Brevet FR2007975A1 — publié le 19700116

î 2007975 L'objet de la présente invention est un dispositif destiné à mettre une masse en fusion en cours de solidification ou encore line matière solide fusible à chaud, en contact en courants parallèles avec un milieu gazeux chaud dans un réacteur vertical ou 5 oblique muni d'un agitateur mécanique. Dans l'industrie chimique il est souvent nécessaire de faire se transformer en différents produits une matière pulvérulente ou granulée par chauffage, soit seule soit en présence d'un gaz.Somme la réaction d'une matière solide dure en général un certain 10 temps, il faut s'assurer que la matière solide réagissante est maintenue dans le réacteur à la température de réaction appropriée, pendant tout le temps de la réaction. Une des méthodes suivant lesquelles le chauffage d'une matière solide et son séjour dans le réacteur peuvent être assurés con-15 siste en ce que la réaction s'effectue dans un récipient cylindrique, vertical ou oblique, dans lequel la matière solide est amenée par le bas du récipient en même temps que le gaz chaud suivant le principe des courants parallèles et en est évacuée ensuite par le haut. A l'intérieur du réacteur il se produit alors ce 20 qu'on appelle une couche turbulente. Mais dans certains cas, où pendant le chauffage et la réaction de la matière solide, des particules de celle-ci passent partiellement à l'état de fusion et s'agglomèrent ou viennent adhérer aux parois du récipient, on ne peut pas utiliser le principe de la couche turbulente. Gela 25 peut même aller jusqu'à causer une imperméabilité absolue de l'installation de réaction. On peut observer une situation analogue si au lieu d'une matière solide, c'est une masse en fusion devenant par réaction un produit solide qui est dosée dans le réacteur. 30 cylindrique un ensemble de bras d'agitation, les uns rotatifs, les autres fixes, qui empêchent la formation de dépôts sur les parois et brisent les agglomérats éventuels de particules. Ce pro cédé, employé simultanément avec l'application d'une enveloppe de chauffage ou de catalyseur, ainsi que l'état de disproportion des 35 sels d'acides carboniques aromatiques et hétérocycliques, a été décrit dans le brevet Tchécoslovaque n° 102.590. D'autre part, une disposition avantageuse des bras d'agitation mobiles et fixes est décrite dans le brevet Tchécoslovaque n° 107-726. Dans ces cas il est indiqué d'installer dans le récipient 69 14456 2 2007975 fusion dans celui-ci une température si élevée que 1'orifice d1 entrée est au bout de peu de temps obstrué par la matière solide partiellement en fusion, ce qui provoque des troubles de fonction nement du réacteur, en particulier si la matière en fusion est 5 acheminée par une canalisation tubulaire, ou si la matière solide est amenée au moyen d'un transporteur à iris sans fin ou par dispositif pneumatique. Cet inconvénient de l'installation précitée est très important, car il entrave l'emploi d'un dispositif par ailleurs très avantageux. 10 La présente invention élimine les inconvénients précités de l'état de la technique, et son but est de créer un dispositif pour amener une masse en fusion réagissant pour devenir matière solide, ou une matière solide fusible à chaud en contact à courants parallèles avec un milieu de gaz chaud dans un réacteur cy- . 15 lindrique vertical ou oblique muni d'un agitateur mécanique; ce dispositif consiste selon l'invention en ce que le réacteur présente une partie supérieure et une partie inférieure cylindriques, le diamètre de cette dernière représentant 5 à 60 % du diamètre de la partie supérieure. L'orifice d'entrée pour la masse en fu-20 sion ou la matière solide, ainsi que l'orifice d'entrée pour le gaz froid sont disposés à l'extrémité de la partie inférieure ré-trécie, tandis que l'orifice d'entrée pour le courant principal de gaz chaud se trouve à l'endroit où les deux parties se joignent 1'une à 1'autre. 25 Une autre caractéristique du dispositif selon 1'invention consiste en ce que l'arbre de l'agitateur passe à travers les deux: parties, et son palier inférieur se trouve à l'extrémité inférieure de la partie rétrécie plus froide. Suivant un exemple de réalisation modifié, la partie infé-30 rieure rétrécie est munie d'un agitateur autonome qui se prolonge hors de l'extrémité inférieure de cette partie, tandis que l'agitateur de la partie supérieure-va seulement jusqu'à l'endroit où les deux parties se joignent l'une à l'autre. La partie inférieure rétrécie peut aussi être disposée en-35 dehors de l'axe de la partie supérieure, ou même perpendiculairement à cet axe. Quelques exemples de réalisation du dispositif selon l'inven tion vont maintenant être décrits, avec référence au dessin joint» dans lequel : 40 - la figure 1 représente le réacteur qui se compose de deux 69 14456 2007975 parties disposées, cosocialement l'une à l'autre, la partie inférieure ayant un diamètre plus petit que celui de la partie supérieure, le tout en coupe axiale schématique; - les figures 2 à 4- représentent quelques exemples de réali-5 sation modifiés du dispositif selon l'invention, tous vus en coupe axiale schématique. Gomme on le voit à la figure 1, le réacteur se compose de deux parties cylindriques, dont la partie inférieure 1 a im diamètre plus petit que celui de la partie supérieure 2. La matière 10 solide, ou la masse en fusion, est amenée au réacteur par l'orifice d'entrée 3 à l'extrémité 5 de la partie inférieure rétrécie, et le gaz chaud par l'orifice d'entrée 6 de l'endroit 7 où les deux parties se joignent l'une à l'autre. Le gaz est évacué, avec la matière solide ayant réagi, par "Ç l'orifice de sortie 8. Dans la mesure où de la matière solide est dosée dans le réacteur, celui-ci est alimenté en cette matière en même temps qu'en gaz froid sous faible volume, par l'orifice d'eor-trée 4-. Le principe de ce dispositif consiste en ce qu'un courant de 20 matière solide ou en fusion est introduit dans cette partie du dispositif où il règne une température si': basse qu'aucune fusion ni solidification-ne puisse se produire dans l'entrée 3 du dispositif. Dans l'entourage effectué de façon entièrement mécanique de l'orifice d'entrée 3j un faible courant de gaz froid est pré-25 sent, si c'est une matière solide qui est dosée, ce qui constitue des conditions très favorables pour le dosage d'une matière solide pulvérisée ou granulée amenée au moyen d'un dispositif de chargement à vis sans fin. Gette petite quantité de gaz amenée, qui contribue au flotbe-30 ment des particules de matière solide, n'a pas besoin d'être très froide : il suffit que sa température soit inférieure à celle à laquelle commence la fusion de la matière solide. L'importance du rétrécissement de cette partie inférieure du réacteur réside dans le fait que de cette façon la consommation de gaz auxiliaire re-35 froidi peut être limitée à la plus faible mesure possible, et en même temps il ne se produit pas une évacuation de chaleur excessive hors de la partie principale du réacteur, où cette chaleur est nécessaire à l'évolution correcte de la réaction. Suivant une autre réalisation, la partie rétrécie du réacteur peut aussi être 40 refroidie au moyen d'un duplicateur. 69 14456 4 2007975 Corme on ne peut pas empêchez* la transmission de chaleur entre les deux parties du réacteur, la température dans la partie inférieure du réacteur voisine du point de jonction des deux parties peut avoir des valeurs correspondant au commencement de la 5 fusion des particules de matière solide» ou à la solidification de la masse en fusion. Mais cela ne s'oppose nullement au fonctionnement correct du dispositif, étant donné que le contenu des deux; parties du réacteur est entièrement mélangé, c'est-à-dire si homogénéisé qu'aucune adhérence ne se produit. 10 La disposition dans laquelle les deux parties cylindriques sont placées de façon coaxiale est particulièrement avantageuse. Dans ce cas il est possible que l'arbre de l'agitateur soit placé de façon à être commun aux: deux parties du réacteur, et son palier inférieur prévu à l'extrémité 5 de la partie rétrécie 1. Une 15 boîte à étoupe dans l'entrée de la matière solide dans le dispositif est ainsi rendue superflue, et en outre le palier de l'arbre de l'agitateur est soumis à une fatigue moindre que s'il se trouvait dans la partie chaude du réacteur, c'est-à-dire près de l'orifice d'entrée 6 du courant principal de gaz chaud. En parti-20 culier dans les cas où les températures oscillent de 400° à 800°C, et la matière solide à traiter possède un fcaractère abrasif, le montage du palier de l'agitateur dans la partie froide du réacteur offre un avantage considérable. Dans certains cas, le produit de la réaction a des proprié-25 tés autolubrifiantes, de sorte que l'installation du palier de l'arbre de l'agitateur dans la partie chaude du dispositif ne constitue pas un obstacle. Le palier peut alors être placé, soit dans la partie supérieure du dispositif, à la place de l'orifice de sortie du gaz et de la matière solide, et la boîte à étoupe ds 30 l'agitateur à l'extrémité inférieure froide du dispositif, à la place de l'orifice d'entrée de la matière solide, comme il est représenté schématiquement à la figure 2. Il est encore possible de placer la partie inférieure rétrécie en-dehors de l'axe de la partie supérieure plus large, et d'utiliser la partie médiane du 35 couvercle inférieur de la partie supérieure pour y monter le palier, comme représenté à la figure 3- Dans ce cas, l'agitateur de la partie inférieure rétrécie passe à travers la boîte à étoupe à l'extrémité inférieure du réacteur. Cette disposition rend possible d'adopter des vitesses de rotation différentes dans les 40 deux parties du dispositif, selon nécessité. 69 14456 5 2007975 Une autre réalisation modifiée consiste à disposer la partie inférieure rétrécie perpendiculairement à la partie supérieure plus large. L'avantage de cette disposition est une consommation plus faible du gaz froid nécessaire au transport de la matière 5 solide à travers la partie rétrécie du réacteur. Vis-à-vis de cela, l'inconvénient de cette disposition se trouve dans des difficultés de construction, en particulier dans le cas où il est nécessaire de faire emploi d'une chemise de réchauffage, comme on le voit à la figure 4. La difficulté se trouve dans le fait que 10 la partie rétrécie du réacteur, dans laquelle une basse température doit être maintenue, doit passer à travers la chemise de réchauffage où se rencontre un échauffement inopportun. 69 14456 6 2007975 EEVMDICATIONS 1. Dispositif destiné à mettre une masse en fusion en cours de solidification, ou une matière solide fusible à chaud, en contact en courants parallèles avec un milieu gazeux chaud dans un 5 réacteur cylindrique vertical ou oblique muni d'un agitateur mécanique, caractérisé par le fait que le réacteur présente une partie cylindrique supérieure et une partie cylindrique inférieure, la partie inférieure ayant un diamètre plus petit que celui de la partie supérieure, et qu'ai orifice d'entrée pour la masse en fu- 10 sion ou la matière solide, ainsi qu'un orifice d'entrée pour le gaz froid sont disposés à l'extrémité de la partie inférieure rétrécie, cependant que l'orifice d'entrée du courant principal du gaz chaud se trouve à l'endroit où les deux parties du dispositif se joignent l'une à l'autre. 15 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre de la partie inférieure rétrécie représente 5 à 60 % du diamètre de la partie supérieure. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre de l'agitateur passe à travers les deux parties 20 et que son palier inférieur se trouve à l'extrémité inférieure de la partie rétrécie plus froide. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie inférieure rétrécie est munie d'un agitateur autonome se prolongeant hors de l'extrémité inférieure de cette 25 partie, et que l'agitateur de la partie supérieure ne va que jusqu'à l'endroit où les deux parties se joignent l'une à l'autre. Dispositif suivant les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que la partie inférieure rétrécie est disposée en-dehors de l'axe de la partie supérieure. 30 6. Dispositif suivant les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que la partie inférieure rétrécie est disposée perpendiculairement à la partie supérieure plus large.