Brevet FR2234041A1 — publié le 19750117

L'invention concerne une installation de préparation de ferraille par refroidissement avant broyage précédant la séparation des matériaux conte-nant du fer. Ces installations de type connu sont destinées à la ré cupération sur les produits jetés à la ferraille, tels que les épaves de voitures, les épaves industrielles, les appareils ménagers et ana logues,par séparation avec pureté aussi poussée que possible des métaux contenant du fer des matériaux non ferreux tels que le cuivre le chrome, le verre les produits textiles et analogues. Un procédé relativement simple de séparation des mat riaux ferreux des matériaux non ferreux consiste à broyer la ferraille et à séparer la fraction ferreuse des autres matieres par des forces magnétiques ou électro-magnétiques. . Ia résilience du fer décroissant avec l'abaissement de la teirérature, les déchets se broient beaucoup plus facilement lorsque la ferraille a été préalablement refroidie. Le mode de refroidissement a donc une importance essentielle dans ces installations de préparation de ferraille avec refroidissement préalable. Un procédé connu de refroidissement de la ferraille consiste à utiliser de l'azote liquide. Toutefois, le prix de l'énergie nécessaire ainsi que celui de l'appareillage de production de l'azote liquide, par exemple dans une installation de décomposition de l'air sont très élevés. Ce procédé est donc extremement peu rentable. Des recherches effectuées dans le cadre de l'invention sur les aptitudes au broyage de la ferraille contenant du fer ont montré que le refroidissement de la ferraille mise en général en paquets comprimés suffit pour la broyer à faible prix dès qu'elle a atteint une plage de température comprise entre environ - 110 et - 140 C, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de refroidir la ferraille jusqu'à la basse température de l'azote liquide. L'invention a donc pour objet une installation de préparation de la ferraille dont le prix de l'énergie et de l'appareillage nécessaires au refroidissement est considérablement moindre que celui des procédés décrits. Selon une particularité essentlelle de l'installation de lin- Invention un tunnel de refroidissement de la ferraille est balaye par un agent réfrigérant constitué d'air et cet air de refroidissement forme lui-même le fluide de travail d'une installation de réfrigération. L'air de refroidissement, qui peut être prélevé en quantité voulue sur l'a@biance, constituant lui-même le fluide de travail de l'installation de réfrigération, aucun agent réfrigérant étranger, dont le prix de production est dans certains cas élevé et qui est rejeté à la fin du processus de refroidissement,n'est nécessaire. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, l'installation de réfrigération comprend au moins deux compresseurs avec refroidissement intermédiaire de l'air et la machine de détente de 1 installation de éfrigé- ration commande le compresseur de l'air ayant subi le refroidissement intermédiaire. Selon un inonde de réalleation avantageux de l'installa tion de réfrigération de l'air de refroidissement, un échangeur de chaleur - contre-courants est balayé d'une part par l'air dirige sur la machina de détente et d'autre par-t par l'air sortant du tunnel de refroidissement, cet air étant évacué de l'installation de réfrigération et de l'air frais épuré étant dirigé sur le premier compresseur. En variante avantageuse de réalisation de l'installation de réfrigération, un échangeur de chaleur à contre-courants est balayé d'une part par l'air dirigé sur la machine de détente et d'autre part par l'air sortant du tunnel de refroidissement, cet air étant dirigé sur le premier compresseur et les pertes par fuite étant compensées par envoi d'air frais épuré et séché dans ce premier compresseur.L'air déjà asséché et quittant le tunnel de refroidissement est avantageusement recyclé dans ce mode de réalisation de l'installation de réfrigération, de sorte qu'il est possible de n'envoyer à l'aspiration du compresseur de cette installation qu'un complément d'air frais destine a compenser les pertes par fuite qui se sont produites dans le tunnel de refroidis- sement o-t dans l'installation de réfrigération. En d'autres termes, il suffit dans ce cas de n'épurer qu un faible complément du fluide de travail en circulation dans l'installation de réfrigération et de le sécher par exemple à l'aide de dispositifs à adsorption. L'invention sera accrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est un schéma d'une installation de préparation de ferraille comprenant une installation de réfrigération dont l'air qui quitte le tunnel de refroidissement est évacué à l'atmosphère ; et la figure 2 est un schéma d'une variante de réalisation d'une installation de réfrigération analogue à celle de la figure 1, mais dans laquelle l'air sortant du tunnel de refr@idissement est recyclé à l'aspiration du premier compresseur. La figure 1 représente schématiquement une installation comprenant un tunnel î à tubulures 2 et 5 d'arrivée et de départ de l'air de refroidissement. La ferraille 4 en paqu@ts comprimés pénètre dans ce tunnel. de refroidissement dans le sens de la flèche par un sas d'entrée 5 et un transporteur non représenté tel qu'un convoyeur commandé la feit passer dans le tunnel. Les paquets refroidis dans le tunnel sortent par un sas 6 pour en-trer dans un broyeur 7 représenté schématiquement. Les matériaux ferreux sont ensuite séparés de manière connue des matériaux non ferreux, puis dirigés par exemple sur un four de fusion. Un compresseur 9 commandé par un moteur électrique aspire dans l'installation de réfrigération par un conduit 8 de l'air frais à la pression de 1 bar, à la température de 20 C et à teneur en humi- dité de 17 g/kg ; cet air passe dans un filtre 10 qui le débarrasse de la poussière et des autres impuretés avant d'être comprimé. L'air comprimé passe ensuite dans un refroidisseur il à eau qui en élimine la chaleur de ia compression, puis il est dirigé à une pression de 3 bars, une température de 30 C et avec la même teneur en humidité qu'à l'entrée sur -jn autre compresseur- 12. Ce dernier est commandé par la machine de détente, par exemple par une turbine 13 de l'installation de réfrigération. Un séparateur 14 élimine pratiquement la totalité de la teneur en vapeur d'eau de l'air comprimé et l'évacue de l'installation de réfrigération par un conduit 14a. L'air comprimé à la pression de 4,5 bars, à la température de 30 C et ayant une teneur en humidité de 6 g/kg continue d'être séché dans un dispositif à adsorption. Ce dispositif de l'exemple représenté consiste en deux chambres à adsorption 15 et 16 montées en parallèle et dont l'agent d'adsorption qu'elles contiennent est par exemple du gel de silice ou de l'alumine, une seule de ces chambres étant de manière classique en fenctionnement pendant une certaine période de temps, tandis que l'agent d'adsorption de l'autre chambre est régénéré par un agent gazeux de désorption, par exemple à l'air. Lorsque la chambre 16 d'adsorptior est en service, les robinets 7 17 et 18 sont ouverts tandis que les robinets 19- et 20 sont feriqes L'air comprimé quittant le dispositif $d'adsorption passe ensuite, avant sa détente adiabatique dans la turbine 13, dans un échangeur 24 de chaleur à contre-courants dans lequel l'air sortant du tunnel 1 le refroidit.L'air à la pression ae 4,4 bars, à la température de - 75 C et ayant une teneur en humidité de 10-4 g/kg se détend ensuite dans la turbine en fournissant du travail et an sort à la température encore plus basse de - 1300C, a la pression de 1,1 bar et en ayant la mEme teneur en humidité qu'à la sortie de l'échangeur de chaleur ; l'air a ainsi la température nécessaire au refroidissement de la ferraille et pénètre par la tubulure 2 dans le tunnel 1 dans lequel il balaie les paquets dans le sens inverse à celui de leur transport.La ferraille se refroidit à la température voulue. L'air réchauffé dans le tunnel de refroidissement sort par la tubulure 3 à la pression de 1 bar, à la température de -90 C et an ayant toujours la même teneur en humidité de 10-4g/kg. Cet air passe dans l'échangeur 21 de chaleur et s'y réchauffe pour être évacué à l'atmosphère par un conduit 22 à la pression de 1 bar et à la température de 15 C. Les éléments de la figure 2 qui sont les mêmes que ceux de la figure 1 | portent les mêmes références. A la différence du mode de réalisation de la figure 1, l'air qui sort du tunnel 1 de ce mode de réalisation et ayant passe par l'échangeur de chaleur 21 n'est pas rejeté, c'est-à-dire n'est pas envoyé à l'atmosphère, mais est recyclé dans l'installation de réfri- gération par un conduit 23 à l'aspiration du compresseur 9 à la pression@@ de 1 bar, à la température de i 5 !5 C et en ayant une teneur en humidité de 10-4g/kg. La quantité d'air frais aspiré par le compresseur 9 est destinés uniquement à couvrir les pertes par fuite dans l'installation, cet air frais passant dans un dispositif d'adsorption réalisé de la même manière que celui de la figure 1, l'air frais étant ainsi séché, c'est-à-dire débarrassé pratiquement de a teneur en humidité, de sorte qu'il est pratiquement sec et que, à ia d différence de l'installation de la figure 1, sa teneur en humidité est de 0,03 g/kg à la sortie du refroidisseur 11, L'air est par ailleurs aux mêmes pressions et mêmes température3 que dans l'installation de la figure 1. Le dispositif d'adsorption de la figure 2 comprend également deux chambres 15' et 16' et les organes correspondants d'ouverture et de fermeture 17' à 20t. De l'air déjà épuré et séché, sortant du tunnel de refroidissement, formant le fluide de travail utilisé dans l'installation de réfrigération comme décrit plus haut, cette dernière a l'avantage qu'il ne faut plus admettre, épurer et sécher qu'une quantité relativement faible d'air frais, de sortie que le dispositif de filtration et d'adsorption peut avoir des dimensions beaucoup plus réduites Il va de soi que l'installation décrite et représentée peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de 11 invention. REVENDICATIONS 1. Installation de préparation de ferraille par refroidissement avant broyage précédant la sépara Lion des me- teriaux ferreux, caractérisée par un tunnel de refroidissement de la ferraille dans -lequel l'agent réfrigérant en circulation est de l'air et par une installation de réfrigération dans laquelle l'air de refro-- aissement forme lui-meme le fluide de travail. 2. Installation selon la revendication 4, caractérisés en ce que l'installation de réfrigération comprend au moins deux compresseurs entre lesquels l'air subit un refroidissement et la machine de détente de l'installation de réfrigération commande le compresseur de l'air ayant subi le refroidissement intermédiaire. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de réfrigération comporte des dispositifs à adsorption de séchage de l'air dans son circuit. 4. Installation selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisée en ce que l'installation de réfrigération comprend un échangeur de chaleur contre-courants -balayé d'une part par l'air dirigé sur la machine de détente et d'autre part par l'air sortant du tunnel de refroidissement, cet air étant évacué de l'installation de réfrigération et de l'air frais épuré étant dirigé sur le premier con- presseur. 5. Installation selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisée en ce que l'installation de réfrigération comprend un échangeur de chaleur a contre-courants balayé d'une part par l'air dirigé sur la machine de détente et d'autre par l'air sortent du tunnel de refroidissement, cet air étant dirigé sur le premier compresseur et les pertes par f-aite étant compensées par admission d'air frais épuré et séché dans le premier compresseur.