Brevet FR2337862A1 — publié le 19770805

a présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de séchage de produits pulvérulents ou granuleux, tels que du sable, dans un lit fluidisé. I1 est connu d'exécuter le séchage de produits pulvérulents en lit fluidisé, mais ce séchage est effectué en couches épaisses, dont l'épaisseur est de tordre de 20 à 80 cm. En conséquence, il est nécessaire de prévoir des volumes d'air importants et des puissances thermiques élevées. Or ceci grève le prix de revient d'un tel mode de séchage. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en mettant en oeuvre un procédé et un dispositif permettant d'exécuter le séchage de produits pulvérulents en couches fluidisées nettement plus minces qu'avec les réalisations connues, 11 épaisseur de ces couches ne dépassant pas 10 cm. te procédé objet de l'invention, pour le séchage de produits pulvérulents ou granuleux en lit fluidisé dans une conduite, est caractérisé en ce que l'on effectue le séchage dans au moins deux zones successives de fluidisation dont les pentes sont différentes. On peut ainsi faire varier le débit de matière à sécher et corrélativement l'épaisseur de la couche fluidisée. Suivant un mode de réalisation préféré du procédé précité, on fait décroître les pentes des zones de fluidisation successives entre l'entrée et la sortie de la conduite, et on alimente en gaz comprimé chaque zone indépendamment des autres zones. I1 est de ce fait possible d'alimenter chaque zone à une pression et à un débit de gaz spécifiques, ce qui permet très avantageusement de contrôler le débit de matière à sécher en fonction de son degré d'humidité. Le dispositif objet de l'invention est destiné notamment à la mise en oeuvre du procédé précité de séchage de produits pulvérulents, et il comporte une conduite dont l'intérieur est subdivisé sur toute sa longueur par une cloison poreuse délimitant un compartiment supérieur destiné à recevoir les produits pulvérulents en couche fluidisée et en compartiment inférieur propre à recevoir un gaz sous pression, des moyens de chauffage étant complémentairement disposés dans le compartiment supérieur au-dessus de la cloison. Conformément à l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que cette cloison poreuse est divisée en au moins deux zones de fluidisation de pentes différentes. Ceci permet d'influer sur l'épaisseur de la couche fluidisée comme on l'a indiqué plus haut à propos du procédé. Selon une forme de réalisation préférée du dispositif conforme à l'invention, les pentes des zones de fluidisation successives décroissent entre l'entrée et la sortie de la conduite, cette der niere étant inclinée sur l'horizontale, et chaque zone étant raccordée à une canalisation indépendante d'alimentation en gaz comprimé, par exemple de l'air. On peut donc régler la pression et le débit de gaz comprimé au droit de chaque zone de fluidisation pour faire varier le débit et l'épaisseur de la couche fluidisée conjointement avec les différences de pentes entre les zones précitées. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté deux modes de réalisation de l'invention. - La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une première réalisation du dispositif de séchage de produits pulvé rulents conforme à l'invention - La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 complétée par un schéma représentant les moyens d'évacua tion de la matière séchée. - La figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale dans le plan de la figure 1 montrant une seconde forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. Dans la réalisation représentée aux figures 1 et 2, le présent dispositif de séchage comporte deux conduites tubulaires 1, 2 similaires, parallèles et inclinées sur l'horizontale. Chaque conduite présente à sa partie supérieure une entrée 3 en forme d'entonnoir pour le produit pulvérulent ou granuleux à sécher, et à sa partie inférieure terminale une sortie 4 pour l'é vacuation du produit séché. Les sorties 3 et 4 débouchent dans un transporteur de collecte incliné 5 qui alimente deux transporteurs de refroidissement 6,7 inclinés et disposés en Y , à la sortie 8 desquels la matière séchée et refroidie est récupérée par des moyens mécaniques ou pneumatiques connus en soi et non représentés. Les transporteurs 5, 6 et 7 assurent le transport et le refroidissement de la matière sèche 9 par fluidisation sur des cloisons inclinées 11, 12, 13 au moyen d'air comprimé qui est pulsé dans les parties terminales supérieures des transporteurs 5 à 7 par des canalisations 14, 15, 16. Celles-ci sont équipées respectivement de robinets 17, 18, 19 de réglage et de manomètres 21, 22, 23, et elles sont branchées sur une canalisation commune d'alimentation 24. tes transporteurs 6 et 7 sont munis à leurs extrémités inférieures de cheminées 25,26 pour l'évacuation de l'air de fluidisation. L'intérieur de chaque conduite tubulaire 1 est subdivise sur toute sa longueur par une cloison poreuse délimitant un compartiment supérieur 28 destiné à recevoir les produits pulvérulents à sécher, par exemple du sable, et un compartiment inférieur 29 propre à recevoir un gaz sous pression tel que l'air. ta cloison 27 peut être réalisée en toute matière adéquate telle qu'un tissu de forte épaisseur, un céramique ou une matière plastique poreuse, et elle est fixée de part et d'autre d'un support longitudinal médian 10 ainsi qutà des bandes latérales inclinées 20 formant des couvrejoints assujettis aux parois latérales 30 de la conduite 1, 2. Celle-ci a une section transversale du genre elliptique à extrémités tronquées et délimitées par les parois 30. Conformément à ltinvention, la cloison poreuse 27 est divisée en quatre zones de fluidisation 27 a, 27 b, 27 c, 27 d dont les pentes sur l'horizontale décroissent entre l'entrée 3 et la sortie 4 de la conduite 1. Dans exemple d'exécution représenté à la Figure 1, les pentes respectives A, B, C, D des zones précitées s'échelonnent entre environ 40 degrés pour A et 20 degrés pour B. Selon une autre particularité importante de l'invention, chaque zone de fluidisation 27 a, ... 27 d, est raccordée à une canalisation indépendante 31, 32, 33, 34 d'alimentation en gaz comprimé, de préférence de l'air. Ces canalisations sont munies respectivement d'un robinet de réglage 35, 36, 37, 38 et d'un manomètre 39, 41, 42, 43, l'air de fluidisation étant évacué par une cheminée 44 aménagée à la partie supérieure de la conduite 1 près de l'entrée 3. Le compartiment supérieur de chaque conduite 1 est pourvu d'un support 45 pour des moyens de chauffage, ces derniers étant avantageusement constitués, dans le mode d'exécution représenté, par des résistances électriques 46 à tubes infra-rouge portées par une volte formant le support 45. La mise en oeuvre de ce dispositif de séchage dans le cadre du procédé suivant l'invention est la suivante. te produit granuleux ou pulvérulent à sécher est introduit de façon connue en soi, dans les conduites 1, 2 par leurs entrées 3, (par exemple par tapis transporteur, vis ou distributeur vibrant) tandis qu'on alimente chaque zone de fluidisation en air comprimé à une pression inférieure à 1 bar environ. Le produit pulvérulent recouvre progressivement les zones successives 27 a, 27 b, 27 c, 27 d en formant sur celles-ci des lits fluidisés tels que le lit 47 sur la zone 27 d, l'air traversant la cloison poreuse 27 en direction de la voûte 45 cpmme indiqué par les flèches 48. Tandis que le produit est séché par les résistances 46 et progresse dans les conduites 1,2 vers leurs sorties 4 sur les zones précitées dont les pentes A,B,C,D sont différentes les unes des autres, l'air admis sous ces zones, qui peut être froid ou réchauffé, est évacué, ainsi que la vapeur d'eau qu'il contient, par les cheminées 44. te produit pulvérulent séché est collecté dans le transporteur 5 et refroidi dans les transporteurs 6 et 7 de façon connue en soi, avant d'être recueilli à la sortie 8. tes transporteurs 5 à 7 sont raccordés à un groupe ventilateur non représenté et mettant en dépression l'appareillage d'évacuation de la vapeur d'eau et de l'air de fluidisation. Les avantages du procédé et du dispositif selon l'invention, outre ceux déjà mentionnés sont les suivants Le fait que la pente A, B, C, D, de chaque zone de fluidisation 27 a, 27 b, 27 c, 27 d est différente de celles des zones adjacentes, facilite l'auto-régulation du débit de matière à sécher en permettant de contrôler l'épaisseur de la couche fluidisée. Corrélativement, du fait de la possibilité de faire varier la pression et le débit de l'air de fluidisation au droit de chaque zone 27 a, 27 b, 27 c, 27 d, on peut également régler l'épaisseur du lit fluidisé sur chacune de ces zones de façon à obtenir des lits fluidisés minces dont l'épaisseur ne dépasse pas 10 cm. Par exemple, si le produit est très humide, il a tendance à rester sur la zone 27 a. Une augmentation de la pression et du débit d'air sur cette zone permet alors de le déplacer Jusque sur la zone 27 b tout en le maintenant soumis au chauffage par les résistances infra-rouges 46. On faciiite aInsI l'élimination de Il eau entourant es grains du produit, et l'écoulement des grains vers les zones 27 b, 27 c, 27 d qui présentent des pentes B, C, D Inférieures à la pense A. De ce fait, le débit de la matière à sécher est ralenti, ce qui favorise le séchage de celle-ci. L'exécution du séchage en couches minces conformément à l'in- ventIon permet egalement e réduire notaclement les volumes d'air et la puissance thermique necessaires, par rapport aux dispositifs connus, ce ouf rend le séchage moins onéreux. est La réalisation representée aux figures 1 et 2/adaptée particulièrement au sechage de pr@duits pulvérulents dont la température est inférieure à 250 C environ. Lorsque cette température est supérieure à 250 C on peut avantageusement utiliser une clcison telle que la cloison 49 (Figure 3) à la place de la cloison 27. La cloison 49 est aménagée en gradins successifs 5' dans chaque zone de fluidisation 49 a, 49 b, 49 c, 49 d dont les pentes décroissent de La zone terminale amont 49 a, @usqu'à la @one ter@@@ale aval 49 d similairement à la forme de réalisation des figures 1 et 2. Les gradins 51 constituent un escal@er supportant une couche fluidisee 52 à secher, dont l'épaisseur est fonction des pentes des différentes zones 49 a... ainsi que de la pression et du débit de l'air injecté dans les zones précitées. La constitution de la cloison poreuse 49 dépend du problème de séchage à traiter, par exemple: - pour une température de O à 1000, il est possible d'utiliser du tissu coton ou du nylon. - pour les températures jusqu a 2500, des tissus synthétiques. - pour les températures jusqu'à 5000, une tôle d'acier inoxydable fritté. - pour les températures jusqu a 6000, du métal fritté "INCONEL" - pour les températures supérieures, il conviendrait d'utiliser des céramiques poreuses. ce sujet, il fait observer que l'emploi d'un réfractaire poreux présente l'avantage d'éliminer les risques d'abrasion pouvant survenir avec certains matériaux abrasifs. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi on peut utiliser une seule conduite t au lieu de deux dans le cas de faibles débits de produits à sécher. De même, le nombre de zones de fluidisation (27 a. 27 b . 49 a, 49 b,..) peut varier en Ptar. ependant au moins égal à deux, de même que le nombre de transporteurs de refroidissement (6, 7) qui est fonction de la température finale à obtenir pour le produit séché. L'air de flui rtisaoion des transporteurs de collecte et de refroidissement peut gaiement être fourni par la source d'air des conduittes de séchage 2 2 ou par- ce source indépendante. Enfin, les transporteurs de refroidissement peuvent avantageusement être du genre de ceux décrits dans le brevet français 1 491 292, et les résistances électriques infra-rouges 46 pourraient être remplacées par un système au gaz @@ au fuel. REVENDICATIONS 1/- Procédé pour le séchage de produits pulvérulents ou granuleux en lit fluidisé, dans une conduite caractérisé en ce que l'on effectue le séchage dans au moins deux zones successives de fluidisation dont les pentes sont différentes. 2/- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait décroître les pentes des zones de fluidisation successives entre l'entrée et la sortie de la conduite, et en ce qu'on alimente en gaz comprimé chaque zone indépendam ment des autres zones. 3/- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fait varier la pression et le débit de gaz dans chaque zone de fluidisation pour régler l'épaisseur de la couche de pro duit pulvérulent à sécher. 4/- Dispositif de séchage de produits pulvérulents en lit fluidi sé, destiné notamment à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une conduite dont l'intérieur est subdivisé sur toute sa longueur par une cloison poreuse délimitant un compartiment supérieur destiné à recevoir les produits pulvérulents en couche flui disée et un compartiment inférieur propre à recevoir un gaz sous pression, des moyens de chauffage étant complémentaire ment disposés dans le compartiment supérieur au-dessus de la cloison, caractérisé en ce que la cloison poreuse est divisée en au moins deux zones de fluidisation de pentes différentes. 5/- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque zone de fluidisation est raccordée à une canalisation indépendante d'alimentation en gaz comprimé, par exemple de l'air. 6/- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les pentes des zones de fluidisation successives décroissent entre l'entrée et la sortie de la conduite, ladite conduite étant inclinée sur l'horizontale. 7/- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le compartiment supérieur de la conduite est muni d'un support pour les moyens de chauffage, lesdits moyens de chauffage étant constitués, par exemple, par des ré sistances électriques infra-rouges portées par un support en voûte. 8/- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, destiné particulièrement à pouvoir être utilisé à des tempéra tures supérieures à 2500 C, caractérisé en ce que chaque zone de fluidisation est aménagée en gradins. 9/- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que suivant la température de séchage la cloison poreuse est réali sée en tissu, en métal fritté, ou en un matériau réfractaire poreux. 10/-Dispositif de séchage et de refroidissement de produits pulvé rulents ou granuleux en lit fluidisé, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de séchage suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9 associé à des transporteurs inclinés pou vant évacuer par fluidisation les produits séchés en les refroi dissant.