Brevet FR2395063A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne un procédé pour la séparation de fractions des plus fines en forme de poussière de grains miné rays, ainsi que de fractions d'hydrocarbures à bas point d'ébullition sous forme de vapeurs et d'aérosol, ou-de l'un de ces composants, entraînés dans le courant de gaz d'évacuation d'un tambour sécheur ou mélangeur, lors de la préparation d'un mélange bitumi neuf0 l'invention s'étend également à un appareil pour l1appli- cation de ce procédé, lors de la préparation de mélanges d'asphalte, il ntest pas possible d'éviter-que des matières solides minérales en forme de poussière se produisent, ainsi que des hydrocarbures à bas point d'ébullition sous forme de gaz, provenant nécessairement du traitement thermique, les hydrocarbures se présentant essentiellement sous la forme d'aérosols. les installations de dépoussiérage connues ne garantissent générale#ment pas une séparation suffisante des gaz d'évacuation, c'est-à-dire une séparation entre le gaz porteur proprement dit et les composants en suspension qu'il continent, les différents composants ne pouvant pas être séparés de la même manière optimale par un procédé C'est ainsi, par exemple, que la fraction solide est séparée de préférence par séparateur centrifuge ou filtre à tissu, tandis que pour la séparation des fractions en forme de vapeurs ou d'aérosols, on utilise surtout des séparateurs par voie humide. Le plus souvent, on remédie à ces difficultés provenant des différences de comportement des fractions composantes émises, par une utilisation combinée de plusieurs procédés de dépoussiérage. Cette solution n'est pas satisfaisante du point de vue technique, car il est souvent compliqué et coûteux de mettre en place, pour chaque procédé, les conditions appropriées pour l'obten- tion de la pleine efficacité dans les étapes successives de traitement. Pu point de vue économique, de telles solutions sont encore moins satisfaisantes les difficultés mentionnées apparaissent spécialement lors de l'application de procédés, dans lesquels les matières solides encore humides sont mélangées avec des liants bitumineux amenés à l'état liquide, le mélange étant poursuivi avec une forte amenée de chaleur pour l'obtention d'un produit bitumineux composite, homogène. le déroulement de ce procédé s'effectue alors essentiellement dans un tambour de séchage chauffé usuellement dans le sens du courant, et qui sert en même temps de tambour mélangeur. On recherche ainsi à lier les constituants les plus fins, qui sont déposés sur les particules plus grossières, après séchage de l'eau de surface, par le film de liant bitumineux qui se disperse alors. Sous 1' effet de la chaleur qui agit pendant une durée de 3 à 8 minutes, au cours de la traversée du tambour, sur le liant bitumineux se présentant en grande surface extérieure, sont libérés, en limites quantitatives étroites, des hydrocarbures à bas point d'ébullition, dont l'absence dans le produit de mélange ne peut pas être déterminée analytiquement, c'est-à-dire par voie d'extraction, et qui n'ont aucune influence sur la qualité. Sur le plan du calcul, on décèle, par contre, dans le cas d'emploi d'un liant suivant les normes PIN 1955, et avec une proportion de liant de 6 %, par exemple, du béton d'asphalte grossier, une perte d'environ 40 à 80 grammes, suivant la qualité du bitume utilisé, par tonne de produit de mélange, ce calcul impliquant bien entendu, certaines hypothèses et facteurs impondérables. Inversement, ces proportions produisent, du côté évacuation des gaz, un nuage de fumée bleue, qui amoindrissent optiquement, et ainsi psy chologiquement, la valeur du procédé, Indépendamment de ces indications, on ne peut cependant pas exclure avec une sécurité absolue des influences réelles de pollution de l'environnement. La fraction minérale qui peut être saisie par le dispositif de séparation choisi est, dans tous les procédés récents, ramenée dans le cycle de traitement, de sorte que la ligne de criblage prédéterminée à l'origine reste largement conservée. Indépendamment de ce recyclage dans le processus, existent des charges qui consistent en substances minérales de moindre valeur, et, en particulier, des fractions d'argile ou autres composants foisonnants à l'eau, qui ne sont pas admissibles en tant que tels Ce cas particulier éventuel n'est cependant pas à prendre en compte dans ces considérations. les domaines partiellement très étroits des émissions tolérées ont cependant conduit, dans la pratique, au moins dans l'étape finale de la séparation, à l'adoption de séparateurs à force centrifuge pour améliorer le filtrage sur tissu, de telle sorte que, dans la plupart des cas, des installations de refroidissement doivent être disposées en amont, pour s'opposer avec sûreté à un endommagement du tissu, et à la mise en combustion du filtre.Il est cependant nécessaire de constituer des installations de telle manière que soient évités avec certitude des dépassements vers le bas du point de rosée, lors du passage des gaz de sortie à travers les surfaces de filtre, car les filtres risquent également d'être endommagés par une condensation des fractions liquides en forme de vapeurs0 Ceci signifie, non seulement un rétrécissement du domaine possible de travail causé par les températures, mais, en outre, une charge économique importante due aux dépenses d'installations techniques, telle qu'aujourd'hui, le coût de la préparation de bitumes est déterminé de manière prépondérante par le coût des installations et par le fonctionnement des Ddispositifs de dépoussiérage. le procédé mentionné au début minimise en fait le problème de dépoussiérage, considéré en lui-même, de manière suffisante pour qutindépendamment de quelques exceptions, il ne se pose plus dans la pratique. Le problème d'émission d'hydrocarbures, c'est-à-dire le nuage bleu" existe encore et il est, au contraire, devenu encore plus actuel dans son apparition particulière. Dans ces conditions, un problème se pose pour l'invention afin de mettre au point un procédé de séparation, du type mentionné au début, qui puisse s'appliquer au traitement classique (dosage des minéraux, séchage des minéraux, mélange avec du liant), mais, tout specialement, au traitement mentionné au début (dosage des minéraux, mélange avec le liant, séchage), qui exclut les risques d'endommagement du séparateur par surchauffe et du point de rosée vers le bas, et qui prévoit la remise en circuit sans incidents des matières séparées dans le traitement, notamment dans l'intérêt de conserver la ligne de tamisage et de détruire les hydrocarbures d'origine devenus libres En outre, l'invention propose un filtre séparateur pour l'application du procédé ci-dessus, comprenant une enveloppe de filtre qui est raccordée, par un raccord de gaz brut, de préférence avec intercalation d'un carter d'extraction, à un tambour de séchage et de mélange, Pans ce but, le procédé de l'invention est caractérisé en ce que le courant de gaz d'évacuation est amené dans un filtre séparateur, par un courant de matière minérale présentant encore une eau de surface, provenant de la matière de départ destinée au traitement, à une température telle, que les fractions d'hydrocarbures, éventuellement présentes sous forme de vapeurs ou d'aérosols, se condensent sur les surfaces extérieures des matières minérales, et ce condensat, en même temps que le film d'eau présent sur ces surfaces, qui peut etre renforcé par l'eau précipitant hors de la fraction de vapeur d'eau refroidie des gaz d'évacuation, assure la liaison des matières minérales fines, présentes dans les gaz, sur lesdites surfaces extérieures, et en ce que le produit chargé de produits nocifs sortant du filtre séparateur,et préchauffé par la traversée de celui-ci, est amené ensuite au tambour sécheur et mé- langeur, -pour son traitement supplémentaire. Grâce à ce procédé, la séparation des poussières et des fractions en forme de vapeurs et d'aérosols de gaz d'évacuation est obtenue à partir d'un courant, c'est-à-dire d'une couche de résidus se renouvelant continuellement, consistant en la matière de départ. Cette matière de départ est, en règle générale, alimentée à la température usuelle des terrils, c'est-à-dire entre 10 et 200 C, et avec une teneur en eau comprise entre 2 et 6 0 Pendant le temps de séjour, c'est-à-dire le temps de passage du courant de matières minérales à travers le filtre séparateur, non seulement la poussière et les matières nocives sont précipitées, mais, en outre, le courant de matière est échauffé par les gaz d'échappement qui le traversent, et il est amené ensuite directement au tambour sécheur et mélangeur, ce qui apporte une amélioration considérable de l'efficacité. Ce processus facilite ou rend possible le maintien de la ligne de tamisage prescrite. les hydrocarbures condensés et partiellement émulsionnés se déposent en couche mince sur les surfaces extérieures de la matière traitée et brûlent. Le procédé répond ainsi complètement aux exigences formulées dans la position du problème. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la température et la teneur en humidité du courant de matière qui traverse le filtre séparateur sont maintenus constants pour un débit prédéterminé du tambour -de séchage et de mélange, par règlage du temps de séjour et/ou éventuellement par un apport d'eau tenant compte de la teneur en humidité optimale. Grâce à ces mesures, est assuré le déroulement d'un fonctionnement régulier de l'installation, par un règlage optimal de ces facteurs. Pour faciliter encore le fonctionnement, il est prévu que le temps de séjour est réglé en dépendance de la température momentanée fournie par un appareil de mesure de température, c'est-à-dire que la valeur mesurée est une grandeur de règlage pour la commande d'un dispositif de règlage influencé par la section de passage de la matière, tandis que la teneur en humidité est fournie par un autre appareil de mesure, la valeur mesurée constituant une grandeur de règlage pour la commande d'un dispositif règlant l'arrivée d'eau par rapport au courant de matière minérale. La teneur en humidité du courant de matière minérale qui traverse le filtre séparateur est de préférence obtenue par voie capacitive du coté de l'entrée. Le filtre séparateur pour l'application du procédé consiste en une enveloppe qui est raccordée, par un raccord de gaz brut, à un tambour sécheur et mélangeur, avec intercalation d'un carter de sortie. Cette #enveloppe est équipée, dirigée contre le raccord de connexion, avec un raccord d'amenée de gaz pur dirigé par une aspiration vers un échappement de gaz pur. La paroi supérieure de fermeture de l'enveloppe est raccordée à une trémie essentiellement ver-ticale d'introduction des matières minérales, qui débouche dans un puits à ruissellement formé par des tôles de guidage de matière inclinées, espacées entré elles en forme de trémie, qui est dirigé sur une bande transporteuse, par l'intermédiaire d'un puits de sortie raccordé à la partie inférieure de l'enveloppe. Pour le règlage de la teneur en humidité optimale, il est prévu une rampe de buses d'amenée d'eau, disposée dans le filtre séparateur, et dirigée vers le courant de matière minérale. Un organe de mesure d'humidité à fonctionnement par capacité est disposé dans le courant de matière minérale traversant le filtre, et il est relié, par l'intermédiaire d'un organe de régulation et de commande, à une soupape de réglage de débit d'eau affectée à la rampe de buses. pour influencer la section d'écoulement du puits de ruissellement, il est prévu que les tôles disposées en rangées l'une au dessous de l'autre sont pivotables au moins sur un côté de ltenve- loppe du puits. Il est alors préférable de relier les tôles pour un pivotement en commun. pour déterminer la température des minéraux, au moins un thermomètre est disposé dans le courant de matière qui traverse le filtre séparateur. Ce thermomètre, ou les thermomètres sont reliés, par l'intermédiaire d'un appareil régulateur, à un appareil de commande et à un organe d'entraînement pour les tôles pivotantes. Un régulateur de niveau est prévu pour le contrôle et le maintien de l'état de remplissage dans le puits d'introduction de matière Comme autre moyen auxiliaire pour le règlage du débit de traversée, la bande transporteuse, qui est raccordée au puits de sortie pour l'extraction des matières minérales, est pourvue d'un entraînement réglable l'installation pour l'application du procédé satisfait en totalité aux conditions pour un fonctionnement sans incidents. L'ensemble peut être commandé avec précision avec des moyens relativement simples.Il faut, en particulier, encore souligner le fait qu'avec la disposition verticale prévue du puits de ruissellement, il se produit un transport-simplement par gravité de la matière minérale à travers le filtre séparateur. les obstructions, ou incidents analogues, sont peu vraisemblables et elles peuvent etre corrigées par pivotement des tôles de guidage, c 'est-à-dire par une augmentation de la section de passage du puits. l'invention est expliquée ci-après avec référence au dessin annexé, qui se rapporte à un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif d'un appareil conforme à l'invention. Pans l'enveloppe I du filtre séparateur, désignée dans ce qui suit simplement par l'enveloppe, débouche le raccord de gaz brut 2, tandis qu'à ltopposéy est disposé, en tenant compte du déplacement vers le haut du courant de gaz produit par la traversée du filtre, le raccord de gaz pur 3 A l'enveloppe 1, et particulièrement à la paroi 4 fermant l'enveloppe vers le haut, est raccordé le puits d'introduction 5 pour l'amenée de la matière minérale. Du côté inférieur, l'enveloppe i débouche dans le puits de sortie 6 disposé verticalement audessous du puits d'introduction 5. le puits de sortie 6 est dirigé vers la bande transporteuse 7, qui conduit, par exemple, à l'entrée du tambour de séchage et de mélange d'une installation de traitement connue en soi, la bande étant pourvue d'un entraînement réglable le puits de ruissellement 8, qui relie le puits d'introduction 5 au puits de sortie 6, est constitué par des tôles 9 et 10 de guidage de matière d'abord inclinées en direction de la traversée d'écoulement, qui guident le courant de gaz d'abord vers le bas, puis vers le haut et finalement dans le sens horizontal. le puits 8 est à section transversale de traversée règlable. les tôles de guidage de matière 10 sont pivotantes autour des axes -11 et elles sont reliées entre elles au moyen d'une tringle 12. Sur l'une des tôles 10, qui est ici la tôle la plus inférieure, est prévu un dispositif d'entraînement 13, par exemple, un cylindre hydraulique, qui est actionné par un appareil de règlage et de commande, non représenté, à partir d'une grandeur de règlage fournie par un thermomètre 14. La teneur en eau -du-courant de matières minérales est fournie par organe de mesure d'humidité 15 de type capacitif, La grandeur mesurée est introduite, comme grandeur de règlage, dans un système de régulation et de commande, qui règle, au moyen d'une soupape de règlage de débit 16 une addition d'eau dans le courant de matière minérale par une rampe à buses 17. Bien entendu, il est possible, le cas échéant, d'utiliser les deux grandeurs de règlage, de température et de teneur en humidicté, en dépendance l'une de autre pour la commande, ou de grouper les deux grandeurs en une grandeur compensatrice0 -RE#ENPICA#PI0NS- lo Procédé pour la. séparation de fractions fines en forme de poussière, de grains minéraux, ainsi que de fractions d'hydrocar- bures à bas point d'ébullition déposés sous forme de vapeurs ou d'aérosols, ou de l'un de ces constituants qui sont portés par le courant de gaz de sortie d'un tambour sécheur et mélangeur, lors de la préparation d'un mélange bitumineux, procédé caractérisé en ce que le courant de gaz de sortie est amené dans un filtre séparateur par un courant de matière minérale présentant encore de liteau de surface, consistant en une matière de départ déterminée pour le traitement de préparation, à une température telle, que les fractions d'hydrocarbures éventuellement présentes en forme de vapeurs ou d'aérosols, se conduisent sur les surfaces extérieures des matières minérales, ce condensat, en commun avec le film d'eau présent sur ces surfaces extérieures, pouvant être renforcé par la fraction de vapeur d'eau refroidie des gaz de sortie du tambour, agissant pour lier et fixer sur ces surfaces extérieures les matières fines minérales présentes dans le c-ourant de gaz, et en ce que la matière sortant du filtre séparateur, chargée de substances nocives, préchauffée par son passage à travers le filtre est ramenée au tambour sécheurmélangeur, pour un nouveau traitement de préparation. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température et la teneur en humidité du courant de matières minérales traversant le filtre séparateur, sont maintenues constantes, pour un débit prédéterminé du tambour, par règlage du temps de séjour dans le filtre, et/ou par une addition d'eau tenant compte de la teneur en humidité optimale. 30 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le temps de séjour est réglé par un appareil de mesure de la température momentanée, c'est-à-dire que la valeur mesurée sert de grandeur de règlage pour la commande d'un organe influençant la section transversale de passage de la matière, tandis que la teneur en humidité est fournie par un autre appareil de mesure et sert de grandeur de réglage pour la commande d'un organe influençant l'apport d'eau sur le courant de matière minérale. 4. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la teneur en humidité du courant de matière minérale traversant le filtre séparateur est fournie sur le côté entrée par une mesure capacitive. 50 Filtre séparateur pour l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à.3, comprenant une enveloppe qui est reliée par un raccord de gaz brut, avec interposition d'un carter d'échappement, à un tambour sécheur-mélangeur, et, à l'opposé de ce branchement, un raccord de gaz pur dirigé vers une sortie de gaz pur par l'intermédiaire d'une aspiration, filtre caractérisé en ce qutà la paroi supérieure de l'enveloppe est raccordé un puits d'introduction vertical pour les matières minérales, qui débouche dans un puits de ruissellement formé par des tôles de guidage de matière inclinées et espacées en forme de trémie, qui est raccordé par un puits de sortie, à la partie inférieure de l'enveloppe, à une bande transporteuse. 6. Filtre suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'une rampe à buses dirigée vers le courant de matière, est prévue dans l'enveloppe pour une addition d'eau à la matière. 7. Filtre suivant la revendication 6, caractérisé en ce que dans le courant de matière minérale, à travers le filtre est disposé un organe de mesure d'humidité à fonctionnement capacitif, -qui est relié, par l'intermédiaire d'un appareil de régulation et de commande, à une soupape de règlage de débit pour la rampe à buses, 8. Filtre suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins les tôles de guidage disposées en rangées superposées, d'un côté de ltenveloppe du puits, sont pivotables. 9. Filtre suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les tôles de guidage sont reliées entre elles pour pivoter en commun. 10 Filtre suivant la revendication 5, caractérisé en ce que pour déterminer la température, au moins un thermomètre est disposé dans le courant de matière minérale amené au filtre séparateur. 11. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 5 et 8 à 10, caractérisé en ce que le ou les thermomètres sont reliés, à travers un appareil de régulation à un appareil de commande, et un organe d'entraînement aux tôles pivotantes. 12. Filtre suivant la revendication 5, caractérisé par un règleur de niveau prévu pour le règlage et le maintien de l'état de remplissage du puits d'introduction. l30 Filtre suivant la revendication 52 caractérisé en ce que la bande transporteuse raccordée au puits de sortie pour l'évacua- tion des matières minérales est pourvue d'un entraînement à vitesse règlable.