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Procédé et appareil pour le traitement de matières pair voie thermique o
La présente invention est relative à un procédé pour le traitement de matières par voie thermique convenant notamment pour les opérations de grillage(par exemple grillage , déphosphoration, désulfuration de minerai) , de dissociation ,(par exemple dissociation de carbonates ou de minerais en contenant), de distillation ,(par exemple distillation du charbon à basse température) etc...
Il est clair qu'il y a intérêt à opérer thermiquement sur des parties fines afin que celles-ci soient rapidement et uniformément portées dans toute leur masse à la température voulue . Il y a de, plus intérêt à faire en sorte que le déplacement de. ces matières se fasse dans le four sans devoir recourir à aucune force motrice couteuse .
Pour obtenir des échanges de chaleur rapides avec la matière à traiter , finement divisée , l'invention prévoit de laisser glisser ces matières sur une sole inclinée portée à température appropriée . Conformément à l'invention , le glissement de ces matières se fait de plus en couche mince de façon à assurer l'homogénéité du traitement de ces matières .
On sait qu'un talus de matières sèches présente un angle d'éboulement qui pour une
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même matière est constant ; de plus l'enlèvement d'une certaine épaisseur de matière au pied du talus provoque le glissement , à vitesse relativement lente , d'une couche de matière correspondante sur la face de ce talus ,
L'invention prévoit de mettre à profit cette propriété des matières fines pour obtenir le glissement régulier à vitesse lente d'une couche de matière sur la sole inclinée . Danc ce but , la sole inclinée présente suivant l'invention une inclinaison sensiblement correspondante à l'angle au talus naturel d'éboulement de la matière à traiter .
Pour pouvoir compenser les variations de vitesse de glissement éventuelles le long de la sole , variations pou- vant être causées soit par le frottement des matières , soit par l'accélération de la vitesse de glissement , l'invention prévoit de varier l'inclinaison de la sole le long de celle-ci.
Dans le cas où , pour l'opération thermique envisagée , il est fait usage d'un courant gazeux oxydant , réducteur ou inerte , l'invention prévoit de récupérer les chaleurs perdues pour produire ce gaz ou contribuer à son échauffement .
L'invention concerne également divers moyens de récupération des chaleurs perdues . Elle s'étend également au moyen de varier les échanges thermiques avec la matière en cours de traitement et notamment par la création d'une couche de matière d'épaisseur réglable séjournant sur la sole.
L'invention s'étend également aux diverses particula- rités de l'appareil pour la réalisation du procédé .
Il est clair que sans sortir du domaine de l'invention on peut utiliser plusieurs soles inclinées disposées en cascade , les matières glissant successivement sur ces soles.
On peut également sans s'écarter du domaine de l'inven-
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tion prévoir le séjournement d'une couche mince de matière sur la sole pendant la durée nécessaire au traitement de cette couche ; après cette durée on laisse s'écouler la matière par gravité . Ce procédé peut être réalisé de façon simple par une butée de dimension appropriée à l'épaisseur de la couche à obtenir et adaptée à la partie inférieure de la sole et qui est commandée de façon à se¯projeter extérieurement et à s'effacer périodiquement par rapport à la sole , La commande de cette butée peut être synchronisée avec la commande de l'ouverture de sortie de la trémie de chargement @
L'invention n'est pas limitée aux opérations de dissocia- tion , grillage ,
distillation spécifiées à titre d'exemple mais convient particulièrement pour toutes les opérations thermiques à basse température .
Le dessin annexé indique à titre d'exemplenon limitatif un mode d'exécution de l'invention . Celle-ci s'étend aux diverses particularités originales que comporte la disposition représentée .
La figure est une vue schématique d'un four réalisé con- formément à l'invention
Ce four comprend une sole telle que 2 inclinée de façon à permettre le glissement régulier des matières fines déversées à la partie supérieure de celle-ci L'inclinaison de la sole correspond approximativement à l'angle du talus naturel d'ébou- lement des matières fines à traiter Dans le cas ou l'on part de matières en morceaux celles-ci sont préalablement amenées à un état de finesse approprié . La sole , telle que 2 , de préférence métallique pour favoriser les échanges de chaleur , est chauffée par en dessous par une source de chaleur telle qu'un foyer 3 disposé à sa partie inférieure de façon à ce que
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les gaz chauds circulent en sens inverse des matières fines à traiter .
Celles-ci amenées dans una trémie de chargement, telle que 4 sont déchargées régulièrement par une vanne tournante telle que 5. Le débit de la trémie de chargement est réglé de façon à obtenir sur la sole une mince couche de matières qui est rapidement portée à la température appropriée au traitement thermique envisagé . Les matières ainsi traitées se déversent automatiquement dans une trémie de déchargement telle que 6 pourvue d'une vanne de décharge telle que 7.
Pour être maitre deséchanges thermiques entre la matière et la sole et par conséquent pour régler la tempé rature de traitement , une butée réglable de l'extérieur au four telle que la palette oscillante 8 , est adaptée à la partie inférieure de la sole de façon à retenir sur celle-ci une couche de matière d'épaisseur appropriée agissant pour réduire les échanges de chaleur .
Au lieu de permettra l'écoulement permanent des matières sur la sole , on peut encore commander la butée , c'est-à- dire la palette 8 dans l'exemple décrit , de façon à ce qu'elle s'efface et se projette périodiquement par rapport à la sole de façon à retenir momentanément une certaine couche de matière qui est ensuite évacuée par gravité après le temps nécessaire à son traitement thermique , La commande de cette butée peut évidemment être synchronisée avec la commande du dispositif d'évacuation de la trémie de charge- ment qui dans ce cas donnera un écoulement intermittent .
Les gaz dégagés par l'opération thermique sa passant sur la sole sont envoyés,par exemple par le conduit 9, dans un appareil séparateur de poussière , par exemple un apparail
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cyclone 10. Ces gaz sont alors conduits vers la trémie de chargement pour échauffer les matières à traiter , par utili- sation de la chaleur sensible de ces gaz .Dans le trajet d'écoulement de ces gaz et en contrebas de la trémie de chargement , est disposé un appareil tel que 11 destiné à recueillir les vapeurs éventuellement condensées
Dans le cas où il est fait usage de vapeur pour faciliter l'opération thermique, par exemple la dissociation , celle-ci est produite dans une chaudière telle que 12 chauffée par les gaz de combustion ayant servi à échauffer la sole ;
la vapeur produite est ensuite surchauffée dans un faisceau tubulaire ou un serpentin , tel que 12, disposé dans le trajet des gaz de combustion avant leur entrée dans la chaudière et de préférence, sous la sole . La vapeur surchauffée est amenée en tête de la sole , par exemple en 13 , et circule dans le sens des matières à traiter .
Un robinet tel que 14 prévu dans le circuit de vapeur , sert à en régler le débit .Cette vapeur entraine les produits gazeux résultant de l'opération thermique et par suite facilite le dégagement de ceux-ci et en abaissant la pression de la phase gazeuse abaisse également la température à laquelle ces produits gazeux sont dégagés L'eau d'alimentation de la chaudière est échauffée par utilisation de la chaleur sensible des produits accumulés dans la trémie de chargement par exemple grâce à un serpentin 15 disposé dans cette trémie ; cette eau est amenée dans la chaudière par un conduit tel que 16 longeant le four .
Dans le cas où pour l'opération thermique envisagée on fait usage d'un gaz autre que de la vapeur , par exemple de l'air ou un gaz inerte , celui-ci peut être échauffé en lui faisant traverser un échangeur de chaleur disposé dans le trajet
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des gaz de combustion .
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le traitement de matières par voie thermique convenant notamment pour les opérations de disso ciation , grillage etc... consistant à laisser les matières divisées finement s'écouler par gravité dans une ambiance chaude à température appropriée .
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Method and apparatus for the treatment of materials by thermal means o
The present invention relates to a process for the treatment of materials by thermal means suitable in particular for roasting operations (for example roasting, dephosphorization, ore desulphurization), dissociation, (for example dissociation of carbonates or ores containing them) , distillation, (for example low temperature coal distillation) etc ...
It is clear that there is an advantage in operating thermally on the fine parts so that they are rapidly and uniformly brought up throughout their mass at the desired temperature. There is more interest in ensuring that the displacement of. these materials are done in the oven without having to resort to any expensive motive power.
To obtain rapid heat exchanges with the finely divided material to be treated, the invention provides for allowing these materials to slide on an inclined floor brought to the appropriate temperature. In accordance with the invention, the sliding of these materials takes place in a thin layer so as to ensure the homogeneity of the treatment of these materials.
We know that a slope of dry materials has a landslide angle which for a
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same matter is constant; moreover, the removal of a certain thickness of material at the foot of the slope causes the sliding, at relatively slow speed, of a layer of corresponding material on the face of this slope,
The invention provides for making use of this property of fine materials to obtain regular sliding at slow speed of a layer of material on the inclined sole. For this purpose, the inclined sole has according to the invention an inclination substantially corresponding to the angle of the natural slope of the material to be treated.
In order to be able to compensate for any variations in sliding speed along the sole, variations which can be caused either by the friction of the materials or by the acceleration of the sliding speed, the invention provides for varying the inclination of sole along it.
In the case where, for the thermal operation envisaged, use is made of an oxidizing, reducing or inert gas stream, the invention provides for recovering the heat lost to produce this gas or to contribute to its heating.
The invention also relates to various means for recovering lost heat. It also extends by means of varying the heat exchanges with the material being treated and in particular by creating a layer of material of adjustable thickness remaining on the sole.
The invention also extends to the various features of the apparatus for carrying out the method.
It is clear that without departing from the scope of the invention, it is possible to use several inclined soles arranged in cascade, the materials sliding successively on these soles.
It is also possible without departing from the field of the invention
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tion provide for the stay of a thin layer of material on the sole for the time necessary for the treatment of this layer; after this time, the material is allowed to flow by gravity. This process can be carried out in a simple manner by means of a stop of suitable dimension to the thickness of the layer to be obtained and adapted to the lower part of the sole and which is controlled so as to project outwardly and periodically erase by in relation to the sole, The control of this stop can be synchronized with the control of the outlet opening of the loading hopper @
The invention is not limited to the operations of dissociation, toasting,
distillation specified by way of example but is particularly suitable for all low temperature thermal operations.
The appended drawing indicates by way of non-limiting example one embodiment of the invention. This extends to the various original features included in the arrangement shown.
The figure is a schematic view of an oven produced in accordance with the invention.
This furnace comprises a sole such as 2 inclined so as to allow the regular sliding of the fine materials discharged to the upper part of the latter The inclination of the sole corresponds approximately to the angle of the natural slope of the material falling. fines to be treated In the case of starting materials in pieces, these are first brought to an appropriate state of fineness. The sole, such as 2, preferably metallic to promote heat exchange, is heated from below by a heat source such as a fireplace 3 arranged at its lower part so that
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the hot gases flow in the opposite direction of the fine materials to be treated.
These brought into a loading hopper, such as 4 are unloaded regularly by a rotary valve such as 5. The flow rate of the loading hopper is adjusted so as to obtain on the sole a thin layer of material which is rapidly brought to the surface. the appropriate temperature for the intended heat treatment. The materials thus treated are automatically discharged into an unloading hopper such as 6 provided with a discharge valve such as 7.
To control the heat exchanges between the material and the hearth and consequently to adjust the treatment temperature, a stop adjustable from outside the oven, such as the oscillating paddle 8, is adapted to the lower part of the hearth so as to retaining thereon a layer of material of suitable thickness acting to reduce heat exchange.
Instead of allowing the permanent flow of materials on the sole, it is still possible to control the stop, that is to say the pallet 8 in the example described, so that it is erased and is projected. periodically relative to the sole so as to momentarily retain a certain layer of material which is then discharged by gravity after the time required for its heat treatment. The control of this stop can obviously be synchronized with the control of the discharge device of the loading hopper which in this case will give an intermittent flow.
The gases given off by the thermal operation passing over the sole are sent, for example through line 9, to a dust separator device, for example an appliance.
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cyclone 10. These gases are then led to the loading hopper to heat the materials to be treated, by using the sensible heat of these gases. In the flow path of these gases and below the loading hopper, is arranged an apparatus such as 11 intended to collect the vapors possibly condensed
In the case where use is made of steam to facilitate the thermal operation, for example the dissociation, this is produced in a boiler such as 12 heated by the combustion gases having served to heat the hearth;
the steam produced is then superheated in a tube bundle or a coil, such as 12, arranged in the path of the combustion gases before they enter the boiler and preferably under the hearth. The superheated steam is brought to the top of the hearth, for example at 13, and circulates in the direction of the materials to be treated.
A valve such as 14 provided in the steam circuit is used to regulate the flow. This steam entrains the gaseous products resulting from the thermal operation and consequently facilitates the release of these and by lowering the pressure of the gas phase also lowers the temperature at which these gaseous products are given off. The feed water to the boiler is heated by using the sensible heat of the products accumulated in the loading hopper, for example by means of a coil 15 placed in this hopper; this water is brought into the boiler through a conduit such as 16 running alongside the furnace.
In the case where, for the thermal operation envisaged, use is made of a gas other than steam, for example air or an inert gas, the latter can be heated by making it pass through a heat exchanger arranged in the path
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combustion gases.
CLAIMS.
1. Process for the treatment of materials by thermal means suitable in particular for the operations of disso ciation, roasting etc ... consisting in letting the finely divided materials flow by gravity in a hot environment at appropriate temperature.