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oxygen
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iron
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sulfate
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zinc sulfate
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zinc
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qutil
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Gene Or Protein
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Trou
(4)
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Etre
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Est-a
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Lla
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CES
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DANS
(1)
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Dus
(1)
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Cou
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Frac
(1)
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Appa
(1)
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Sul
(1)
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Physical
(5/ 7)
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50 mm
(2)
[28][_]
100 percent
(2)
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8 mm
(1)
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de 500 mm
(1)
[31][_]
10 mm
(1)
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Generic
(1/ 2)
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metals
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Disease
(1/ 1)
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Tic
(1)
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Organism
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glis
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514664A1
Family ID 8032131
Probable Assignee Mo I Stali I Splavov
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL A LIT FLUIDISE
EN Title FLUIDISED BED APPTS. - COMPRISES LOWER CYLINDRICAL SECTION
SURMOUNTED BY DIVERGING CONICAL SECTION WITH INTERMEDIATE DISTRIBUTOR
PLATES
Abstract
_________________________________________________________________
L'APPAREIL A LIT FLUIDISE COMPORTE, DISPOSES EN SERIE, SUIVANT SON AXE
VERTICAL LONGITUDINAL 1 DE BAS VERS LE HAUT, UN TAMBOUR 2 A GROSSES
PARTICULES ET UN TAMBOUR 3 A PARTICULES MOYENNES ET UN TAMBOUR 4 A
PARTICULES FINES, CES DEUX DERNIERS TAMBOURS DIVERGEANT VERS LE HAUT.
L'APPAREIL A LIT FLUIDISE COMPORTE AUSSI UNE GRILLE 11 DISPOSEE EN
TRAVERS DE SON AXE LONGITUDINAL 1 DANS LE TAMBOUR 4 A PARTICULES
FINES.
A fluidised bed apparatus comprises a lower cylindrical chamber
surmounted by two divergent conical sections one upon the other. Two
distributor plates separate the three sections. Fluidising gas and
materials to be treated enter the lower cylindrical chamber and the
high gas velocity in this part carries over all but the largest
particles into the lower of the two conical sections. The diverging
cone angle causes a reduction in gas velocity as it passes upwards,
resulting in a gradual diminution of particle size towards the top of
the bed at which point the discharge is located. Used for fluid bed
oxidation and treatment processes esp. in the non-ferrous
metallurgical extraction industries.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne les dispositifs pour la mise en oeuvre des
procedes metallurgiques et a notamment pour objet un appareil a lit
fluidise,
Un homme de l'art qui travaille dans ce domaine saie que par le terme
"lit fluidise,r on entend un phenomene selon lequel des particules
d'une matiere solide ou d'un agent ss- lide sont maintenues dans un
courant ascendant d'une matiere ou d'un agent liquide et/ou gazeux. Ce
lit se forme, en regle generale, pendant l'ecoulement d'un agant
liquide et/ou gazeux a travers une couche d'agent solide lorsque des
particules d'une matiere solide sont mises en un mouvement chaotique
qui est suivi d'une expansion de la couche.
Le lit fluidise peut etre forme a des vitesses du courant fluidisant
d'agent liquide et/ou gazeux superieures a une valeur determinee
appelee vitesse initiale de fluidisation. Le courant ascendant d'agent
liquide et/ou gazeux creant un lit fluidise est nomme courant
fluidisant.
La presente invention trouve son application la plus efficace dans des
dispositifs de traitement des minerais polymetalliques polydisperses,
dans la metallurgie des me taux non ferrous et, en particulier, pour
la mise en oeuvre de procedes d'extraction et d'oxydation dans un
systeme fluidise "matiere solide-gaz-liquide", autrement dit, dans un
systeme de lit fluidise a trois phases.
Comme on le sait le terme "polydisperse" designe une matiere solide
ayant des particules de differentes grandeurs.
La presente invention peut aussi titre appliquee dans des dispositifs
utilises pour le traitement en lit fluidise d'autres minerais connus,
dans les industries metallurgique et chimique.
On connait un appareil a lit fluidise utilise pour la mise en oeuvre
des procedes hydrometallurgiques, comportant, disposes en serie
suivant son axe vertical, longitudinal, en direction ascendante, un
tambour cylindrique a gros ses particules, un tambour conique a
particules moyennes et un tambour conique a particules fines, ces deux
derniers tambours divergeant vers le haut et etant disposes
coaxialelement et relies entre eux.
Sur le tambour a particules fines est monte un couvercle tandis que le
tambour a grosses particules est muni d'un fond. Le corps est pourvu
de tubulures par lesquelles un gaz et un produit de depart a' traiter
dans le lit fluidise sont introduits dans le tambour a grosses
particules et qui sont fixees dans la paroi laterale de ce tambour en
faisant un certain angle avec l'axe vertical longitudinal de
l'appareil a lit fluidise.
I1 est egalement prevu une tubulure par laquelle le produit traite est
evacue de l'appareil a' lit fluidise, qui est fixee a sa partie
superieure, elle aussi en faisant un angle avec l'axe vertical
longitudinal de l'appareil a lit fluidise.
Les tambours ci-dessus mentionnes sont raccordes l'un a' 1' autre de
telle maniere que le bord inferieur du tambour a grains moyens est
fixe au bord superieur du tambour a gros grains et que le bord
inferieur du tambour a grains fins prolonge le bord superieur du
tambour a grains moyens.
Une grille destinee a repartir regulierement le courant fluidisant
d'agent liquide suivant tout le volume de l'appareil a lit fluidise,
est montee en travers de l'axe vertical-de l'appareil a lit fluidise
et est disposee dans le tambour a gros grains (cf., par exemple,
Recueil des etudes scientifiques de l'institut d'Etat des recherches
des metals non-ferrous ' etallurgie des metals non-ferrous" n029
Edition "Metallurguia", Moscou, 1964, p.123).
L'appareil a lit fluidise connu est insuffisamment fiable dans le cas
de son utilisation pour le traitement des minerais polydisperses.
L'appareil a lit fluidise connu utilise ltoxygene de l'air amene dans
la composition du produit de depart d'une ma niere insuffisamment
efficace.
I1 ressort des experiences que ces inconvenients sont dus au fait que,
par suite de la disposition de la grille dans le tambour a gros grains
qui a un diametre assez grand compte tenu des conditions selon
lesquelles il faut assurer une evacuation fiable du produit traite
depuis l'appareil a lit fluidise, la vitesse de fluidisation des
particules de grosses dimensions n'est pas suffisante. Ces
inconvenients s'aggravent encore dans le cas ou une quantite limitee
d'agent liquide est amenee, selon les conditions de la realisation des
processus technologiques dans l'appareil a lit fluidise, dans la
composition du produit de depart pour la creation du courant
fluidisant.
Dans certains cas, on cree la vitesse necessaire pour la fluidisation
des grosses particules en ajoutant, a cet effet, au courant fluidisant
un gaz comprime. Mais dans ce cas, comme il ressort des experiences,
les conditions de fluidisation des particules fines et moyennes ne
sont pas respectees.
En consequence, un brusque affaiblissement de l'interaction des agents
du produit de depart dans l'appareil a lit fluidise aboutit a
l'interruption du processus technologique.
Dans d'autres cas, on obtient la vitesse de fluidisation en augmentant
l'angle de conicite des tambours coniques de l'appareil a lit fluidise
approximativement jusqu') 600.
Mais l'augmentation de cet angle jusqu'a une valeur aussi importante
conduit a un depot intensif de particules solides sur les parois du
cane au-dessus de la grille, qui s'observe de avec un angle de
conicite egal a 450
En se deposant sur la paroi du corps les particules s'accumulent et se
condensent en formant des couches denses qui, en glissant le long des
parois de l'appareil a lit fluidise tombent sur la surface de la
grille. Ceci augmente la resistance hydraulique de la grille sur sa
peripherie et pro voque l'accroissement de la vitesse du courant
fluidisant suivant l'axe vertical longitudinal de l'appareil a lit
fluidise.
Une repartition irreguliere des vitesses sur la section transversale
de l'appareil a lit fluidise provoque une heterogeneite du lit
fluidise forme dans celui-ci. Des grosses particules sont alors
projetees de la zone centrale du lit fluidise dans la zone a basses
vitesses, autrement dit, vers les parois de l'appareil a lit fluidise,
ce qui contribue a un engorgement intensif des trous de la grille par
des particules solides, surtout, au voisinage de sa peripherie.
Pou; supprimer ce phenomene on a recours, dans certains cas, a des
dispositifs mecaniques assez compliques effectuant un nettoyage
continu des trous de la grille, ou on utilise des grilles, realisees
selon une telle conception telle qu'elle leur permet de tomber sous
l'action du poids accru des particules accumulees sur la grille et de
retablir ainsi leur resistance hydraulique initiale grace au nettoyage
de ces trous des particules deposees.
Toutefois, toutes ces solutions compliquent la cons- truction et
l'entretien de l'appareil a lit fluidise.
Dans un appareil connu a lit fluidise, pour debarrasser les trous de
la grille des particules deposees on amene un gaz comprime et,
notamment, de l'air comprime, a travers une tubulure prevue dans la
paroi du tambour a grosses particules au-dessous de la grille. Le gaz
est alors amene periodiquement jusqu'a ce que les particules deposees
se separent totalement de la grille, autrement dit, jusqu'au nettoyage
total des trous de la grille.
Cependant, dans ce cas, en debarrassant ou en nettoyant les trous de
la grille des particules deposees sur elle, on provoque un ecart des
vitesses du courant fluidisant suivant toute la hauteur de l'appareil
a lit fluidise par rapport aux valeurs prescrites, choisies compte
tenu de la condition selon laquelle il faut assurer une interaction
totale des a gents d'un produit de depart dans le lit fluidise.
Cet inconvenient est da a ce que pour assurer le passage du courant
fluidisant a travers une grille, dont les trous sont bouches par une
couche immobile de particules deposees sur cette grille, il faut
amener un gaz sous une pression elevee. C'est pourquoi la fluidisation
de la couche immobile, mentionnee, sur la grille ou son nettoyage par
amenee d'un gaz comprime necessite toujours une augmentation de la
valeur de la vitesse du courant ascendant sur la hauteur de l'appareil
a lit fluidise, au-dessus de la grille, jusqu'a' une valeur supe-
rieure de 2 a 3 fois a celle prescrite.Dans ce cas, les particules
d1un agent solide ne peuvent plus rester a l'etat sus pendu comme on
l'impose selon la technologie de l'interaction des agents du produit
de depart et sont emportees du lit fluidise, autrement dit, on ne leur
assure pas un temps de sejour dans le lit fluidise suffisant pour une
interaction totale des agents d'un produit de depart.
On s'est donc propose de mettre au point un appareil a lit fluidise
dans lequel la grille prendrait une telle position qui assure des
vitesses, imposees d'apres une technologie, du courant fluidisant sur
toute la hauteur de cet appareil.
Le probleme pose est resolu a l'aide d'un appareil a lit fluidise
comportant, disposes en serie suivant l'axe ver tical longitudinal de
l'appareil a lit fluidise, dans la direction ascendante, et relies
entre eux, un tambour a grosses particules muni d'une tubulure
d'amenee d'un gaz comprime et d'un produit de depart a traite dans le
lit fluidise, un tam bour a particules moyennes et un tambour a
particules fines, muni d'une tubulure d'evacuation du produit trait0,
ces deux derniers tambours divergeant vers le haut, ainsi qu'une
grille disposee en travers de l'axe vertical longitudinal de
l'appareil a lit fluidise, caracterise, selon l'invention, en ce que
la grille est montee dans le tambour a particules fines.
Cette disposition de la grille permet de diminuer l'angle de conicite
des tambours a particules moyennes et fines car on supprime, dans ce
cas greater than le risque d'alteration du processus technologique
realise dans le lit fluidise d'un produit de depart par l'amenee
continue d'un gaz comprime' et, notamment, de l'air, ce qu'on va
expliquer dans la description qui va suivre.
En diminuant l'adherence des particules aux parois des tambours, on
obtient une elevation de la fiabilite du fonctionnement de l'appareil
a lit fluidise, ainsi que de ltefficacite de l'utilisation de l'oxygen
de l'air.
En outre, dans l'appareil a lit fluidise selon l'invention, le courant
fluidisant ne doit plus surmonter la resistance hydraulique de la
grille pendant la circulation d'un gaz comprime a grande vitesse a
travers les trous de celle-ci (la perte de pression a la grille est
directement proportionnelle a la vitesse d'ecoulement du gaz par ces
trous).
Ceci permet d'utiliser la pression de gaz comprime amene dans
l'appareil a lit fluidise pour le transport d'un produit de depart
polydisperse (parfois meme d'un agent liquide) dans le tambour a
grosses particules.
Dans l'appareil a lit fluidise realise selon l'invention, l'amenee
continue de gaz comprime ne provoque aucun changement defavorable du
processus technologique se produisant dans l'appareil.
Ceci est obtenu grtce au fait que la zone d'action de la couche
jaillissante, par laquelle on entend habituellement une partie du
courant fluidisant (la direction de cette zone coincide avec l'axe
vertical longitudinal de 11 appareil et les vitesses dans cette zone
sont notablement superieures aux vitesses de l'autre partie du courant
fluidisant) est limitee par une grille montee dans le tambour a
particules fines car une grande vitesse du courant fluidisant dans
l'appareil a lit fluidise decrit ci-dessus est perdue pour vaincre la
resistance hydraulique de la grille.
Comme l'on vient de le noter la zone de vitesses regulieres du courant
fluidisant dans les sections horizontales de chaque lit fluidise est
determine, en general, par le diametre de la grille. Le diametre de la
grille est determine en fonction des vitesses du courant fluidisant,
dans l'appareil a lit fluidise decrit il est de 10 a 15 fois superieur
au diametre d'un appareil a lit fluidise de conception connue. C'est
pourquoi la valeur des vitesses regulieres du courant fluidisant est
d'autant de fois superieure dans les sections horizontales du lit
fluidise dans l'appareil realise selon l'invent ion.
I1 s' ensuit que dans la conception revendiquee de l'appareil a lit
fluidise, on assure une interaction intensive de tous les agents du
produit de depart en amenant en continu du gaz comprime dans le
tambour a grosses particules. La czea- tion d'un lit fluidise regulier
lors de l'amenee continue d'un gaz comprime permet d'augmenter, a la
rigueur, le diametre du tambour a grosses particules de 2 a 3 fois et
de reduire, par cela meme, pour la meme hauteur, comme dans le cas de
l'appareil a lit fluidise connu, l'angle de conicite des tambours a
particules fines et moyennes jusqu'a un angle qui assure un glissement
rapide des particules solides sur les parois des tambours,
c'est-a-dire conformement a la condition de la suppression du risque
d'accumulation des particules sur les parois.
D'autre part, l'oxygen de l'air en traversant la grille et un lit
fluidise regulier de particules finement dispersees, ctest-S-dire, un
lit fluidise d'une hauteur suffisamment grande et ayant des vitesses
regulieress participe activement au processus technologique.
I1 est avantageux que la grille soit montee en menageant un espace
entre sa peripherie et la surface interieure du tambour a fractions
fines.
Cette disposition de la grille permet aux fractions fines deposees
occasionnellement sur ces parois de glisser sur les parois du tambour
vers les tambours disposes au-dessous.
Dans le cas contraire, sans cet espace mentionne, les particules
deposees occasionnellement pourraient arriver a la peripherie de la
surface de la grille et provoquer, par consequent, une modification de
la valeur prescrite de la section transversale du tambour
correspondant et, ensuite, une modification de la vitesse, prescrite
conformement a la technologie, du courant fluidisant, c'est-a-dire,
une perturbation de l'allure normale d'un regime technologique dans
l'appareil a lit fluidise.
I1 est assez avantageux de prevoir une autre grille dis posee dans le
tambour a particules moyennes et sensiblement parallele a la premiere
grille, les trous de l'une des grilles etant decales dans la direction
horizontale par rapport aux trous de la grille susmentionnee.
Cette solution constructive permet de transformer une couche
jaillissant dans le tambour a particules moyennes en un lit fluidise
regulierement.
En decalant les trous de la seconde grille dans la direction
horizontale par rapport aux trous de la premiere grille, pour des
dimensions imposees de leurs trous, il est possible d'accrottre la
regularite du lit fluidise dans les tambours a particules moyennes et
fines. Ceci est obtenu par l'intensification du processus de
deterioration sur deux grilles mentionnees du courant ascendant
constitue par des bulles de gaz.
I1 est avantageux que la seconde grille soit montee avec un espace
entre sa peripherie et la surface interieure du tambour a particules
moyennes.
Ceci permet, comme l'on vient de le decrire de supprimer
l'accumulation des particules deposees sur les surfaces peripheriques
de la grille.
I1 est avantageux qu'un tube soit monte dans le tambour a grosses
particules sensiblement suivant l'axe vertical longitudinal de 11
appareil a lit fluidise, a une certaine distance du fond du tambour a
grosses particules de facon a creer le courant ascendant de produit de
depart et que la tubulure d'amenee de gaz comprime soit montee
coaxialement a ce tube.
Le fait qu'on a prevu un tube dans le tambour a grosses particules et
qu'on a monte la tubulure d'amenee de gaz comprime de la maniere
decrite ci-dessus, dans le cas ou la grille est disposee dans le
tambour a particules fines, assure un etat fluidise des plus grosses
particules a l'interieur du tube mentionne et permet de conserver une
assez grande dimension du diametre du tambour a grosses particules ou
bien un assez petit angle d'ouverture de sa conicite choisi, compte
tenu de la condition selon laquelle il faut assurer un glis- sement
continu des particules sur les parois.
Cette conception de 1'appareil a lit fluidise permet aussi de le
charger avec un produit de depart sans pression sous l'effet de
l'ejection entre le tube place dans le tambour a grosses particules et
la tubulure d'amenee de gaz comprime montee coaxialement a ce tube.
Il est recommande que la grille soit realisee sous la forme d'un cone
ouvert vers le tambour- a grosses particules et soit reliee a la paroi
du tambour a particules fines a l'aide d'elements, dont une extremite
est attachee rigidement a la grille tandis que leur autre extremite
s'appuie librement sur la paroi du tambour a particules fines.
Il est aussi recommande que la seconde grille soit realisee sous la
forme d'un cone ouvert vers le tambour a qros- ses particules et soit
reliee a la paroi du tambour a particules moyennes a l'aide
d'elements, dont une extremite est fixee rigidement a cette seconde
grille tandis que leur autre extremite s'appuie librement sur la paroi
du tambour a particules moyennes.
Les grilles realisees sous la forme de cones ouverts vers le tambour a
grosses particules, inferieur, assure un de placement continu des
particules deposees sur les grilles vers les espaces peripheriques.
Etant passe par cet espace, les particules tombent sur le tambour
inferieur a grains moyens et le tambour and gros grains qui se
trouvent au-dessous et dans lesquels le courant fluidisant se deplace
a des vitesses plus elevees. C'est ainsi qu'on assure la fluidisation
Continue des particules glissant ou se deplacant sur les parois des
tambours.
D'autre part, cette realisation et la disposition des grilles assurent
un lit fluidise plus regulier de toutes les particules, exclue
l'eventualite du passage du courant ascendant a travers l'espace
peripherique. La forme conique augmente aussi leur sensibilite
vis-a-vis de la pression du courant Suidisant.
Ici, et dans la description qui va suivre, par sensibilite de chaque
grille a la pression du courant fluidisant, on entend une part de
l'accroissement de pression necessaire au deplacement initial de la
grille vers le haut ou vers le bas suivant 1' axe vertical
longitudinal de l'appareil a lit fluidise.
Du fait que les grilles, dans l'appareil a lit fluidise revendique, ne
sont pas relies au corps, un accroissement de la pression du courant
fluidisant suffisant pour une sensibilite imposee, cree sous la grille
une force ascendante et la grille commence a "se soulever". Toutefois,
l'espace entre les bords des grilles et la paroi de l'appareil a lit
fluidise croit alors par suite de la conicite des parois et diminue
ainsi la resistance hydraulique de l'appareil a lit fluidise au niveau
des grilles "soulevees" ou "emergees".
La diminution de la resistance hydraulique aboutit a une reduction de
la force soulevant la grille car la pression du courant fluidisant
diminue au-dessous de chaque grille brusquement, par saccades, a la
suite de la diminution de la perte de pression du courant fluidisant,
pour surmonter le poids des grilles. En consequence, les grilles
reviennent ensuite dans leur position initiale. De cette maniere, les
grilles se deplacent jusqu'a ltelimination totale des causes
provoquant l'apparition de leur sensibilite aux variations de la
pression du courant fluidise.
En general, il existe deux causes engendrant les forces soulevant la
grille a savoir: une augmentation de la resistance hydraulique de la
grille par suite du depot de particules solides sur sa surface et une
pulsation de la pression du courant fluidisant. Grace au fait que les
grilles peuvent se deplacer le long de l'axe vertical de l'appareil a
lit fluidise on assure une stabilisation automatique intensive de leur
resistance hydraulique, ceest-a-dire, que les grilles sont
debarrassees automatiquement des particules deposees sur leur surface,
et on contribue a un meilleur melange du produit de depart grace a sa
vibration, a basse tension, pendant la pulsation de la pression du
courant fluidise.
I1 est recommande de prevoir un reservoir, dispose suivant l'axe
vertical longitudinal de l'appareil a lit fluidise, fixe a la grille
et mis en communication avec une source de gaz comprime par
l'intermediaire d'un regulateur de pression.
I1 est aussi recommande de prevoir un reservoir, dispose suivant 11axe
vertical longitudinal de l'appareil a lit fluidise et relie a une
source de gaz comprime par l'intermediaire d'un regulateur de
pression.
Ce mode de realisation de l'appareil a lit fluidise permet d'augmenter
la zone de sensibilite ou de diminuer la zone d'insensibilite des
grilles a la variation de la pression du courant fluidise. La zone
d'insensibilite des grilles est formee a la suite des difficultes a
faire concorder la valeur de la force ascendante, de la resistance
hydraulique initiale des grilles et de la vitesse du courant
fluidisant.
En remplissant les reservoirs d'un gaz comprime, on cree une force
supplementaire qui contribue au soulevement des grilles. En reglant la
valeur de la pression du gaz dans les reservoirs, il est possible de
placer la grille, A l'etat suspendu, dans le courant fluidisant dans
les conditions concretes creees du fonctionnement de l'appareil a lit
fluidise. E- tant donne que l'etat suspendu de n'importe quel objet
correspond a l'egalite de la force ascendante, proportionnelle, en
principe, a la pression du courant fluidisant, et de la resistance
hydraulique de la grille et du poids de la grille ellememe, un faible
defaut de cet equilibre aboutit au deplacement de la grille. C'est
ainsi qu'on assure une haute sensibilite de la grille aux variations
de la pression du courant fluidisant.Du fait que la pression du
courant fluidisant est directement proportionnel a la -resistance
hydraulique de chaque grille, cette variation provoque un deplacement
vertical de chaque grille.
L'ensemble des proprietes nouvelles predecrites de l'appareil
revendique a lit fluidise, exclue l'eventualite d'un ecart des
vitesses technologiques du courant fluidisant dans toutes les sections
et suivant toute la hauteur de cet appareil, ce qui augmente la
fiabilite de son fonctionnement.
La conception revendiquee de 11 appareil a lit fluidise assure,de pair
avec l'elevation de la fiabilite de son fonctionnement ou bien avec la
fiabilite de la realisation en continu des processus technologiques,
une elevation efficace de l'utilisation du gaz comprime dans la
composition du produit de depart et egalement simplifie l'introduction
du produit de depart dans le lit fluidise.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, details et avantages
de celle-ci apparaitront mieux, a la lumiere de la description
explicative qui suit, d'un exemple concret de sa realisation, et du
dessin annexe sur la figure unique duquel est represente, d'une
maniere schematique, un appareil a lit fluidise realise selon a
presente inventionten cou pe longitudinale.
L'appareil a lit fluidise revendique contient un axe vertical 1 et
comprend aussi, disposes successivement sur sa hauteur, du bas vers le
haut, un tambour 2 a gros grains realise sous la forme d'un cylindre
et un tambour conique 3 a grains moyens qui diverge vers le haut. Au
tambour 3 a grains moyens succede un tambour conique 4 a grains fins
qui diverge vers le haut et a la partie superieure duquel est montee
une tubulure 5 pour ltevacuation du produit traite et est installe un
couvercle pare-eclaboussements 6.
Le rapport entre l'aire S1 de la plus petite section transversale du
tambour 2 a gros grains et l'aire S2 de la plus grande section
transversale du tambour 4 a grains fins est choisi comme le rapport
entre la vitesse initiale V1 de fluidisation des grosses particules et
la vitesse initiale V2 de fluidisation des plus petites particules a
savoir
S1: S2 = V1 V2
Les parois des tambours 2, 3, 4 sont habituellement en un materiau
resistant a la corrosion, de 5 a 8 mm depais- seur, 1'angle
d'ouverture de la conicite du tambour 3 et du tambour 4 etant de 450
au maximum, ce qui assure un assez bon glissement des particules
solides le long des parois.
Le tambour 2 a gros grains est muni d'un fond 7 de forme conique. Dans
le tambour 2, pres de ce fond 7, est montee une tubulure 8
dtintroduction du produit de depart, qui est reliee a une source (non
representee) de produit de depart contenant des agents liquide et
solide.
Une tubulure 9 est montee suivant l'axe vertical longitudinal 1 dans
un trou central (non designe) du fond 7 pour l'introduction depuis une
source (non representee) dtun gaz comprime, dans ce cas, de l'air
comprime, amene sous pression, pour la creation d'un courant
fluidisant.
Le tambour 4 a grains fins renferme une grille 11, disposee
transversalement a l'axe vertical longitudinal 1.
La grille 11 est fabriquee en tole et montee en laissant un certain
espace entre sa peripherie et la surface interieure du tambour 4 a
grains fins.
Par voie experimentale, on a etabli que la valeur de cet espace doit
etre de 20 a 50 mm au minimum, ce qui est necessaire pour assurer un
mouvement libre dtune couche de particules solides sur les parois de
l'appareil a lit fluidise.
Parallelement a la grille 11 est installee une autre grille 10 dans le
tambour 3 a grains moyens. Les trous (non designes par des references)
des grilles 10 et 11 sont decales les uns par rapport aux autres dans
la direction horizontale de sorte que le jet de courant fluidisant
debouchant d'un trou de la grille 11 ne parvient pas au trou le plus
voisin de la grille 10. Les dimensions et le nombre de trous des
grilles 10 et 11 sont choisis en partant de la condition selon
laquelle il faut assurer un lit fluidise regulier de particules
moyennes et fines dans les tambours 3 et 4 respectivement La grille 10
de la meme maniere que la grille 11 est disposee avec un espace de 20
a 50 mm entre toute sa peripherie et la surface interieure des parois
du tambour 3 a grains moyens.
Il n'y a aucune liaison rigide entre les grilles 10, 11 et les parois
des tambours 3 et 4, c'est pourquoi en cas de necessite les grilles
peuvent se deplacer librement, dans une certaine mesure, suivant l'axe
1. Le montage des grilles 10, 11 est assure a l'aide d'elements de
guidage (non represente) qui les maintiennent dans une position
strictement parallele a leur position initiale pendant qu'elles se
deplacent suivant lExe 1.
Les grilles 10 et 11 sont reliees aux parois du tam-bour correspondant
3 ou 4 a l'aide d'elements souples 10a et lla, dont l'une des
extremites est attachee rigidement a la grille 10, 11 et l'autre
extremite s'appuie librement sur la paroi du tambour correspondant 3,
4.
Un tube 12, destine a creer un courant ascendant de produit de depart,
est monte dans le tambour a gros grains 2 suivant l'axe 1, a une
certaine distance du fond 7. La tubulure 9 d'introduction du gaz
comprime est montee coaxialement au tube 12. La section transversale
du tube 12 et la distance entre ce tube et le fond 7 sont telles que
ce tube remplit la fonction dtun tube d'air-lift de conception connue,
utilise dans des melangeurs pneumatiques de la hydrometallurgie. La
hauteur du tube 12-est limitee par la hauteur du tambour 2 a gros
grains, toutefois, on a etabli par experience que, pour distribuer le
courant fluidisant d'une maniere plus reguliere, la distance entre le
point central de la grille 10 et l'extre- mite superieure du tube 12
devait etre de 500 mm au minimum.
Dans l'appareil a lit fluidise decrit, les grilles 10 et 11 sont
realisees sous la forme de canes ouverts vers le tambour 2 a gros
grains. Cette forme des grilles 10, 11, est determinee par la
necessite d'obtenir une repartition plus reguliere des bulles de gaz
ascendants qui se deplacent conjointement avec le courant fluidisant
sur les grilles 10 et 11.
Au-dessous de chaque grille 10 et 11, suivant l'axe 1, est dispose
aussi un reservoir 13 ayant un trou (non designe par un repere) menage
a son point inferieur et mis en communication avec une source (non
representee) d'air comprime par l'intermediaire d'un regulateur de
pression 14. Chaque reservoir est raccorde rigidement a sa grille 10
et 11, dans un cas, il est soude de maniere que la force engendree
lors du remplissage du reservoir 13 avec un gaz provenant du
regulateur de pression 14, entratne simultanement le reservoir 13 et
la grille correspondante 10 ou 11 suivant l'axe 1.Les deux reservoirs
13 ne nuisent pratiquement pas a la regularite du lit fluidise
au-dessus de la grille 10 ou 11 alors que la pression de gaz comprime
etablie par le regulateur de pression 14 est suffisante pour chasser
un agent liquide du reservoir 13.
Les dimensions concretes, le materiau et la conception du reservoir 13
pour la pression maximale admissible du gaz et la pression de courant
fluidisant au-dessous de la grille correspondante 10 greater than 11,
sont determinees approximativement par calcul en tenant compte de la
condition selon laquelle il faut assurer ltegalite de la force de
soulevement et de la gravite agissant sur les grilles 10, 11, ce qui
doit assurer l'etat suspendu calcule de chaque grille 10, 11, dans le
courant fluidisant. L'etat suspendu definitif ou reel des grilles 10
et 11 est assure en modifiant la pression du gaz dans le reservoir 13
a l'aide du regulateur de pression de gaz 14.
Le fonctionnement de l'appareil a lit fluidise sera illustre par un
exemple de la realisation dans celui-ci d'un processus d'oxydation du
iron bivalent dans des solutions de sulfate de zinc0
sulfateUn produit de depart contenant un agent liquide com- pose de
solution de zinc sulfate et un agent solide, dans ce cas, un minerai
de manganese broye jusqu'a la grosseur de 1 a 10 mm, est transporte
depuis une source, a l'aide d'une pompe (non representee) par une
tubulure 8 dtintroduction du produit de depart dans le tambour 2 a
gros grains. Par la tubulure 9 d'introduction du gaz comprime on
amene, depuis la source de gaz comprime, de l'air comprime enrichi
d'oxygen a l'aide d'une pompe (non representee).Le jet d'air comprime
ainsi forme debouche a grande vitesse de la tubulure 9 dtin-
troduction de gaz comprime et est oriente suivant l'axe vertical
longitudinal 1 de l'appareil a lit fluidise et du tube 12.
Ce jet entre avec lui le produit de depart et forme ainsi dans
l'appareil a lit fluidise un courant fluidisant compose d'un melange
de la solution de sulfate de insulfate et du minerai de manganese.
Du fait que la surface de la section transversale du tube 12 est des
dizaines de fDis inferieure a celle de la section transversale du
tambour 2 a grosses particules, la vitesse du courant fluidisant dans
ce tube est d' autant de fois superieur re et est suffisante a la
suspension des grosses particules ou, autrement dit, a la creation
d'un lit fluidise regulier des plus grosses particules dans le tube 12
et a l'entrane- ment de toutes les particules des categories les plus
fines de ce tube.
Dans l'espace entre l'extremite superieure du tube 12 et la surface
inferieure de la grille 10 le courant fluidisant ralentit son
mouvement par suite d'un brusque accroissement de la surface de
propagation (cette surface etait precedemment limitee par la section
du tube 12) suivant la section transversale de l'appareil a lit
fluidise. En consequence, une partie des particules solides ejectees
par le courant ascendant hors du tube 12 se depose sur le fond 7 et
est entre neede nouveau par le jet d'air comprime debouchant de la
tubulure 9 d'introduction de gaz comprime.
Conjointement avec le courant fluidisant, les particules moyennes et
fines du minerai de manganese passent par les trous de la grille 10 et
par l'espace menage sur la peri pherie de cette grille, et parviennent
dans le tambour 3 a particules moyennes. Dans ce tambour 3, la vitesse
du courant fluidisant decrott jusqu'a la vitesse du debut de
fluidisation des grains moyens. Ceci assure la formation d'un lit
fluidise regulier des particules de dimension moyenne du minerai de
manganese. La diminution mentionnee de la vitesse du courant
fluidisant est due a l'accroissement de la surface de la section
transversale suivant la hauteur du tambour 3 a parti- cules moyennes
et a l'augmentation de la perte d'energie cine- tic de l'air comprime
de transport des particules des frac tions solides du minerai de
manganese, pour surmonter le lit fluidise de grosses particules et la
grille 10. Grace A une surface considerable de la grille conique 10,
on assure la regularite du lit fluidise des particules de la fraction
moyenne pratiquement sur toute la hauteur (de 90 a 100 percent) du
tambour 3 a particules moyennes.Apres ce tambour, le courant de bulles
d'air (du fait que les jets d'air comprime ont perdu deja pratiquement
leur energie cinetique et, par consequent, la vitesse de mouvement
vers le haut), d'agent liquide et de particules fines du minerai de
manganese forment un courant fluidifiant pour les grains fins passant
par les trous de la grille 11 et par l'espace menage sur la peripherie
de celle-ci et parviennent dans le tambour 4 a grains fins.
L'augmentation de la section transversale de l'appa- reil a lit
fluidise suivant la hauteur du tambour 4 a grains fins assure une
diminution de la vitesse du courant fluidisant jusqu'a la vitesse du
debut de fluidisation des particules les plus fines, qui ne doivent
pas entre emportees, d'apres les conditions du processus
technologique, de l'appareil a lit fluidise.
On a etabli par experience que le diametre de la grille Il constitue
100 percent et davantage de la hauteur du tambour a grains fins.
Ainsi, la grille 11 prevue dans le tambour 4 contribue a la creation
d1un lit fluidise regulier des particules fines sur toute la hauteur
du tambour 4 a grains fins. Du fait que les trous de la grille 10 sont
decales dans la direction horizontale par rapport aux trous de la
grille 11 les jets d'air formes occasionnellement en aval de la grille
10 se deteriorent en se heurtant contre les cloisons separant les
trous de la grille 11 et ne peuvent compromettre la regularite de la
fluidisation des particules fines dans le tambour 4.
De plus, cette deterioration des jets contribue supplementairement a
l'activation de l'action de l'oxygen qui se trouve dans les bulles
d'air avec d'autres agents, ce qui est utile aux processus d'oxydation
qui se produit a la suite de l'interaction du iron bivalent, dans la
solution de zinc sulfate, avec des particules du minerai de manganese
dans le lit fluidise de chaque tambour 2, 3, 4.
Apres son passage dans le tambour 4 a grains fins, le produit traite,
constitue par des solutions oxydees de sul zinc, est evacue de ce
tambour 4 a grains fins par une tubulure 5.
L'homme de l'art comprendra que sur les grilles 10 et 11 agit une
force de soulevement dont la valeur est directement proportionnelle a
la resistance hydraulique des grilles 10, 11 et a la valeur de la
pression du courant fluidisant.
Au moment de ltegalisation de la force de soulevement et de la force
de gravite de la grille 10 ou 11, la grille corres pondant, de maniere
analogue aux particules d'un agent solide de depart,se trouve a l'etat
suspendu. Cet etat est obtenu dans l'appareil a lit fluidise a l'aide
d'un regulateur de pression 14 qui chasse l'agent liquide du reservoir
13 a travers l'orifice de celui ou t introduit cet agent dans le
reservoir.
Pendant l'utilisation de l'appareil a lit fluidise, une partie des
particules est projetee vers les parois des tambours correspondants 2,
3, 4 et se depose sur les surfaces des grilles 10 et 11. Toutefois,
les parois de ces grilles ont une assez grande inclinaison, pour que
les particules deposees passent sans obstacles dans les tambours
inferieurs oU la vitesse du courant fluidise est plus elevee. Ceci
assure leur retour dans le lit fluidise et supprime l'eventualite de
l'accumulation d'une couche de particules solides pres des parois des
tambours 3 et 4 et sur la surface des grilles 10 et 11, ce qui evite,
a son tour, le risque d'une perte de capacite de fonctionnement de
l'appareil a lit fluidise a la suite d'un ecart par rapport aux
vitesses prescrites du courant fluidise dans les sections
correspondantes des tambours 3, 2; 4.
Ainsi, on cree, sur toute la hauteur des tambours 2, 3 et 4, des lits
fluidises reguliers dans lesquels se trouvent des particules grosses,
moyennes et petites dtun agent solide a l'etat regulierement fluidise
lors d'une amenee continue d'air comprime a travers la tubulure 9.
L'essentiel de cette conclusion sera exposee d'une maniere detaillee
ci-apres
1) le mode de realisation propose et l'emplacement de disposition des
grilles dans l'appareil a lit fluidise permettent pratiquement
d'amener en continu du gaz comprime a' travers la tubulure 9 et
reduisent le risque d'engorgement des trous des grilles 10, 11, par
des particules d'agent solide deposees sur celles-ci;
2) la possibilite d'amener un gaz comprime en continu permet
d'augmenter la surface ou le diametre de la section transversale du
tambour 2 a gros grains et ainsi, pour une hauteur limitee de
l'appareil, de reduire l'angle de conicite de ses parois pour
respecter la condition qui impose un glissement libre des particules
deposees d'agent solide;;
3) la disposition proposee des grilles par rapport aux parois de
l'appareil a lit fluidise et la presence des reservoirs fixes aux
grilles correspondantes 10, 11, contribuent a la formation des
vibrations automatiques des grilles, ce qui reduit encore le risque
d'engorgement des trous de ces grilles;
4) la reduction du risque de salissement des parois des tambours 2, 3,
4 et des trous des grilles 10, 11 par des particules d'agent solide
eleve la duree de maintien de l'etat regulierement fluidise des
particules de toutes les fractions, pratiquement dans tout le volume
de 1 'appareil a lit fluidise;;
5) l'elevation de la duree de maintien de l'etat regulierement
fluidise des particules de toutes les fractions, dans tout le volume,
contribue sensiblement a l'augmentation de la fiabilite du
fonctionnement de l'appareil a lit fluidise avec une intensite
maximale de l'interaction et de l'efficacite de l'utilisation de tous
les agents dans le processus technologique se deroulant dans cet
appareil.
Les modeles experimentaux de l'appareil a lit fluidise revendique qui
ont ete fabriques ont subi des essais qui ont prouve leur haute
fiabilite avec une intensite de l'interaction des agents dans ceux-ci
superieure de 10 a 20 fois cel le constatee dans les dispositifs
pneumatiques ou mecaniques utilises pour la mise en oeuvre des
procedes technologiques grace au melange du produit de depart.
Lt appareil a lit fluidise execute selon la presente invention est
caracterise par une fabrication simple, un montage facile, une haute
tenue en utilisation et un entretien aise.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitee aux modes de
realisation, decrits et representes qui n'ont ete donnes qu'a titre
d'exemples. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant
des equivalents techniques des moyens decrits ainsi que leur
combinaison, si celles-ci sont executees suivant son esprit et mises
en oeuvre dans le cadre de la protection revendiquee
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 - Appareil a lit fluidise comportant, disposes successivement
suivant l'axe vertical (1) longitudinal de l'appareil a lit fluidise,
du bas vers le haut et relies entre eux, un tambour (2) a grosses
particules muni d'une tubulure (8, 9) d'introduction d'un gaz comprime
et d'un produit de depart a traiter dans le lit fluidise, un tambour
(3) a particules moyennes et un tambour (4) a' particules fines muni
d'une tubulure (5) d'evacuation du produit traite, ces deux derniers
tambours divergeant vers le haut, ainsi qu'une grille (11)
disposeeentravers de l'axe vertical longitudinal (1) de l'appareil a
lit fluidise, caracterise en ce que la grille (11) est disposee dans
le tambour (4) a particules fines.
2 - Appareil suivant la revendication 1, caracterise en ce que la
grille (11) est disposee avec un espace entre sa peripherie et la
surface interieure du tambour (4) a particules fines.
3 - Appareil suivant la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comporte une seconde grille (10) disposee dans le tambour (3) a
particules moyennes et sensiblement parallele a la premiere grille
(11), les trous d'une grille (11) etant decales dans la direction
horizontale par rapport aux trous de l'autre grille (10).
4 - Appareil suivant la revendication 3, caracterise en ce que la
seconde grille (10) est montee avec un espace entre sa peripherie et
la surface interieure du tambour (3) a particules moyennes.
5 - Appareil suivant la revendication 1, caracterise en ce que dans le
tambour (2) a grosses particules est loge, sensiblement suivant l'axe
vertical longitudinal de l'appareil a lit fluidise greater than a une
certaine distance du fond (7) de ce tambour (2) a grosses fractions un
tube (12) destine a creer un courant ascendant de produit de depart et
en ce qu'une tubulure (9) d'introduction d'un gaz comprime est monte
coaxialement a ce tube (12).
6 - Appareil suivant la revendication 2, caracterise en ce que la
grille (11) est realisee sous la forme d'un cone ouvert vers le
tambour (2) a grosses particules et est reliee a la paroi du tambour
(4) a particules fines par des elements (lla) dont l'une des
extremites est raccordee a la grille (11) et l'autre extremite
s'appuie librement sur la paroi du tambour (4).
7 - Appareil suivant la revendication 4, caracterise en ce que la
seconde grille (10) est realisee sous la forme d'un cone ouvert vers
le tambour (2) a grosses particules et est reliee a la paroi du
tambour (3) a particules moyennes par des elements (10a) fixes
rigidement, dont l'une des extremites est raccordee a cette grille
(10) tandis que l'autre extremite s'appuie sur la paroi du tambour
(3).
8 - Appareil suivant la revendication 1, caracterise en ce qutil
comporte un reservoir dispose suivant l'axe vertical longitudinal (1)
de l'appareil a lit fluidise, fixe a la grille (11) et mis en
communication avec une source de gaz comprime par l'intermediaire d'un
regulateur de pression (14).
9 - Appareil suivant la revendication 3, caracterise en ce qucil
comporte un reservoir (13) dispose suivant l'axe longitudinal (1) de
11 appareil a lit fluidise, fixe a la seconde grille (10) et mis en
communication avec une source de gaz comprime par l'intermediaire d'un
regulateur de pression (14).
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