Brevet FR2012557A1 — publié le 19700320

La présente invention concerne un appareil de séchage par atomisation destiné à la production de poudres sèches à partir d'un matériau dissous ou en suspension dans un liquide, le matériau étant atomisé à l'aide de deux organes atomiseurs 5 placés dans une chambre de séchage dans laquelle est introduit de l'air de séchage. Il est connu d'utiliser deux ou plus de deux jeux d'organes atomiseurs, par exemple un double rotor atomiseur, ou "bien un rotor atomiseur, avec un jeu de "buses d'atomisation 10 pour 1'atomisation de deux composants dans une chambre de séchage, les deux composants étant d'une manière ou de l'autre différents et devant, dans la chambre de séchage, d'une manière ou de l'autre réagir l'un' sur l'autre. Il peut s'agir de corps chimiquement différents, devant réagir chimiquement l'un 15 sur l'autre, ou bien de corps semblables ou différents du point de.vue chimique mais différents sous d'autres aspects, par exemple des corps de dimension de particules ou de concentration différentes. Eventuellement, l'un des composants peut être une poudre complètement sèche. Dans les cas où il n'est pas question 20 ou pas uniquement question d'une réaction chimique, le but recherché est généralement d'obtenir une agglomération des particules en provenance des différents jeux d'organes d'atomisation. Etant donné que lorsque l'on désire une réaction chimique, aussi bien que lorsque l'on désire une agglomération, il 25 y a nécessairement présence d'une certaine quantité de liquide dans les particules, les appareils connus sont conçus de manière telle que 1'atomisation à partir des•différents jeux d'organes atomiseurs ait lieu dans la même zone. On connait encore un appareil où 1'atomisation 30 s'effectue à l'aide de deux jeux de buses d'atomisation dirigées en sens opposés. Dans ce cas, 1'atomisation s'effectue à partir de l'un des jeux à travers une couche fluidisée de matériau en poudre obtenu, 1'atomisation propre s'effectuant dans une zone située au-dessus de cette couche fluidisée (il ne se produit 35 d'ailleurs qu'un séchage relatif), tandis que le séchage final a lieu dans la couche fluidisée. Dans ce cas, le but est aussi d'obtenir une agglomération, qui se produit essentiellement dans la couche fluidisée au cours du séchage final. La présente invention se fixe une tout autre tâche, à 40 savoir celle d'obtenir un réglage plus sûr et plus varié de 69 23113 a 2012557 la dimension des particules dans la poudre finale et, éventuellement, du taux d'humidité,tandis qu'en même temps on recherche une utilisation plus efficace de la chambre de séchage. Etant donné qu'il n'est pas nécessairement question d'une réaction 5 chimique ou d'une agglomération, même si cela n'est pas exclu, ceci signifie qu'il n'est pas nécessairement question de matériaux différents et le problème peut être seulement d'atomiser différentes parties d'une suspension à travers deux jeux d'organes atomiseurs. 10 Selon l'invention, le résultat recherché est obtenu par le fait que l'un des jeux d'organes, atomiseurs est constitué d'un rotor atomiseur et que l'autre jeu est constitué par un certain nombre de buses d'atomisation placées à une distance notable du rotor atomiseur et envoyant le liquide atomisé en 15 direction du rotor atomiseur. Dans un tel appareil de séchage par atomisation, il s'avère possible d'obtenir une poudre dont la dimension de particules peut,avec une précision .notable, être ajustée autour d'une valeur moyenne et, en particulier, d'obtenir une disper-20 sion notablement plus importante que ce qu'il était possible d'obtenir jusqu'ici. De plus, il s'avère possible, pour une chambre de séchage de dimension donnée, d'obtenir une capacité notablement plus importante que dans les appareils connus. Etant donné que la capacité s'exprime par le nombre de kilogrammes 25 d'eau vaporisée par heure durant le séchage sans apparition d'effets nuisibles, il s'avère que la capacité de l'appareil selon l'invention, pour une dimension donnée de chambre de séchage, peut être de 25 à 30 % supérieure à la capacité de la même chambre de séchage utilisant seulement l'un des deux jeux 30 d'organes d'atomisation mis en place de la façon habituelle. La présente invention concerne, de plus, un procédé d'utilisation de tels appareils, ledit procédé étant caractérisé en ce que les deux jeux d'organes atomiseurs sont réglés de manière telle que la poudre en provenance de ces deux jeux aura 35 une dimension de particules plus fine que la dimension moyenne souhaitée et que la poudre en provenance de l'autre jeu aura une dimension de particules plus grosse dans le même rapport, cependant que la poudre en provenance de l'un des jeux a un taux d'humidité plus important que le taux souhaité,. la poudre en 40 provenance de l'autre jeu ayant un taux d'humidité plus faible 69 23113 3 2012557 dans le même rapport. On peut alors obtenir de façon simple la dimension moyenne souhaitée et le taux d'humidité souhaité indépendamment l'un de l'autre et, de même, on a en même temps la possibilité 5 de régler la dispersion autour d'une valeur moyenne indépendamment de cette valeur, chose qui peut souvent être importante notamment dans l'industrie de la céramique. Le rotor atomiseur peut avantageusement être mû à une vitesse supérieure à la vitesse correspondant à l'obtention de 10 la dimension de particules souhaitée, le liquide étant réparti à peu près également entre le rotor atomiseur et les buses. L'invention peut avantageusement être utilisée pour la production de poudre d'argiles céramiques à comprimer à l'état sec, par exemple pour la production de dalles. Il appa-15 raît là des difficultés notables pour obtenir un tassement satisfaisant du matériau, mais il s'avère que ces difficultés peuvent être complètement éliminées par le procédé selon l'invention lorsque le rotor atomiseur est mû à une vitesse donnant une poudre avec une répartition de dimension de peirticules dans 20 un intervalle d'environ 20 à 200 tandis que les buses d*atomisation sont réglées pour donner -une répartition de dimension de particules dans un intervalle d'environ 60 à 400 y-, l'air de séchage étant amené sous un débit et à une température donnant à la poudre en provenance du rotor atomiseur un taux d'humidité 25 d'environ 3% et à la poudre en provenance des buses un taux d'humidité d'environ 7%• Si la suspension amenée à 11 appareil se répartit à peu près également entre les buses et le roter, le taux d'humidité du produit final sera d'environ 5°/°- répartition de la 30 suspension amenée à l'appareil entre rotor et buses peut d'ailleurs être variée dans de larges limites dépendant de la répartition souhaitée de la dimension des particules. Dans certains cas on pourra, par exemple, aller jusqu'à 90 % pour le matériau amené à l'un des jeux d'organes atomiseurs. 35 La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure unique représente une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention. 40 L'appareil de séchage représenté comprend une chambre 69 23113 4 201255.7 de séchage 1 de forme habituelle sous le toit de laquelle est placé un rotor atomiseur 2 mû par un moteur non représenté. Le matériau à atomiser à l'aide du rotor 2 est amené par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 3» 5 Au-dessus du toit de la chambre, et concentriquement au rotor 2, est mise en place une chambre annulaire 4 qui, à sa partie inférieure, débouche dans la chambre de séchage 1. La chambre annulaire reçoit de l'air de séchage à travers un conduit tangentiel 5.d'amenée d'air. L'air est évacué à la 10 partie inférieure de la chambre par l'intermédiaire d'un conduit de sortie 6. La partie inférieure 7 de la chambre est, de la manière habituelle, de forme conique dont la Jointe coupée, dirigée vers le bas, comprend une prise de sortie 8 pour la poudre. 15 L'appareil de séchage par atomisation jusqu'à mainte nant décrit correspond tout à fait à l'appareil normal à organe atomiseur rotatif. Selon l'invention, la partie inférieure 7 de la chambre comprend, à une hauteur supérieure à l'embouchure 9 orientée vers le bag, du conduit 6 de sortie d'air, une buse 20 d'atomisation 10 à laquelle est amené du matériau à atomiser, à travers un conduit d'amenée 11 et sous pression à l'aide d'une pompe 12. La buse 10 est en position centrale dans la chambre 1 et 1'atomisation s'effectue vers le haut en direction du rotor 25 atomiseur 2. Au lieu d'une seule buse, il est possible d'en utiliser plusieurs placées de préférence symétriquement par rapport à l'axe de la chambre. Il est possible, comme c'est souvent le cas pour des buses d'atomisation, d'amener l'air de séchage par un conduit 30 débouchant coaxialement à la buse, mais pour l'utilisation donnée, selon l'invention, de la buse en liaison avec le rotor atomiseur rotatif, il s'est avéré avantageux d'avoir une amenée d'air de séchage commune à l'organe atomiseur rotatif et à la buse ou aux buses. 35 La buse est située à une distance axiale notable du rotor 2 et, dans la forme de réalisation représentée, cette distance est notablement supérieure à la moitié de la distance entre l'organe atomiseur rotatif 2 et la prise de sortie 8 de poudre. 40 La capacité de l'appareil de séchage par atomisation 69 23113 5 2012557 peut être défini comme étant le nombre de kilogrammes d'eau évaporée par heure durant le séchage. La capacité n'a pas une valeur fixe étant donné qu'elle dépend entre autres de la dimension des particules dans la poudre finie et du taux d'hu-5 midité. Ces valeurs sont définies par la quantité de ahaleur par unité de temps amenée par l'air de séchage, cette quantité de chaleur définissant aussi la vitesse d'évaporation. La capacité maximale dans chaque cas est le nombre de kilogrammes d'eau pouvant, dans des conditions définies, être évaporée sans appa-10 rition de dépôts nuisibles sur les parois de la chambre et sous le toit de celle-ci. Pour un organe atomiseur rotatif, la capacité maximale que-l'on peut obtenir dans chaque cas est essentiellement déterminée par le diamètre de la chambre de séchage, puisque le 15 dépôt nuisible dans ce cas se produit en premier lieu sur les parois de la chambre en regard du rotor. Pour des buses d'atomisation, les dimensions de la chambre sont aussi décisives en fonction de l'emplacement des buses. Si l'on considère l'appareil décrit sans la buse 10, 20 on peut, à titre d'exemple, citer qu'une installation comprenant une chambre de séchage d'un diamètre par exemple de 6 m peut avoir une capacité de 1500 kilogrammes d'eau évaporée par heure, et sensiblement la même capacité peut être obtenue à l'aide d'un certain nombre de buses 10 placées seules dans la 25 chambre. Si à la fois l'organe atomiseur rotatif et les buses sont maintenant en place, et si l'on suppose qu'il ne se produit pas de dépôt nuisible en provenance du rotor, on voit qu'il est possible, à l'aide des buses, d'amener à évaporation une quan-30 tité supplémentaire notable de liquide sans que ceci modifie les conditions sur la paroi de la chambre en regard du rotor, et on obtient donc une augmentation de la capacité maxima sans augmentation dès dimensions de la chambre. Dans l'exemple cité, où la capacité maxima était de 35 1500 kilogrammes d'eau évaporée par heure pour chaque type d'organe atomiseur, il s'avère que l'utilisation simultanée des deux types d'organes donne une capacité de 2000 kilogrammes d'eau évaporée par heure. Etant donné que certains des facteurs décisifs pour 40 la capacité déterminent aussi, comme déjà mentionné, les 69 23113 6 2012557 caractéristiques de la poudre finie, il a été jusqu'à maintenant souvent nécessaire d'utiliser des chambres de séchage à diamètre notablement plus important que nécessaire, compte tenu de la capacité souhaitée, mais l'utilisation de l'invention permet 5 d'obtenir le résultat souhaité avec une chambre de séchage de diamètre relativement faible. Dans le cas d1atomisation centrifuge de suspensions d'argiles céramiques pour la production de poudres à comprimer, le taux d'humidité dans la poudre finie est très critique. Si l'on essaie de sécher une suspension 10 d'argile dans une installation d1atomisation centrifuge d'un diamètre inférieur à environ 3 m, il s'avère impossible d'obtenir un taux d'humidité suffisamment élevé, par exemple 5dans la poudre. Le taux d'humidité résultant ne dépasse pas 1 à 2% car, si on tente d'augmenter le taux d'humidité en amenant une 15 plus grande quantité de suspension d'argile par rapport à la quantité de chaleur amenée, il se produit le phénomène remarquable que la poudre extraite de la chambre ne présente toujours qu'un taux d'humidité de 1 à 2% tandis que, simultanément, une partie du matériau forme des dépôts humides et collants sur 20 la paroi de la chambre. La poudre ainsi produite ne présente pas les caractéristiques souhaitées. Si, par contre, on utilise selon l'invention, simultanément une buse d'atomisation conçue pour* donner une dimension de particules supérieure à la dimension souhaitée et un réglage de la vitesse d'amenée tel que la poudre 25 en provenance de la buse présente un taux d'feumidité supérieur à la valeur souhaitée, la dimension moyenne des particules dans la poudre mélangée et son taux d'humidité pourront avoir les valeurs souhaitées, et la répartition non homogène du taux d'humidité dans la poudre, répartition que l'on pourrait éven-30 tuellement attendre, est sans importance pour l'utilisation de la poudre. 69 23113 7 2012557 HEVEKDICATIONS 1Appareil de séchage par atomisation pour la production de poudres sèches à partir d'un matériau dissous ou en suspension dans un liquide, le matériau étant atomisé à l'aide 5 de deux organes atomiseurs placés dans uhe chambre de séchage dans laquelle est introduit de l'air de séchage, caractérisé en ce.que l'un des jeux d'organes atomiseurs est constitué d'un rotor atomiseur et en ce que l'autre jeu est constitué par un certain nombre de buses d'atomisation placées à une 10 distance notable du rotor atomiseur et envoyant le liquide atomisé en direction du rotor atomiseur. 2.- Appareil selon la revendication 1, comprenant une chambre de séchage verticale, caractérisé en ce que la distance entre le rotor atomiseur et les buses est supérieure à 15 la. moitié de la distance entre le rotor et la prise de sortie de poudre hors de la chambre. 3.- Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les organes d'amenée d'air de séchage à la chambre sont communs pour les deux jeux d'organes 20 atomiseurs et sont situés à proximité de l'un de ces jeux; 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3» caractérisé en ce que le rotor atomiseur se trouve à proximité du toit de la chambre et en ce que les organes d'amenée d'air de séchage sont situés dans le toit, la prise 25 de sortie d'air éteint située en dessous des buses. 5.- Appareil selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler la répartition de liquide amené entre rotor et buses. 6.- Procédé d'utilisation de l'appareil selon au 30 moins l'une des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que les deux jeux d'organes atomiseurs sont réglés de telle manière que la poudre en provenance de ces deux jeux ait line dimension de particules plus fine que la dimension moyenne souhaitée et que la poudre en provenance de l'autre jeu ait une dimension 35 de particules plus grosse dans le même rapport, cependant que la poudre en provenance de l'un des jeux a un taux d'humidité plus important que le taux souhaité, la poudre en provenance de l'autre jeu ayant un taux d'humidité plus faible dans le même rapport. 40 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en 2012557 ce que le rotor est mû à une vitesse supérieure à la vitesse correspondant à l'obtention de la dimension de particules souhaitée et en ce que le liquide est réparti à peu près également entre le rotor atomiseur et les buses. 5 8.- Procédé selon la revendication 7 utilisé pour la production de poudre d'argiles céramiques à comprimer à l'état sec, notamment pour la production de dalles, caractérisé en ce que le rotor atomiseur est mû à une vitesse donnant une poudre avec une répartition de dimension de particules dans un inter-10 valle d'environ 20 à 200 p. et en ce que les buses d'atomisation sont réglées pour donner une répartition de dimension de particules dans un intervalle d'environ 60 à 400 p.-, l'air de séchage étant amené sous un débit et à une température donnant à la poudre en provenance du rotor un taux d'humidité d'environ 3% 15 et à la poudre en provenance des buses un taux d'humidité d'environ 7c/°* * 69 23113