Brevet FR2427841A1 — publié le 19800104

La présente invention concerne un réacteur radial particulièrement adapté aux réactions entre des produits qui appartiennent généralement à des phases différentes. De telles réactions sont actuellement réalisées étape par étape. Cette façon de faire implique, d'une part, un grand nombre de manipulations, et, d'autre part, l'utilisation d'un réacteur différent pour chaque étape. Ainsi, pour traiter les poussières entraînées par les fumées qui sont issues des usines productrices de plomb et de zinc, il faut, dans un premier réacteur, mettre ces poussières en suspension, puis, dans un second réacteur, soumettre cette suspension à une agitation pour dissoudre les corps solubles et, enfin, dans une troisième enceinte, ajouter un agent de précipitation. En outre, des dispositifs pour faire passer les produits d'un réacteur à un autre doivent être prévus. Aussi, un des buts de la présente invention est de fournir un réacteur radial permettant d'effectuer en continu et pour ainsi dire simultanément une série de réactions. Un autre but de l'invention est de fournir un réacteur permettant de réaliser des réactions entre des produits qui appartiennent à des phases différentes. Un objet de la présente invention est un réacteur qui permet d'obtenir sous un faible encombrement un temps de contact prolongé entre les produits en réaction. Ces buts et cet objet, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite, sont atteints par un réacteur selon l'inven tion qui comprend une enceint-e verticale munie d'ouvertures pour l'introduction des réactifs et pour la récupération des produits finals, et à l'intérieur de laquelle sont disposés, d'une part, un arbre rotatif axial qui est muni de plateaux horizontaux, et, d'au tre part, d'organes de déflection pour rabattre les produits en réaction vers les plateaux. Avantageusement, ces organes de déflection pour rabattre les produits en réaction vers les plateaux sont constitués par des déflecteurs tronconiques qui sont évasés vers le haut du réacteur, qui entourent sans contact l'arbre rotatif axial et qui prennent appui par leur base supérieure sur la paroi de l'enceinte ver tical. De préférence, l'angle formé par la génératrice de ces déflecteurs tronconiques et de cet arbre rotatif axial est compris entre 30 et 850, et plus précisément entre 40 et 500. Avantageusement, ces déflecteurs tronconiques comprennent une gouttière torique qui est solidaire de leur face inférieure et qui s'ouvre vers l'axe rotatif axial Les organes de déflection peuvent être alternés régulièrement avec les plateaux horizontaux. Quant à ces plateaux horizontaux, ils sont avantageusement équidistants les uns des autres. Selon un mode de réalisation préféré, ces plateaux horizontaux ont un rebord qui présente sensiblement la même inclinaison que la génératrice de ces déflecteurs. Avantageusement, l'enceinte verticale est de section circulaire. De préférence, le réacteur peut comprendre des moyens pour faire varier la distance entre les plateaux et les organes de déflection. La description qui suit et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement, en coupe longitudinale, un réacteur conforme à la présente invention - la figure 2 représente, en coupe longitudinale, un autre mode de réalisation de l'invention Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, un réacteur conforme à la présente invention comprend une enceinte verticale 1 à l'intérieur de laquelle est disposé un arbre rotatif axial 2 muni de plateaux horizontaux 3. Cette enceinte verticale 1 est constituée par un cylindre 4 qui est fermé à son extrémité supérieure par un couvercle 5 et à son extrémité inférieure par une base tronconique 6.Ce couvercle 5 et cette base tronconique 6 sont rendus solidaires du cylindre 4 par tout moyen convenable, mais au moins l'un des deux est amovible. L'enceinte verticale 1 peut avoir une extrémité inférieure plus large que son extrémité supérieure ou le contraire selon que les réactions dont elle est le siège provoquent, respectivement, une augmentation ou une diminuation de volume. Le couvercle 5 est muni d'au moins une conduite d'admission 7 pour introduire les réactifs dans le réacteur, et éventuellement, d'un dispositif 8 pour l'échappement des gaz qui ont pu se former à l'intérieur du réacteur. La base tronconique 6 est, pour sa part, munie d'une conduite de récupération 9 pour les produits finals en phase liquide, et elle peut également comporter un dispositif d'insufflation ou de rejet pour des gaz. es plateaux horizontaux 3 peuvent être éventuellement pourvus, à leur face supérieure, de nervures radiales, non représentées, afin de les renforcer mécaniquement et d'améliorer la circulation des fluides. La surface supérieure de ces plateaux 3 peut etre lisse ou présenter des aspérités. L'arbre rotatif axial 2 est entrainé par tout moyen convenable, non représenté, situé en-dessous ou au-dessus du réacteur. Quant aux organes de déflection, ils sont constitués par des déflecteurs tronconiques 10 qui sont évasés vers le haut du réacteur et dont la base inférieure 11 entoure sans contact l'arbre rotatif axial 2. Ces déflecteurs alternent régulièrement avec les plateaux horizontaux 3. L'angle formé par la génératrice des déflecteurs tronconiques 10 et l'arbre rotatif axial 2 est compris entre 30 et 850 et de préférence entre 40 et 500. Ils sont appliqués par leur grande base ou base supérieure contre le cylindre 4 et sont maintenus en position, par exemple, par des entretoises 12. Un tel montage, qui est celui représenté sur la figure 1, permet de faire glisser dans le cylindre 4 l'ensemble constitué par l'arbre axial 2 muni des plateaux horizontaux 3 et par les déflecteurs tronconiques 10 maintenus en place par les entretoises 12. La figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention : le cylindre 4 est composé de viroles 4a, 4b, etc... munies chacune de brides annulaires 13a, 13b. Entre chaque virole on intercale un déflecteur tronconique dont la base supérieure comprend un rebord annulaire 13c qui est intercalé entre les brides annulaires 13a et 13b. Ce rebord et ces brides annulaires sont par exemple boulonnés après interposition d'un joint. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, les organes de déflection peuvent comprendre non seulement les déflecteurs tronconiques 10 proprement dits, mais aussi des gouttières toriques 14 qui sont solidaires par un de leur flancs de la face inférieure de ces déflecteurs 10 et qui s'ouvrent vers l'axe rotatif axial 2. Le flanc libre 21 des gouttières toriques 14 est sensiblement parallè à la génératrice des déflecteurs tronconiques 10. Dans ce mode de réalisation, il est avantageux que les ateaux horizontaux 3 soient munis d'un rebord tronconique 20 qui ésente sensiblement la même inclinaison que la génératrice de fs déflecteurs tronconiques 10. Le diamètre des plateaux horizontaux 3 est fonction de la altesse de rotation de l'arbre rotatif axial 2 et des caractéristi es physiques des produits à traiter. Ainsi pour déchlorer les aussière récupérées dans les fumées industrielles, le diamètre des Lateaux horizontaux sera environ le tiers de celui du cylindre 4 zur une vitesse de rotation de l'arbre 2 comprise entre 400 et 800 zurs/minute. I1 est bien évident que plus le diamètre des plateaux ho izontaux est grand pour une vitesse de rotation donnée et pour des corps donnés, plus le temps de séjour des produits en réaction à 'intérieur d'un tel réacteur est important. L'arbre rotatif axial 2 peut être monté sur un disposi if permettant de régler la distance entre les plateaux horizon aux 3 et les sommets 11 des déflecteurs tronconiques 10. Par xemple, l'extrémité inférieure 15 de l'arbre rotatif axial 2, qui st située hors de l'enceinte verticale 1, est filetée et vissée ans une douille 16 taraudée intérieurement. Cette douille 16 est upportée par exemple par le palier inférieur 17 de l'arbre rotatif xial 2. Un écrou 18 permet de bloquer l'arbre rotatif axial 2 dans a position désirée tout en permettant sa rotation. On peut également faire varier la distance entre les pla eaux horizontaux 3 et les organes de déflection en agissant non glus sur 11 arbre rotatif axial mais sur l'enceinte 1 elle-m & e. Des conduits peuvent éventuellement déboucher le long de a paroi du cylindre vertical 1 afin d'introduire des réactifs sup xlémentaires. Sur la figure 2, on a représenté en 19 un tel con Suit. En fonctionnement, le ou les réactifs en phase liquide ont introduits par la conduite d'admission 7 dans l'enceinte ver Icale 1. Ils tombent sur un premier plateau horizontal en rota tion : sous l'action de la force centrifuge, ces réactifs sont projetés vers l'extérieure en nappes sensiblement parallèles à ce pla teau. Selon la position de chaque plateau horizontal 3 par rapport b la base inférieure 11 de chaque déflecteur tronconique 10, une partie plus ou moins importante des réactifs est renvoyée vers le plateau 3 par l'intermédiaire de chaque déflecteur tronconique 10 éventuellement muni d'une gouttière torique 14, l'autre partie tombant sur le plateau immédiatement inférieur par l'espace laissé libre à la base inférieure du déflecteur tronconique 10 pour le passage de l'arbre rotatif axial 2. Les gouttières toriques 14 permettent d'augmenter le taux de recyclage pour chaque plateau Cet effet est renforcé lorsque les plateaux horizontaux 3 sont également munis de ces rebords 20. Par un conduit tel que 19, on peut introduire des réactifs supplémentaires en phase liquide ou gazeuse. Pour déchlorer les poussières entrainées par les fumées qui sont issues des usines productrices de zinc et de plomb, on introduit par la conduite d'admission 7 une pulpe constituée par un agent de mise en suspension et les poussières, et par un conduit 19 situé approximativement au tiers inférieur du réacteur, un agent pour précipiter les chlorures indésirables. Dans les deux tiers supérieurs du réacteur sont réalisés, d'une part, la mise en suspension des poussières et, d'autre part, la dissolution des produits solubles. Cet exemple, non limitatif, d'utilisation du réacteur selon l'invention permet de mieux comprendre les avantages que celuici peut procurer. REVENDICATIONS 1. Réacteur radial pour des réactions entre des produits généralement contenus dans des phases différentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte verticale munie d'ouvertures pour l'introduction des réactifs et pour la récupération des produits finals, et à l'intérieur de laquelle sont disposés, d'une part, un arbre rotatif axial qui est muni de plateaux horizontaux, et, d'autre part, des organes de déflection pour rabattre les produits en réaction vers lesdits plateaux horizontaux. 2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits organes de déflection sont constitués par des déflecteurs tronconiques qui sont évasés vers le haut dudit réacteur et qui prennent appui par leur base supérieure sur la paroi de ladite enceinte verticale. 3. Réacteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'angle formé par la génératrice desdits déflecteurs tronconiques et ledit arbre rotatif axial est compris entre 30 et 850. 4. Réacteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit angle est compris entre 40 et 500. 5. Réacteur selon les revendications 2 à 4 prises séparément, caractérisé par le fait que chacun desdits déflecteurs tronconiques comprend une gouttière torique qui est solidaire de leur face inférieure et qui s'ouvre vers ledit arbre rotatif axial. 6. Réacteur selon les revendications 1 à 5 prises séparément, caractérisé par le fait que lesdits organes de déflection alternent régulièrement avec lesdits plateaux horizontaux. 7. Réacteur selon les revendications 1 à 6 prises séparément, caractérisé par le fait que lesdits plateaux horizontaux sont équidistants les uns des autres. 8. Réacteur selon les revendications 2 à 7 prises séparément, caractérisé par le fait que lesdits plateaux horizontaux ont un rebord qui présente sensiblement la même inclinaison que la génératrice desdits déflecteurs tronconiques. 9. Réacteur selon les revendications 1 à 8 prises séparément, caractérisé par le fait que ladite enceinte verticale est cylindrique. 10. Réacteur selon les revendications 1 à 9 prises séparément, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour faire varier la distance entre lesdits plateaux horizontaux et lesdits organes de déflection.