Brevet FR2463905A1 — publié le 19810227

Procédé pour le traitement de l'air chaud notamment dans un séchoir du type à pulvérisation, et appareillage pour la mi se en oeuvre du procédé La présente invention concerne un procédé adapté à un appareillage de traitement fonctionnant à l'air chaud et comprenant un organe de chauffage et un ventilateur. Plust précisemment l'invention est utilisable dans un séchoir du type par pulvérisation dont une partie ou premier composant comprend une alimentation en air et dont l'autre partie ou deuxième composant comprend des moyens délivrant de la vapeur chaude tels qu'un ou plusieurs évaporateurs.Les moyens de chauffage pour le premier composant comporte un pré-réchauffeur et un échangeur terminal, le pré-réchauffeur étant alimente en vapeur chaude à basse température provenant du second composant, tandis que 1 échangeur terminal du premier composant est alimenté avec de la vapeur spécialement appropriée et à haute température. La présente invention concerne également un appareillage de mise en oeuvre du procédé, ledit appareillage comprenant un premier composant comportant un séchoir par pulvérisation et une alimentation en air pourvue d'un pré-réchauffeur, un ventilateur et un échangeur de chaleur terminal; un deuxième composant à un ou plusieurs évaporateurs, une ou plusieurs conduites étant prévues pour alimenter en vapeur à haute température le premier composant, tandis qu'une ou plusieurs conduites sont prévues pour la vapeur entre les deux composants, comme cela est bien connu dans ce domaine technique. Ces appareils connus sont particulièrement utilisés pour pour la préparation de produits en poudre à partir des liquides. En conséquence, on utilise un séchoir par pulvérisation alimenté en liquide condensé qui est pulvérise dans de l'air chaud chauffé dans une canalisation dans laquelle circule de la vapeur à haute température et sous pression élevée. Lorqu'on condense un liquide dans un ou plusieurs évaporateurs, la vapeur formée est à basse température et sous faible pression. Dans les appareils connus, la vapeur formée dans les évaporateurs est actuellement utilisée pour pré chauffer l'air aspiré de l'air ambiant au moyen d'un ou plusieurs échangeurs de chaleur aipposés dans la conduite d'alimentation; de ce fait, l'air est légèrement préchauffé. L'é- changeur de chaleur ou échangeur terminal de la conduite d'alimentation, alimenté en vapeur fraîche à haute température et sous haute pression, peut alors être de plus faible capacité. Cependant, lorsque la température de l'air ambiant est élevée et pratiquement égale à celle de la vapeur produite par l'évaporateur, le résultat global obtenu est nul. La chaleur latente de la vapeur ne peut plus être utilisée pour chauffer une partie de l'air de la conduite d'alimentation. Quand l'appareillage de traitement est installée dans un immeuble et l'air aspiré à partir de l'intérieur de l'immeuble, la chaleur latente de la vapeur provenant de l'évaporateur ne peut avoir aucun effet de pré-chauffage, du fait que l'air de l'immeuble est plus chaud que l'air ambiant en raison de la radiation ou åissipation de la chaleur produite par certaines des parties de l'appareillage de traitement. La presente invention a pour objet un appareillage du type décrit ci-dessus fonctionnant de telle façon que la chaleur latente de la vapeur produite dans l'évaporateur peut encore être utilisée, même si par exemple l'aspiration est effectuée à partir d'un immeuble dans lequel est disponible de l'air à haute température. Pour atteindre ce but, la présente invention propose un nouveau procédé qui consiste à utiliser de la vapeur à haute température pour l'echauffeur terminal, ainsi que de la vapeur à haute température avec de la vapeur du deuxième composant pour augmenter l'ufficacité de l'air de la conduite d'alimentation du premier composant. Un avantage de la présente invention réside dans une économie des dépenses d'énergie nécessaire à l'obtention d'un séchage par pulvérisation, particulièrement quand l'air est toujours pris dans au moins une partie de l'immeuble équipé de l'appareillage suivant l'invention. L'économie d'énergie peut encore considérablement être plus importante en faisant en sorte que dans le procédé sui vant l'invention, la vapeur à haute température pour le chauffage de l'air soit également utilisée pour entraîner une turbine du ventilateur installée dans la conduite d'alimention en air et que la vapeur d'échappement de la turbine soit utilisée dans un organe de chauffage monté dans la conduite d'alimentation ou pour la mélanger avec de la vapeur provenant du deuxième composant. L'appareillage tel que décrit dans le préambule peut, de façon simple, également être adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. A cet effet, l'appareillage comprend un mélangeur dispose entre les deux composants et relié à une conduite pour la vapeur à haute température tandis qu'une conduite supplémentaire pour la vapeur à haute température est reliée à une turbine d'entraînement du ventilateur de la conduite d'alimentation, et qu'entre la turbine et un organe de chauffage soit prévue une conduite pour l'échappement de vapeur hors de la turbine. Selon la présente invention, la conduite d'échappement peut aussi être reliée au mélangeur entre le premier et le deuxième composant. L'invention sera bien comprise par la description détaillée ci-après faite en référence aux dessins annexes, Bien entendu, la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif. La figure 1 est une vue schématique de l'appareillage de traitement. La figure 2 est une vue correspondant à celle de la figure 1, l'appareillage étant équipé de moyens aptes à économiser davantage d'énergie. Sur les dessins sont représentés les éléments principaux 1 et 2 de la première partie ou premier composant de 1 'appa- raillage de traitement, ainsi que la deuxième partie ou deuxième composant 3 et 6. L'élément principal 1 est consitué par un séchoir par pulvérisation relié à une conduite 4 dans laquelle est amené un concentrat provenant de la deuxième partie 3 et 6. Dans le séchoir 1, le concentrat est pulvérisé séché par air chaud puis évacué sous forme de poudre. La deuxième partie comprend pour la phase finale de traitement un évaporateur 6 associé à un séparateur par gravité 3 dans lequel, par exemple, est condensée une solution liquide. La première partie comprend un deuxième élément principal 2 pourvu d'une conduite d'alimentation en air comportant une buse d'aspiration 7 prolongée à l'arrière par un manchon 8 de plus grande section. Le manchon 8 est relié au côte aspiration d'un ventilateur 9.qui est entraîné par exemple par un moteur electrique 10 dans le mode de réalisation de la figure 1, ou par une turbine 11 comme dans la variante repré- sentée sur la figure 2. Le côté refoulement du ventilateur est relie à un organe se présentant sous la forme d'une conduite de grande section 12. Cette dernière débouche dans une chambre 13 du séchoir 1 de manière à sécher le concentrat qui y est amené.Le fonctionnement du séchoir 1 et de 1 'éva- porateur 6 ne sera pas décrit dans le détail du fait qu'il est bien connu et qu'il n'est pas indispensable à la bonne compréhension de la présente invention. Dans la conduite 12 est monté un échangeur de chaleur 14 utilisé en tant que réchauffeur final ou terminal de l'air nécessaire au fonctionnement du séchoir 1. L'échangeur de chaleur 14 est alimenté en vapeur fraîche portée à haute température par une conduite 15. Un échangeur de chaleur 16 utilisé comme pré-réchauffeur est monté dans le manchon d'aspiration 8 et relie au separateur 3 de l'appareil par des conduites 17 et 22. De ce fait, le pré-réchauffeur ou échangeur de chaleur 16 est alimenté en vapeur par la deuxième partie lorsque la conduite 17 n'est pas reliée à un évaporateur 20. Le condensat évacué par les sorties 18 et 19 respectivement des échangeurs de chaleur 14 et 16 est réintroduit dans le générateur de vapeur pour être utilisé en tant que eau d'alimentation pour le générateur. Pour autant qu'on sache, un appareil de traitement comprenant la partie ou premier composant 1, 2 et la deuxième partie ou deuxième composant 3, 6 est connu. Selon la présente invention, une partie de la vapeur à haute température s'écoulant dans 1 'échangeur de chaleur terminal 14 à travers la conduite 15 est dérivée dans une conduite 21 et est utilisée avec la vapeur provenant du deuxième composant 3, 6 par la conduite 17, pour préchauffer l'air, au moyen d'une conduite 22 reliée à l'échangeur de chaleur 16. Dans le mode de réalisation représentée sur la figure 2, de la vapeur à haute température pour le traitement de l'air est également amenée à une conduite 23 et utilisée pour entraîner une turbine 11 et le ventilateur 9 dans l'élément d'alimentation 2. La vapeur issue de la turbine 11 alimente à travers une conduite 25, un échangeur de chaleur 24. La référence 26sur la figure 2 représente une conduite qui se confond avec la conduite 21 et dont la présence permet à une partie de la vapeur d'échappement de la turbine 11 d'être mélangée avec la vapeur provenant du deuxième composant 3, 6. Dans les deux modes de réalisation des figures 1 et 2, un mélangeur 27 est monté dans la liaison entre les deux composants, et il est relié à la conduite 21 pour canaliser la vapeur à haute température. Le mélangeur 27 est de préférence un thermo-compresseur dans lequel, par injection de vapeur provenant de la conduite 21, de la vapeur est aspirée de l'élément 3 de l'évaporateur, laquelle vapeur est ensuite mé- langée à la vapeur de la conduite 21 pour obtenir un fluide à une température et à une pression appropriées. Le mélange alimente par la conduite 22 le pré-réchauffeur 16 obligeant en conséquence ce dernier à opérer à une température plus élevée en raison du fait que l'air nécessaire peut provenir d'un immeuble.Il est à noter qu'au lieu d'un thermo-compresseur on peut utiliser un compresseur commandé mécaniquement ou également par de la vapeur sous pression. Grâce à la pre- sente invention il n'est plus nécessaire d'aspirer de l'air froid tel que de l'air ambiant. Il en résulte une économie d'énergie importante. Cette économie d'énergie peut être plus grande encore en utilisant la conduite 23 à travers laquelle de la vapeur à haute température est amenée à la turbine 11 et la conduite 25 amenant la vapeur d'échappement de la turbine 11 à l'échangeur 24 de l'alimentation en air 2. La même économie en besoins d'énergie est atteinte dans le cas où la vapeur d'échappement de la turbine 11 est via la conduite 26 et une partie de la conduite 21, reliée au mélangeur 27 de la conduite 17, entre les deux composants. L'invention n'est pas limitée aux seuls modes de réali- sation décrits et représentés mais en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fonctionnement d'un appareillage de traitement à air chaud du type comprenant des moyens de chauffage et un ventilateur pour l'air chaud et plus particulièrement un séchoir par pulvérisation relié à une conduite d'alimen tation constituant un premier composant, le deuxième compo. sant étant constitué par des moyens produisant de la vapeur chaude tels qu'un ou plusieurs évaporateurs, les moyens de chauffage de l'air du premier composant comportant un pre- réchauffeur et un échangeur de chaleur terminal, le pré réchauffeur étant alimente en vapeur chaude à basse tempé rature provenant du deuxième composant, tandis que 1 'échauf- feur de chaleur terminal du premier composant est alimenté en vapeur spécialement adaptée, de préférence de la vapeur à haute température, le dit procédé étant caractérisé en ce que la vapeur à haute température pour l'échangeur de chaleur terminal 14 est utilisée. avec de la vapeur à haute température provenant du deuxième composant (3, 6) pour l'amélioration au moins partielle des effets de l'air dans la conduite d'alimentation du premier composant. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que de la vapeur à haute température est mélangée à de la vapeur provenant du deuxième composant pour l'alimentation d'un pré-réchauffeur (16) de la conduite d'alimentation en air (2). 3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que de la vapeur à haute température pour 1 'amélioration des ef fets de l'air alimente également une turbine (11) d'en traînement d'un ventilateur (9) pour l'air de la conduite d'alimentation, en ce que l'échappement de vapeur de la turbine alimente un échangeur de chaleur (24) de la conduite d'alimentation (2) et en ce que l'échappement de vapeur e#st en partie mélangé avec de la vapeur provenant du deuxième composant (3,6). 4 - Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, du type comprenant un premier compo sant associé à un séchoir par pulvérisation dans la con suite d'alimentation en air duquel est monté un pré-ré- chauffeur, un ventilateur, un échangeur de chaleur ter minal, et un deuxième composant constitué par un ou plu sieurs évaporateurs, une ou plusieurs conduites de va peur à haute température pour le premier composant ainsi qu'en outre une ou plusieurs conduites de vapeur entre le premier et le deuxième composant, caractérisé en ce qu'un mélangeur (27) est interpose entre le premier et le deuxième composant, ledit mélangeur étant relié avec une conduite (21) pour canaliser de la vapeur à haute température. 5 - Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en que le mélangeur (27) est constitué par un thermocompresseur ou un compresseur mécanique. 6 - Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une conduite (23) pour de la vapeur à haute tempéra ture est reliée à une turbine (11) d'entraînement d'un ventilateur d'air.(9) monté dans la conduite d'alimenta-.' tion (2) et en ce que entre la turbine et un echanqeur de de chaleur t24) de l-a conduite ù''aliiiientatio'n (2') est in terposée une conduite (25) pour: l'échappement de vapeur de la turbine. 7 - Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la conduite (25) d'échappement de vapeur de la tur bine (11) est reliée au mélangeur (27) monté sur la con duite entre le permier et le deuxième composant.