faible que celle des particules, et le liquide réagissant faiblement ou pas du tout avec les particules primaires, en ce qu'on érode cette masse de façon à la dissocier en particules secondaires, et en ce qu'on entraîne les particules secondaires dans le liquide de réacteur à l'aide d'au moins un liquide vecteur.

Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour éroder au moins une masse d'alimentation compacte, comportant des particules primaires et au moins un liquide de compactage peu ou non réactif chimiquement avec les particules primaires et en quantité plus faible que le volume des particules, de façon à dissocier la masse d'alimentation en particules secondaires, et des moyens pour faire circuler au moins un liquide vecteur au contact de la masse pour entraîner les particules secondaires vers un liquide de réacteur.

L'invention sera aisément comprise à l'aide des figures et des exemples suivants. Parmi ces figures:

les flg. 1 à 3 représentent schématiquement en coupe un dispositif pour la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention permettant de préparer une masse d'alimentation,

la fig. 4 représente schématiquement en coupe un dispositif permettant d'éroder une masse d'alimentation,

la fig. 5 représente schématiquement en coupe un dispositif d'alimentation comportant le dispositif représenté à la fig. 4,

la fig. 6 représente schématiquement en coupe un générateur électrochimique utilisant le dispositif d'alimentation,

la fig. 7 représente un schéma électrique permettant d'asservir le fonctionnement du dispositif d'alimentation à l'intensité délivrée par un générateur électrochimique,

la fig. 8 représente schématiquement en coupe un autre dispositif d'alimentation,

la fig. 9 représente un schéma électrique permettant d'asservir le fonctionnement du dispositif d'alimentation à la quantité d'électricité débitée par un générateur électrochimique, et la fig. 10 représente schématiquement en coupe un autre dispositif d'alimentation.

Les fig. 1, 2 et 3 illustrent un dispositif de compactage 1 permettant la réalisation de masse d'alimentation, qui comporte un cylindre de compactage 10, percé à sa partie inférieure d'une ouverture 101 dans laquelle on introduit une pièce amovible 11. Cette pièce amovible 11 comporte une base 111, dans laquelle vient se loger la partie inférieure 102 du cylindre 10, et une tige 112 cylindrique et verticale disposée sensiblement dans l'axe XX' du cylindre 10. Une pièce mobile 12, dite piston, coulisse le long de la tige 112. L'axe XX' est axe de révolution pour le dispositif 1, c'est-à-dire pour le cylindre 10, la pièce amovible 11 et le piston 12, le diamètre de la tige 112 étant sensiblement égal au diamètre de l'ouverture 101.

La partie inférieure 121 du piston 12 forme un tronc de cône en relief dont l'évasement est tourné vers le haut. On verse dans le cylindre 10 au moins un liquide 2 de compactage et des particules primaires 31, le liquide 2 et les particules 31 étant peu ou non réactifs chimiquement entre eux. Les particules 31 dont la densité est supérieure à celle du liquide 2 sédimentent et forment un lit 3 de sédimentation contenant une quantité importante de liquide 2. On fait coulisser le piston 12 vers la partie inférieure 102 du cylindre 10, dans le sens de la flèche F 12 (fig. 2), de façon à compacter le lit 3 de sédimentation et à éliminer de ce lit la plus grande partie du liquide 2.

Ce résultat peut être obtenu, par exemple, en ménageant entre le piston 12 et la paroi intérieure 103 du cylindre 10 un jeu 104 inférieur au diamètre moyen des particules 31, ce jeu étant considérablement grossi aux fig. 1 et 2 pour la clarté du dessin. Le liquide 2 exempt de particules 31 se rassemble ainsi au-dessus du piston 12 lors du compactage du lit 3 (fig. 2). On évacue le liquide 2 rassemblé au-dessus du piston 12, on enlève le piston 12 et la pièce amovible 11. Il reste alors le cylindre 10 à l'intérieur duquel se trouve la masse compactée 30 dite masse d'alimentation, contenant une faible quantité de liquide 2, et comportant en son centre une ouverture 301 correspondant à l'ouverture 101 du cylindre 10 et communiquant avec cette ouverture (fig. 3).

Etant donné la faible quantité de liquide 2 dans la masse d'alimentation 30, cette masse 30 peut être stockée pendant une longue période, même si le liquide 2 et les particules 31 réagissent faiblement entre eux, la masse 30 pouvant rester dans le cylindre 10 pendant le stockage, ou être enlevée du cylindre 10 pour être stockée, étant donné que le compactage lui permet en général de garder sa forme. L'opération de compactage peut être opérée sans sédimentation préalable des particules 31, le piston 12 se déplaçant alors dans une suspension de particules 31 dans le liquide 2, mais une sédimentation préalable est préférable pour faciliter la séparation entre les particules et la plus grande partie du liquide 2.

On voit à la fig. 4 un dispositif 4 d'alimentation permettant d'introduire la masse d'alimentation 30 dans au moins un réacteur chimique ou électrochimique (non représenté). Ce dispositif 4 comporte un cylindre d'alimentation, par exemple le cylindre 10 déjà représenté aux fig. 1 à 3, dans lequel se trouve la masse d'alimentation 30. Une tête 40 dite tête d'érosion comporte des couteaux 41 et une tige 42 qui permet à cette tête 40, d'une part, une rotation d'axe XX', identique à l'axe XX' représenté à la fig. 1, cette rotation étant symbolisée par la flèche F 4-1, d'autre part, des déplacements longitudinaux parallèles à l'axe XX' et représentés par les flèches F 4-2 et F 4'-2.

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L'introduction de la masse 30 dans le générateur s'effectue de la façon suivante. On déplace la tête 40 selon la flèche F 4-2, de façon que les couteaux 41 soient sensiblement tangents au tronc de cône 302 qui correspond en creux à l'empreinte dans la masse 30 du piston 12, c'est-à-dire à la face supérieure de la masse 30. La rotation de la tête 40 permet alors l'érosion de la masse 30 par les couteaux 41, la masse 30 donnant alors des particules secondaires 32 qui peuvent être par exemple sensiblement les mêmes que les particules 31 dissociées, à moins que les particules secondaires 32 ne soient formées par fragmentation ou par agglomération des particules primaires 31.

La tête 40 se déplace vers le fond 105 du cylindre 10 selon la flèche F 4-2 au fur et à mesure que l'érosion progresse. On fait arriver au moins un liquide vecteur dans le cylindre 10, au-dessus de la tête 40, selon la flèche F 4-3, dirigée vers le fond 105 du cylindre 10. Le liquide vecteur s'écoule vers la masse 30, de préférence en quantité suffisante pour recouvrir toute cette masse, par un jeu 404 ménagé entre la tête 40 et la paroi intérieure 103 du cylindre 10, ce jeu étant de préférence inférieur au diamètre moyen des particules primaires 31 et secondaires 32. Ce jeu 404 est considérablement grossi à la fig. 4 pour la clarté du dessin.

Le liquide vecteur entraîne les particules secondaires 32 vers au moins un liquide de réacteur (non représenté) par les ouvertures 301 et 101, selon la flèche F 4-4, la forme en creux de tronc de cône de la masse 30 facilitant cet entraînement. L'érosion de la masse 30, c'est-à-dire en particulier la dissociation des particules 31 compactées, est facilitée par la présence, à l'intérieur de la masse 30, du liquide de compactage 2 qui lubrifie les particules 31. Lorsque la masse 30 a été entièrement érodée, on retire la tête 40 selon la flèche F 4'-2, de façon à utiliser à nouveau le cylindre 10 pour la réalisation d'une nouvelle masse 30.

La fig. 5 représente un dispositif d'alimentation 5 comportant le dispositif 4 précédemment décrit. Un moteur 50 entraîne en rotation l'engrenage constitué du couple de roues dentées 51, 52 et l'engrenage constitué du couple de roues dentées 53,54, la roue 53 étant entraînée par le moteur 50 grâce au dispositif d'embrayage 55. Les rapports de réduction de ces couples sont légèrement différents. La roue 52 est solidaire d'une vis 56 qui se visse dans l'écrou 421 constitué par la paroi intérieure de la tige 42 solidaire de la roue 54, l'axe de rotation de la roue 54 étant confondu avec celui de la tête 40, c'est-à-dire avec l'axe XX'. La vitesse de translation F 4-2 de la tige 42 est ainsi proportionnelle à la différence des vitesses angulaires de rotation des roues 52 et 54 et au pas du système vis 56/écrou 421,

Cette translation s'effectue par un glissement des dents 541 de la roue 54 le long des dents 531 de la roue 53. Les dents 531 et 541 sont parallèles à l'axe XX' qui est lui-même parallèle à l'axe YY' de rotation de la roue 53. L'ensemble de cette cinématique est logé dans un carter étanche 57 qui se raccorde au cylindre 10 de manière étanche par le joint torique 59, le joint torique 58 assurant l'étan-chéité entre la tige 42 et le carter 57.

Le volume de la masse 30 d'alimentation est déterminé de façon à obtenir une autonomie donnée du réacteur.

Lorsque le cylindre 10 ne contient plus de particules, on arrête la course vers le bas de la tête 40 par un contact de fin de course (non représenté). Le dispositif d'embrayage 55 est alors mis en position de débrayage, ce qui cause l'arrêt de l'engrenage 53 et par suite une remontée rapide selon la flèche F 4'-2 de la tête 40 grâce à la rotation de la vis 56. On peut alors remplacer le cylindre 10 vide par un autre cylindre 10 comportant une autre masse d'alimentation 30 de façon à effectuer une nouvelle opération.

Le liquide de compactage et le liquide vecteur peuvent être identiques ou différents, ils peuvent éventuellement être constitués par le liquide de réacteur lui-même. Cette dernière solution est préférable dans un but de simplicité, à moins que le liquide de réacteur ne réagisse chimiquement de façon rapide avec les particules, auquel cas il faut utiliser un liquide de compactage différent et éventuellement un liquide vecteur différent, les liquides différents

étant de préférence miscibles et non réactifs chimiquement entre eux pour favoriser un bon entraînement des particules dans le réacteur.

Dans les dispositifs 4 et 5 précédemment décrits, l'érosion de la masse 30 et l'arrivée du liquide vecteur se font vers le bas. Il est évident qu'on peut envisager d'autres directions pour cette érosion et/ou cette arrivée de liquide, par exemple une direction opposée à celle qui a été décrite, l'érosion de la masse 30 et/ou l'introduction du liquide vecteur se faisant alors vers le haut. Il est évident, d'autre part, que l'on peut utiliser plusieurs masses d'alimentation distinctes disposées dans un même cylindre d'alimentation, ce qui peut faciliter le chargement des dispositifs d'alimentation. La fig. 10 représente un tel dispositif 4'. Ce dispositif 4' comporte un cylindre 10' d'alimentation dans lequel sont superposées quatre masses d'alimentation identiques 30'. Chacune de ces masses 30' comporte une face inférieure 301' et une face supérieure 302', ces faces inférieure et supérieure ayant une forme conique sensiblement identique, l'ouverture de ces cônes d'angle a étant dirigée vers le bas, de façon à permettre l'empilement des masses 30' les unes sur les autres. Le chargement des masses 30' s'effectue par la partie supérieure 100' du cylindre 10', parallèlement à la flèche F 10 dirigée vers le bas. La tête 40' d'érosion est disposée initialement à la partie inférieure 102' du cylindre 10', de façon que ses couteaux 41' soient sensiblement tangents à la face inférieure conique 301' de la masse 30' située au niveau le plus bas. La tête 40' entraînée par la tige 42' tourne autour de l'axe (non représenté) de la tige 42', et progresse vers le haut, le long de cet axe, parallèlement à la flèche F' 10, pendant l'érosion de la masse 30' avec laquelle elle est en contact. La tige 42', creuse, qui traverse la tête 40', permet l'arrivée du liquide vecteur (non représenté) vers le haut, parallèlement à la flèche F' 10. Le liquide vecteur arrive ainsi au contact de la face inférieure 301' de la masse 30' érodée, et entraîne les particules secondaires 32' vers le bas, entre la tête 40' et le cylindre 10', selon la flèche F 10-1, cet écoulement étant rendu possible par exemple en faisant déborder les couteaux 41' de la face latérale 43' de la tête 40'.

Il est ainsi possible de charger le cylindre 10' avec des masses 30' tout en effectuant l'opération d'érosion ou avant l'érosion complète des masses 30' contenues dans le cylindre 10'. Les masses 30' peuvent être par exemple obtenues par compactage avec un piston dans un cylindre dont le fond dépourvu d'ouverture a une forme conique, les autres caractéristiques de compactage étant semblables à celles qui ont été précédemment décrites.

La fig. 6 représente l'utilisation d'un dispositif d'alimentation dans un générateur électrochimique.

Le générateur 6 comporte un compartiment cathodique 60 et un compartiment anodique 61. Le compartiment cathodique 60 comporte une cathode 601 qui est par exemple une électrode à diffusion d'air ou d'oxygène, l'entrée et la sortie de gaz étant représentées schématiquement par les flèches F 60 et F' 60. Le collecteur d'électrons (non représenté) de la cathode 601 est relié à la borne positive P du générateur 6. Le compartiment anodique 61 comporte un collecteur d'électrons 611 disposé en face de la cathode 601. Un électrolyte (non représenté) contenant des particules actives anodi-ques 612 se déplace à travers le compartiment anodique 61 entre le collecteur anodique 611 et la cathode 601. Le collecteur anodique 611 est relié à la borne négative N du générateur 6. Pendant la décharge du générateur 6, les particules actives anodiques 612 s'oxydent dans le compartiment anodique 61 en perdant des électrons, tandis que l'oxygène, matière active cathodique, est réduit dans la cathode 601 • en captant un nombre équivalent d'électrons. La sortie 614 du compartiment anodique 61 est reliée à l'entrée 613 de ce compartiment par un trajet 62, extérieur au compartiment anodique 61, ce trajet comportant en série une pompe 622 et un réservoir tampon 621 d'électrolyte et de particules. Un dispositif 623 d'alimentation permettant d'introduire les particules 612 dans l'électrolyte débouche dans ce trajet 62, ce dispositif 623 étant par exemple le dispositif représenté à la fig. 4. Les particules actives anodiques 612 sont par exemple constituées en totalité ou en partie par un métal actif anodique, ces particules étant, notamment, des particules de zinc,

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l'électrolyte étant par exemple un électrolyte alcalin. Les conditions opératoires, nullement limitatives, peuvent être les suivantes:

— électrolyte (liquide de réacteur): solution aqueuse de potasse 4 à 12N (4 à 12 mol d'hydroxyde de potassium par litre),

— liquide de compactage et liquide vecteur: composition initiale identique à celle qu'a l'électrolyte au début de la décharge, soit: solution aqueuse de potasse sensiblement non zincatée 4 à 12N,

— pourcentage en poids de zinc dans l'électrolyte introduit dans le compartiment anodique 61:20 à 30% du poids de l'électrolyte,

— dimension moyenne des particules de zinc introduites dans le liquide de compactage, avant la réalisation de la masse d'alimentation 30:10 à 20 n,

masse du liquide de compactage

— rapport dans la masse masse de zinc d'alimentation 30: de 0,15 à 0,35, le rapport étant par exemple sensiblement égal à 0,22 lorsque le liquide de compactage est de la potasse 6N,

— vitesse de rotation de la tête 40: de 12 à 120 tr/min,

— vitesse de translation de la tête 40 : de 0,12 à 1,2 mm/min, cette translation s'effectuant selon la flèche F 4-2,

— débit du liquide vecteur: de 10 à 20 cm3/min/cm2 de section intérieure du cylindre 10.

Pendant la décharge, le générateur 6 débite, dans le circuit de décharge (non représenté) disposé entre les bornes P et N, un courant variant de 5 à 50 A sous une tension voisine de 1 V, ce qui correspond à une consommation de zinc variant sensiblement de 0,108 à 1,08 g/min. Les valeurs maximales et minimales données précédemment pour les vitesses de rotation et de translation correspondent respectivement aux consommations maximale et minimale de zinc.

Les particules initiales de zinc ont tendance à s'agglomérer dans la potasse pour donner des particules plus grosses de telle sorte que les particules primaires 31 qui se trouvent dans la masse d'alimentation 30 ou les particules secondaires 32 qui se trouvent dans l'électrolyte ont en moyenne de 50 à 500 |x, ces particules secondaires 32 constituant les particules actives anodiques 612.

Pendant la décharge, la concentration en zinc oxydé dissous sous forme de zincate de potassium dans l'électrolyte est maintenue inférieure à une valeur prédéterminée égale par exemple à 120 g/1 environ, lorsque l'électrolyte est de la potasse 6N, de façon que les particules de zinc ne soient pas rendues inactives par une accumulation du produit de réaction à leur surface ou au voisinage de leur surface.

Ce résultat peut être obtenu soit en remplaçant l'électrolyte zincaté par une solution fraîche de potasse dépourvue de zincate, lorsque sa concentration en zinc dissous devient excessive, soit en régénérant en continu l'électrolyte zincaté dans une installation non représentée à la fig. 6.

Le procédé d'alimentation décrit permet ainsi de maintenir dans des limites précises le pourcentage en poids de particules de zinc dans l'électrolyte, avec une dépense d'énergie faible pour l'érosion de la masse d'alimentation 30, cette dépense d'énergie étant dans l'exemple décrit inférieure au centième de l'énergie délivrée par le générateur 6. Les limites prédéterminées peuvent être très étroites, par exemple + 1 % de la concentration moyenne choisie. La potasse réagit faiblement avec le zinc pour libérer de l'hydrogène, mais la faible quantité de potasse dans la masse d'alimentation permet à celle-ci d'arriver rapidement à saturation en zincate de potassium, de telle sorte que la réaction ne progresse pas et qu'on peut stocker cette masse d'alimentation pendant des périodes très longues sans aucun risque d'attaque prolongée du zinc par la potasse. Tel n'est pas le cas des boues concentrées de particules de zinc et de potasse. En effet, dans ces masse de solution de potasse boues, le rapport est en général masse de zinc supérieur à 1. C'est ainsi que, par exemple, si on laisse sédimenter des particules de zinc dans la potasse 6N, ces particules étant identiques aux particules 612 utilisées dans le générateur 6, et si on enlève la potasse située au-dessus de ce lit de sédimentation, le rapport masse de solution de potasse dans la boue ainsi obtenue est égal à 1,3.

masse de zinc

Ces quantités importantes de potasse dans les boues conduisent au stockage à une attaque importante du zinc, avec tous les inconvénients précédemment décrits qui en découlent.

D'autre part, la potasse, qui occupe sensiblement tous les vides laissés par les particules dans la masse d'alimentation, protège ces particules contre une attaque par l'air, de telle sorte que seule une attaque en surface de cette masse par l'air est à craindre, ce qui peut être évité par exemple de façon très simple avec une pellicule plastique protectrice.

Le fonctionnement du dispositif d'érosion 4 utilisé pour alimenter le générateur 6 peut être assuré de deux manières: soit en régime continu, soit en régime intermittent.

Dans le fonctionnement en régime continu, la tête 40 d'érosion tourne de façon continue lorsque le générateur 6 débite du courant, et la quantité de particules secondaires 612 introduites dans le générateur est fonction de l'intensité du courant délivrée par le générateur. Le dispositif d'érosion est donc asservi à l'intensité du courant débitée par le générateur. La fig. 7 représente un tel schéma électrique 7 d'asservissement. Le shunt 71 donne un signal qui est l'image de l'intensité I débitée par le générateur 6 dans le circuit de décharge 70 qui comporte l'impédance de décharge 701, par exemple un moteur électrique. Ce signal est amplifié grâce à l'amplificateur 72 et permet de modifier la tension fixe U 73 disponible aux bornes d'une source de courant continu extérieure 73. La tension variable U 74 ainsi obtenue aux bornes positive et négative du variateur 74 permet d'alimenter par exemple le moteur 50 représenté à la fig. 5. La tension U 74 varie en fonction de l'intensité I débitée par le générateur 6, et par suite les vitesses VT et VR varient en fonction de cette intensité, par exemple de façon proportionnelle à cette intensité, VT étant la vitesse de translation de la tête d'érosion 40, exprimée par exemple en millimètres par minute, et représentée par la flèche F 4-2 (fig. 4), et VR la vitesse de rotation de cette tête exprimée par exemple en nombre de tours par minute et représentée par la flèche F 4-1 (fig. 4). Dans le dispositif 5 représenté à la fig. 5, le rapport entre les vitesses VT et VR est constant pour un pas donné de la vis 56 lorsque les rapports entre le nombre de dents des couples d'engrenages 51, 52, d'une part, et 53, 54, d'autre part, ont été déterminés, les valeurs des vitesses de rotation et de translation données précédemment à titre d'exemple pour la tête 40 du dispositif 623 correspondant à ce type de fonctionnement.

Cette disposition peut avoir l'inconvénient de ne permettre qu'une vitesse de rotation VR relativement faible lorsque l'intensité I débitée par le générateur 6 est faible, de telle sorte que la tête 40 d'érosion peut alors éventuellement se bloquer au contact de la masse d'alimentation 30, ou tourner au contact de cette masse sans désagrégation de cette masse. Tel est le cas, en particulier, dans le dispositif 623 lorsque la vitesse de rotation devient inférieure à 12 tr/min. Dans ces conditions, il peut être avantageux de prévoir deux moteurs séparés comme dans le dispositif 8 représenté à la fig. 8. Ce dispositif 8 comporte un moteur de rotation 80 et un moteur de translation 81. Le moteur de rotation 80 entraîne en rotation la tête 40 par l'intermédiaire de l'engrenage constitué du couple de roues dentées 53, 54 analogue au couple 53,54 représenté à la fig. 5.

La vitesse VR de rotation est constante, sa valeur ayant été choisie assez élevée pour éviter tout blocage de la tête 40 au contact de la masse 30 (non représentée sur le dessin dans un but de simplification), et pour éviter une rotation sans désagrégation de la masse 30. Le moteur de translation 81 fait tourner la vis 56 qui tourne dans l'écrou 421 solidaire de la roue 54 et de la tête 40, la différence de rotation angulaire entre la vis 56 et l'écrou 421 entraînant la translation de la tête 40 comme dans le dispositif 5. Le moteur 81 peut être par exemple un moteur électrique relié aux bornes du variateur 74 et être ainsi soumis à la tension U 74 variable

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en fonction de l'intensité I débitée par le générateur 6, la vitesse de translation VT étant alors par exemple proportionnelle à cette intensité, de telle sorte que la quantité de particules secondaires 612 introduite dans le générateur soit elle-même proportionnelle à cette intensité. Un dispositif (non représenté) permet de ramener la tête s d'érosion 40 vers le haut lorsqu'il n'y a plus de masse d'alimentation 30.

Dans le fonctionnement en régime intermittent, la tête d'érosion 40 ne tourne pas pendant tout le temps où le générateur débite du courant. On peut par exemple envisager de faire varier la quantité de particules secondaires 612 introduite dans le générateur 6 en fonction de la quantité d'électricité fournie par le générateur 6. La fig. 9 représente un tel schéma électrique d'asservissement 9. Le signal donné par le shunt 71 est acheminé vers le dispositif 90 qui mesure la quantité d'électricité délivrée par le générateur 6, cette quantité d'électricité étant par exemple comptée en ampères-heures. Ce nombre d'ampères-heures est comparé, dans le dispositif 91, à un incrément déterminé d'ampères-heures représenté schématiquement par le rectangle 911 et la flèche F 9. Lorsque le nombre d'ampères-heures délivré par le générateur 6 correspond à l'incrément, le 20

dispositif 91 actionne l'interrupteur 92 de telle sorte que la tension U 93 aux bornes du contacteur 93 est égale ou proportionnelle à la tension constante U 73 du générateur continu 73 selon la nature du circuit 94 reliant le générateur 73 au contacteur 93. Cette tension constante U 93 est disponible grâce à l'interrupteur 92 pendant un temps déterminé constant Ta, dit temps d'alimentation. Pendant ce temps Ta, la tension U 93 alimente par exemple le moteur 50 du dispositif 5 et la tête 40 est alors animée d'une vitesse de rotation VR et d'une vitesse de translation VT déterminées et constantes, égales par exemple aux valeurs maximales précédemment citées, c'est-à-dire respectivement 120 tr/min et 1,2 mm/min, d'où alimentation d'une quantité constante de particules secondaires 612 pour une quantité d'électricité donnée fournie par le générateur 6, la période séparant deux alimentations successives étant variable en fonction de l'intensité du courant délivré par le générateur. Le même principe peut être mis en œuvre avec le dispositif 8.

Il est évident que tout ce qui a été décrit précédemment s'applique lorsqu'on introduit les particules de zinc dans le générateur 6 avec un dispositif d'alimentation autre que les dispositifs 5 et 8, par exemple avec le dispositif 4' précédemment décrit et représenté à la fig. 10. Ce dispositif 4' peut être alors entraîné de façon identique à l'entraînement du dispositif 4 dans les dispositifs 5 et 8, mais avec une orientation opposée, la tête d'érosion 40' étant alors dirigée vers le haut, au lieu d'être dirigée vers le bas comme dans les dispositifs 5 et 8.

Le procédé s'applique notamment au cas où le réacteur est à la fois chimique et électrochimique, les particules secondaires servant par exemple à régénérer chimiquement une matière active qui réagit électrochimiquement dans le réacteur.

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Claims (29)

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1. Procédé pour introduire les particules dans un liquide d'un réacteur chimique et/ou électrochimique, caractérisé en ce qu'on prépare au moins une masse d'alimentation sensiblement compacte, comportant des particules primaires et au moins un liquide de compactage, la masse du liquide étant plus faible que celle des particules, et le liquide réagissant faiblement ou pas du tout avec les particules primaires, en ce qu'on érode cette masse de façon à la dissocier en particules secondaires, et en ce qu'on entraîne les particules secondaires dans le liquide de réacteur à l'aide d'au moins un liquide vecteur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide de compactage, le liquide vecteur et le liquide réacteur sont les mêmes.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les particules primaires et les particules secondaires sont de la même matière.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse d'alimentation est obtenue par compactage du liquide de compactage et des particules primaires dans un cylindre et à l'aide d'un piston de manière que la majeure partie du liquide de compactage soit éliminée de la masse pendant cette opération.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare au moins une masse d'alimentation qui présente la forme en creux d'un tronc de cône ou d'un cône, dans une de ses faces destinée à être érodée.

6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour éroder au moins une masse d'alimentation compacte, comportant des particules primaires et au moins un liquide de compactage peu ou non réactif chimiquement avec les particules primaires et en quantité plus faible que le volume des particules, de façon à dissocier la masse d'alimentation en particules secondaires et des moyens pour faire circuler au moins un liquide vecteur au contact de la masse pour entraîner les particules secondaires vers un liquide réacteur.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'érosion comportent une tête animée d'un mouvement de rotation et de translation.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tête comporte au moins un couteau.

9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la tète est agencée de façon à pouvoir se déplacer dans un cylindre d'alimentation, dans lequel se trouve la masse d'alimentation, la rotation de la tête s'effectuant autour d'un axe qui est également axe de translation de la tête, cet axe étant sensiblement confondu avec l'axe du cylindre d'alimentation.

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la tête est solidaire d'une extrémité d'une tige dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation et de translation de la tête, et qui comporte intérieurement un écrou dont l'axe est confondu avec celui de la tige, une vis se vissant dans cet écrou, l'autre extrémité de la tige étant solidaire d'une roue dentée, dont l'axe de rotation est confondu avec celui de la tige.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la roue solidaire de la tige et la vis sont actionnées en rotation, le mouvement de translation de la tête pendant l'érosion de la masse étant obtenu grâce à une différence de vitesse angulaire de rotation de la vis et de la roue solidaire de la tige.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la vis et la roue solidaire de la tige sont entraînées par le même moteur.

13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la vis et la roue solidaire de la tige sont entraînées par deux moteurs différents.

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moteur est un moteur électrique alimenté par une tension variable en fonction de l'intensité délivrée par un générateur, les vitesses de rotation et de translation de la tête pendant l'érosion de la masse

étant sensiblement proportionnelles à cette intensité, le rapport entre ces vitesses étant constant.

15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moteur qui entraîne l'engrenage solidaire de la tige fait tourner la tête à une vitesse constante et en ce que la vis est entraînée par un moteur électrique alimenté par une tension variable en fonction de l'intensité délivrée par un générateur, la vitesse de translation de la tête pendant l'érosion de la masse étant sensiblement proportionnelle à cette intensité.

16. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pendant son fonctionnement, la tête a des vitesses de rotation et de translation constantes, la rotation et la translation simultanées de la tête s'effectuant par intermittence, pendant des temps d'alimentation constants.

17. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 16, caractérisé en ce que le liquide de compactage, le liquide vecteur et le liquide de réacteur sont sensiblement les mêmes.

18. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 17, caractérisé en ce que les particules primaires et secondaires sont sensiblement les mêmes.

19. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 18, caractérisé en ce que la translation de la tête pendant l'érosion de la masse s'effectue de bas en haut.

20. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 18, caractérisé en ce que la translation de la tête pendant l'érosion de la masse s'effectue de haut en bas.

21. Dispositif selon les revendications 9 et 20, caractérisé en ce que la masse se trouve à la partie inférieure de ce cylindre, cette partie inférieure et la masse comportant chacune une ouverture, ces ouvertures communiquant entre elles et ayant sensiblement pour axe l'axe du cylindre.

22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé par un piston agencé de façon à coulisser le long d'une tige amovible dont l'axe coïncide avec celui du cylindre où est effectué le compactage.

23. Dispositif selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comporte une arrivée du liquide vecteur au-dessus de la tête, le liquide vecteur et les particules secondaires sortant du dispositif par les ouvertures de la partie inférieure du cylindre et de la masse.

24. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'arrivée du liquide vecteur faisant entrer le liquide par l'intérieur de la tige à travers la tête.

25. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 24, caractérisé en ce que les moyens d'érosion sont agencés de façon à pouvoir éroder successivement plusieurs masses d'alimentation superposées.

26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'introduire dans ce dispositif au moins une masse pendant le fonctionnement des moyens d'érosion ou avant l'érosion complète des masses.

27. Application du procédé selon la revendication 1 aux générateurs électrochimiques de courant électrique.

28. Application selon la revendication 27, caractérisée en ce que la quantité de particules secondaires introduite dans le générateur est asservie à l'intensité du courant délivré par le générateur.

29. Application selon la revendication 27, caractérisée en ce que la quantité de particules secondaires introduite dans le générateur est asservie à la quantité d'électricité délivrée par le générateur.