Brevet FR2492075A1 — publié le 19820416

Procédé et appareil pour le séchage d'une matière contenant du solvant. L'invention concerne un procédé et un appareil pour le séchage d'une matière contenant du solvant. Par le brevet US 4 150 494, on connait un procédé et un appareil de cette espèce dans lesquels on fait passer un transporteur, portant la matière contenant du solvant qu'il s'agit de sécher et de laquelle on élimine le solvant par évaporation, à travers une chambre de séchage contenant un gaz inerte (azote) et limitée des deux côtés par des chambres de sas. On introduit le gaz inerte à travers les chambres de sas. La majeure partie du courant de gaz inerte afflue à la chambre de séchage et s'y charge de vapeurs de solvant. Après sa sortie de la chambre de séchage, on le débarrase de vapeurs de solvant par refroidissement dans un échan- geur thermique et on le conduit dans l'atmosphère. La fraction minoritaire du courant de gaz inerte arrive directement de la chambre de sas à l'atmosphère et a pour rôle d'empêcher l'oxygène atmosphérique d'entrer dans la chambre de séchage. On a constaté que lorsqu'on conduit de cette façon les courants de gaz inerte, on ne peut pas empêcher complètement d'une part l'oxygène atmosphérique d'entrer dans la chambre de séchage ni d'autre part le gaz inerte chargé de vapeurs de solvant de sortir dans l'atmosphère. L'entrée d'oxygène atmosphérique est désavantageuse en particulier dans le cas o le courant de gaz inerte chargé de vapeurs de solvant doit être ramené à la chambre de séchage caren pareil cas,il se produit un enrichisse- ment continu en oxygène atmosphérique, ce qui fait que lorsqu'on utilise des solvants combustibles, la limite d'explosion peut être atteinte ou dépassée. D'autre part, il est indésirable que des vapeurs de solvant sortent dans l'atmosphère, étant donné les pertes économiques et la pollution qui en résultent. L'invention a pour but de fournir un procédé et -2- un appareil pour le séchage d'une matière contenant du solvant grâce auxquels on empoche les vapeurs de solvant de sortir dans une chambre de séchage contenant un gaz inerte et à travers laquelle on fait passer une matière contenant du solvant et l'air d'entrer dans cette chambre. Ce problème est résolu selon l'invention grâce à un procédé de l'espèce définie plus haut. Dans ce procédé, on fait passer de façon connue la matière à sécher contenant du solvant à travers une chambre de séchage contenant un gaz inerte et on introduit du gaz inerte dans au moins une chambre de sas placée avant et/ou après la chambre de séchage. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on engendre un écoulement de gaz inerte en circuit fermé dans la ou les chambres de sas en injectant dans celles- ci, au voisinage de l'ouverture d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage, une petite partie du gaz inerte nécessaire pour sécher la matière et que dans la région circonférentielle de l'écoulement en circuit fermé, on aspire,de la ou des chambres de saspun mélange de gaz inerte.t d'air extérieur aspiré et que l'on introduit la majeure partie du gaz inerte directement dans la chambre de séchage. L'appareil selon l'invention, pour la mise en oeuvre de ce procédé, comporte, de façon connue, une chambre de séchage contenant un gaz inerte et munie d'ouvertures d'entrée et de sortie pour le passage de la matière à sécher et au moins une chambre de sas placée avant et/ou après la chambre de séchage et égale- ment munie d'ouvertures d'entrée et de sortie pour le passage de la matière à sécher et de dispositifs pour l'introduction de gaz inerte. L'appareil est caractérisé par le fait que la ou les chambres de sas présentent au moins une buse à fente disposée au voisinage de l'ouverture d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage pour l'injection d'une petite partie du gaz -3- inerte nécessaire pour sécher la matière ainsi qu'au moins une ouverture disposée dans la région circonfé- rentielle de l'écoulement en circuit fermé engendré, pour l'aspiration d'un mélange de gaz inerte et d'air extérieur admis, et que la chambre de séchage est munie de tuyaux d'amenée et d'évacuation de la majeure partie du gaz inerte. Selon l'invention, on peut sécher une matière quelconque contenant du solvant. Par exemple, l'invention peut servir à la fabrication de matière adhésive mince dans laquelle on applique un adhésif sur des bandes ou rubans de papier ou de textile. Des rubans de ce genre peuvent servir par exemple de rubans adhésifs techniques ou de rubans ou bandes à usages médicaux (par exemple pansements adhésifs). Pour l'application de l'adhésif sur la bande de papier ou de textile, on amène l'adhésif à un état fluide, au moyen de solvants liquides, de sorte qu'il peut être appliqué en couches suffisamment minces et uniformes. Lors du séchage,. le solvant s'éva- pore. À cet effet, la matière à sécher reste dans une chambre de séchage, pendant un temps déterminé par la volatilité et la quantité du solvant, en contact avec le gaz inerte qui absorbe les vapeurs de solvant. Comme solvant, on utilise généralement des solvants ou mélanges de solvants dont les vapeurs sont inflam- mables. En pareil cas, il est nécessaire d'utiliser un gaz inerte dont la teneur en oxygène se situe en dessous de la limite d'inflammation de la vapeur de solvant. Comme gaz inertes, on peut envisager par exemple l'azote ou le dioxyde de carbone. Toutefois, on peut aussi diminuer la teneur de l'air en oxygène, en y mélangeant un gaz inerte, dans une mesure telle que la limite d'inflammation ne soit plus atteinte. Dans certains cas, il est possible aussi d'utiliser des gaz de combustion ayant une faible teneur en oxygène. Toutefois, l'inflammabilité des vapeurs de solvant n'est pas seulement fonction de la teneur en oxygène du _4- gaz porteur mais dépend aussi de la concentration et de la nature de la vapeur de solvant. Ainsi par exemple le danger d'únflammation est plus grand dans le cas d'hydrocarbures et éthers à bas point d'ébullition que dans le cas d'halogénohydrocarbures. Cependant, les propriétés d'inflammation de différentes vapeurs de solvant sont connues et on peut trouver dans la littérature,ou déterminer par des expériences simples, les concentrations de vapeur de solvant et les teneurs en oxygène qui sont permises. Grâce au procédé et à l'appareil selon l'invention, de façon techniquement simple, on empêche,d'une part, la sortie de vapeurs de solvant dans l'atmosphère et, d'autre part, la pénétration d'oxygène atmosphérique dans la chambre de séchage. Cela s'effectue à l'aide de l'écoulement permanent en circuit fermé engendré dans la ou les chambres de sas et que l'on peut aussi appeler tourbillon de gaz inerte. Cet écoulement en circuit fermé est engendré par la coopération de la buse à fente disposée au voisinage de l'ouverture d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage avec les ouvertures d'aspiration disposées dans la région circonférentielle de l'écoulement en circuit fermé. Bien que de l'air extérieur soit aspiré par l'écoulement en circuit fermé à travers les ouvertures d'entrée ou de sortie de la chambre de sas, cet air reste dans la région circonférentielle de l'écoulement en circuit fermé et est aspiré en même temps que le gaz inerte. Par suite de l'écoulement en circuit fermé qui y tourne, la chambre de sas devient une zone de barrage, un rapport de pression constant s'établissant entre la chambre de sas et la chambre de séchage et empêchant le gaz porteur inerte chargé de vapeurs de solvant de sortir de la chambre de séchage dans l'atmosphère. Grâce à l'injection du courant de gaz inerte dans la chambre de sas avec constitution d'un écoulement en circuit fermé, on peut maintenir très réduites les -5- pertes de gaz inerte. On a constaté par exemple que, relativement à une disposition dans laquelle le gaz inerte était simplement introduit dans une chambre de sas précédant la chambre de séchage, sans constitution d'un écoulement en circuit fermé, la perte de gaz inerte pouvait être ramenée à moins de 10 %. L'appareil selon l'invention peut comporter une chambre de sas placée avant ou après la chambre de séchage. Toutefois, on utilise de préférence deux chambres de sas. Du c8té d'entrée de la chambre de séchage, le gaz inerte venant de la buse à fente s'écoule tout d'abord à l'envers du sens de transport de la matière à sécher, ensuite il balaie les parois de la chambre de sas et il est aspiré, en même temps que l'air extérieur admis, à travers une ouverture de la paroi de la chambre de sas, avec formation d'un écoulement en circuit fermé. L'ouverture d'aspiration est de préférence disposée de telle sorte que le gaz inerte parcourt, dans la région circonférentielle de l'écoulement en circuit fermé, une distance aussi longue que possible. Dans la chambre de sas disposée à l'extrémité de sortie de la chambre de séchage, le gaz inerte venant de la buse à fente s'écoule tout d'abord dans le sens de transport de la matière séchée, entre temps, il balaie à nouveau les parois de la chambre de sas et il est également aspiré avec formation, à nouveau, d'un écoulement en circuit fermé. Etant donné l'efficacité de l'écoulement en circuit fermé, il suffit qu'une petite partie du gaz inerte nécessaire pour sécher la matière soit introduite dans la chambre de sas, ce qui veut dire que l'on peut introduire la majeure partie du gaz inerte directement dans la chambre de séchage. Le procédé selon l'invention est particulièrement utilisable dans des installations o l'on récupère le solvant. En pareil cas, on élimine de la chambre de séchage la majeure partie du gaz -6- inerte, une fois qu'il s'est chargé de vapeurs de solvant et après élimination des vapeurs de solvant, on le ramène à nouveau à la chambre de séchage. On peut par exemple éliminer les vapeurs de solvant par condensation ou adsorption. Dans une telle installation de récupération de solvant o le gaz inerte est recyclé, si de l'oxygène atmosphérique pénétrait dans la chambre de séchage, il se produirait une accumulation constante de l'oxygène atmosphérique de sorte que la limite d'explosion serait bient8t atteinte. Ainsi, dans ce cas, il est tout particulièrement important d'exclure l'oxygène atmosphérique. Dans le procédé selon l'invention, on peut, à l'aide des mesures d'appareillage encore indiquées ci- après (variation des ouvertures d'entrée ou de sortie de la chambre de sas ou de la chambre de séchage, varia- tion de l'angle d'inclinaison de la buse à fente), faire varier entre de larges limites le rapport de volume entre le gaz inerte injecté dans la chambre de sas et l'air extérieur admis. De préférence, on règle ce rapport entre 1:1 et 1:400 environ, de préférence à 1:200 environ. A l'aide de l'appareil selon l'invention, on peut sécher une matière quelconque contenant du solvant. Par exemple, on peut faire passer la matière à travers la chambre de séchage sous la forme d'une bande non soutenue, sans autres dispositifs de soutien. De préférence, toutefois, la matière à sécher est disposée sur un transporteur passant à travers la ou les chambres de sas et la chambre de séchage, les ouvertures d'entrée et de sortie de la chambre de séchage et de la ou des chambres de sas étant en forme de fente de largeur réglable. On pense ici par exemple à une matière adhésive mince, comme on l'a expliqué plus précisément au début. Toutefois, on peut aussi sécher une matière ayant de plus grandes dimensions en hauteur, auquel cas, -7- naturellement, les ouvertures d'entrée et de sortie ne peuvent plus être en forme de fente. Dans le mode d'exécution préférentiel de l'appareil selon l'invention, o l'on sèche une matière mince, le rapport entre la largeur de la fente d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage et la largeur de la fente d'entrée ou de sortie de la chambre de sas est avantageusement compris entre 1:0,20 et 1:5 environ, de préférence entre 1:0,3 et 1:3 environ. En outre, selon un mode d'exécution préférentiel, la buse à fente peut être réglable à un angle d'inclinaison compris entre 5 et 900 relativement à la bande de matière. De préférence, la largeur de fente de la buse à fente est réglable entre 0,01 et 2 mm. En outre, le rapport entre d'une part la distance entre la bande de matière et l'ouverture de la buse à fente, d'autre part la moitié de la'largeur de la fente d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage et enfin la moitié de la largeur de la fente d'entrée ou de sortie de la chambre de sas est de préférence d'environ (5 à 15):(5 à 15) :1, de préférence d'environ 10:10:1. Grâce à cette mesure d'appareillage, on peut régler de façon simple le rapport de volume le plus avantageux entre gaz inerte injecté et air extérieur admis, ce qui est important pour empêcherd'une part, la sortie de vapeurs de solvant et, d'autre part la, pénétration d'oxygène atmosphérique dans la chambre de séchage. Pour éviter de grandes différences de pression entre la chambre de séchage et la chambre de sas, dans la région de l'entrée et/ou de la sortie de la chambre de séchage sont de préférence disposées des résistances à l'écoulement, le rapport entre, d'une part,la distance de la bande de matière aux limites des résistances à l'écoulement du côté de la bande de matière et,d'autre part, i-a distance de la bande de matière à l'ouverture de la buse à fente étant de préférence compris entre -8 - 1:1 et 5:1 environ. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à. titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'ensemble de l'appareil selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle schématique agrandie (en coupe) de l'extrémité d'entrée de l'appareil selon l tinvention. A travers la chambre de séchage 10, la matière à sécher 12, représentée sous la forme d'objets minces, passe sur un transporteur 14. Le transporteur peut être une courroie transporteuse sans fin tournant sur des rouleaux non représentés. Il peut être également une matière de support que l'on fait passer à travers la chambre de séchage en la laissant flotter librement. Dans la chambre de séchage 10, on introduit en 16 la majeure partie du gaz inerte (indiquée par N2). Le gaz inerte se charge de vapeurs de solvant dans la chambre de séchage et on le retire de celle-ci en 18. On peut alors le débarrasser de vapeurs de solvant dans une installation séparée de récupération de solvant qui fonctionne selon le principe de condensation ou d'adsor- ption et le ramener en 16 à la chambre de séchagee La chambre de séchage est chauffée pour éliminer le solvant de la matière 120 Par exemple, on peut utiliser à cet effet les radiateurs de toit 20. Toutefois, des éléments chauffants peuvent aussi être prévus en dessous du transporteur. La température dans la chambre de séchage dépend entre autres de la matière à traiter et du solvant utilisé. D'autres facteurs qui influencent le séchage de la matière sont notamment la longueur de la chambre de séchage, la vitesse du transporteur et la quantité de gaz inerte introduite. Cependant, ces paramètres sont connus et il n'est pas nécessaire de les expliquer davantage ici. La matière à sécher 12 entre dans la chambre -9- de séchage 10 à travers l'ouverture d'entrée 22 de préférence en forme de fente. La largeur de la fente, indiquée par A sur la figure 2, est réglable. A l'autre extrémité, la matière séchée sort à nouveau sur le trans- porteur 14 par l'ouverture de sortie 24 (voir figure 1). Avant la chambre de séchage 10 est prévue une chambre de sas 26a et à la suite est prévue une autre chambre de séchage 26b. L'ouverture d'entrée de la chambre de sas 26a est désignée par 28a, l'ouverture de sortie de la chambre de sas 26b par 28b (voir figure 1). Les deux ouvertures sont en forme de fente; leur largeur, indiquée par B sur la figure 2, est réglable. Dans les chambres de sas 26a, 26b sont disposées les buses à fente 30 et, plus précisément, les buses à fente 30a et 30b se trouvent respectivement dans les parties supérieure et inférieure de la chambre de sas 26a tandis que les buses A fente 30c et 30d se trouvent respectivement dans les parties supérieure et inférieure de la chambre de sas 26b. L'angle d'inclinaison des buses à fente 30 relativement au transporteur 14, est réglable entre 5 et 175e. La largeur de fente des buses à fente 30 est réglable entre 0,01 et 2 mm environ. La distance entre l'ouverture de la buse à fente 30a et la bande de matière 14 est indiquée par C sur la figure 2. Cette distance est réglable. Il en est de même de la distance entre l'ouverture de la buse à fente 30b et la surface inférieure du transporteur - 14, ainsi que pour les buses à fente 30C et 30d de la chambre de sas 26b (voir figure 1). Le rapport entre C, A/2 et B/2 est de préférence réglable de (5 à 15):(5 à 15):1, de préférence il est d'environ 10:10:1. Dans la paroi de toit 34 de la chambre de sas 26a est prévue une ouverture d'aspiration 32a, plus précisément au voisinage de la paroi frontale de la chambre de séchage 10. Une ouverture d'aspiration corres- pondante 32b est prévue dans la paroi de fond de la chambre de sas 26a. Les ouvertures d'aspiration correspon- dantes 32c et 32d de la chambre de sas 26b sont indiquées, -10- sur La figure 1, sur la paroi frontale delachambre desas2. Lorsqu'un courant de gaz inerte est injecté par les buses à fente 30, il se constitue dans l-s chambres de sas 26 un écoulement en circuit fermé dont le sens est indiqué sur la figure 2 par les petites flèches. L'écoulement en circuit fermé dans la partie supérieure de la chambre de sas 26a est dirigé dans le sens des aiguilles d'une montre et plus précisément, tout d'abord à ltenvers du sens de transport du transporteur 14. L'écoulement en circuit fer- mé, dans la partie inférieure de la chambre de sas 26 est dirigé dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre de toute manière en sens inverse de la direction de transport du transporteur 14. Dans la chambre de sas 26b disposée à l'extrémité de sortie de la chambre de séchage, les écoulements en circuit fermé se meuvent en sens opposé, c'est-à-dire que l'écoulement en circuit fermé dans la partie supérieure de la chambre de sas 26b.est dirigé en sens inverse des aiguilles d'une montre,tandis que l'écou- lement en circuit fermé dans la partie inférieure est dirigé dans le sens des aiguilles d'une montre. L'écoulement en circuit fermé dans la partie supérieure de la chambre de sas 26a se tourne alors vers le haut -t,par l'ouverture d'entrée,est aspiré un peu d'air extérieur qui, toutefois, reste dans la région circonfé- rentielle de cet écoulement en circuit fermé. Puis, l'écoulement en circuit fermé balaie la paroi de toit 34 de la chambre de sas et est aspiré par l'ouverture 32a. L'effet de l'écoulement en circuit fermé est maximal lorsque le gaz qui s'échappe de la buse à fente parcourt 3(] dans la région circonférentielle une distance aussi longue que possible, c'est-à-dire-qu'il est avantageux que l'ou- verture d'aspiration 32a soit disposée dans la paroi de toit 3h ect lus précisément, aussi près que possible de la paroi frontale de la chambre de séchage 10, plutôt que, par exemp]%,à la paroi frontale de la chambre de sas 26a, comme on l'a indiqué de façon analogue sur la figure 1 en ce qui concerne les ouvertures d'aspiration 32b et -1 1- 32d. Celles-ci se trouvent dan. la paroi de la chambre de sas 26b. Pour améliorer l'équilibrage de pression entre la chambre de séchage 10 et les chambres de sas 26a, 26b, dans les régions d'entrée et de sortie de la chambre de séchage sont disposées les résistances à l'écoulement 36 qui sont par exemple sous la forme d'une série de plaques dirigées vers le transporteur 14. La distance entre la bande de matière et les limites des résistances à l'écoulement 36, du côté de la bande de matière, est indiquée par D. Le rapport entre la distance D et la distance C (distance entre la bande de matière et l'ouverture de la buse à fente) est de préférence compris entre 1:1 et 5:1 environ. L'effet de tranquil- lisation que l'on peut obtenir avec les résistances à l'écoulement dépend en outre du nombre des résistances à l'écoulement 36 disposées dans la direction du transporteur. - 1 2 REVENDICATIONS 1.- Procédé de séchage d'une matière contenant du solvant, dans lequel on fait passer la matière à travers une chambre de séchage contenant un gaz inerte et on introduit du gaz inerte dans au moins une chambre de sas placée avant et/ou après la chambre de séchage, caractérisé par le fait que l'on engendre un écoulement de-gaz inerte en circuit fermé dans la ou les chambres de sas en injectant dans celles-ci, au voisinage de l'ouverture d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage, une petite partie du gaz inerte nécessaire pour sécher la matière et que dans la région circonfé- renUielle de l'écoulement en circuit fermé, on aspire de la ou des chambres de sas un mélange de gaz inerte et d'air extérieur aspiré et que l'on introduit la majeure partie du gaz inerte directement dans la chambre de séchage.. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on élimine de la chambre de séchage la majeure partie du gaz inerte, une fois qu'il s'est chargé de vapeurs de solvant et qu'après élimination des vapeurs de solvant, on le ramène à nouveau à la cham- bre de séchage. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on règle le rapport de volume du gaz inerte injecté dans la chambre de sas à l'air extérieur admis entre 1:1 et 1:400 environ, de préférence à 1:200 environ. 4.- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé - 30 selon l'une des revendications 1 à 3, comportant une chambre de séchage contenant un gaz inerte et munie d'ouvertures d'entrée et de sortie pour le passage de la matière à sécher et au moins une chambre de sas placée avant et/ou après la chambre de séchage et également munie d'ouvertures d'entrée et-de sortie pour le passage de la matière à sécher et de dispositifs pour l'introduc- tien de gaz inerte, caractérisé par le fait que la ou les -13- chambres de sas (26a, 26b) présentent au moins, une buse à fente (30a à 30d) disposée au voisinage de l'ouverture d'entrée ou de sortie (22, 24) de la chambre de séchage (10) pour l'injection d'une petite partie du gaz inerte nécessaire pour sécher la matière (12) ainsi qu'au moins une ouverture (32a à 32d) disposée dans la région circonférentielle de l'écoulement en -circuit fermé engendré, pour l'aspiration d'un mélange de gaz inerte et d'air extérieur admis et que la chambre de séchage (10) est munie de tuyaux d'amenée et d'évacua- tion (16, 18) destinés à la majeure partie du gaz inerte. 5.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la matière à sécher (12) est disposée sur un transporteur (14) passant à travers la ou les chambres de sas (26a, 26b) et la chambre de séchage (10) et que les ouvertures d'entrée et de sortie (22, 24) de la chambre de séchage et de la ou des chambres de sas sont en forme de fente de largeur réglable. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le rapport entre la largeur (A) de la fente d'entrée ou de sortie de la chambre de séchage (10) et la largeur (B) de la fente d'entrée ou de sortie (22, 24) de la ou des chambres de sas (26a, 26b) est réglable entre 1:0,20 et 1:5 environ, de préférence entre 1:0,3 et 1:3 environ. 7.- Appareil selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la buse à fente (30a à 30o) est réglable à un angle d'inclinaison de 5 à 90 relati- vement à la bande de matière (14). 8.- Appareil selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que la largeur de fente de la buse à fente (30a à 30d) est réglable entre(O,01 et 2 mm) environ. 9.- Appareil selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que le rapport entre d'une part la distance entre la bande de matière (14) et l'ouverture (C) de la buse à fente, d'autre par la moitié (A/2) de -14- la largeur de la fente d'entrée ou de sortie (22, 24) de la chambre de séchage (10) et enfin la moitié (B/2) de la largeur de la fente d'entrée ou de sortie (28a, 28b) de la ou des chambres de sas (26a, 26b) est d'environ (5 à 15):(5 à 15):1, de préférence d'environ (10:10:1). 10.- Appareil selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que la ou les ouvertures d'aspiration (32a à 32) sont disposées dans la paroi frontale ou la paroi de toit (34) de la ou des chambres de sas (26a, 26b). 11.- Appareil selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé par le fait que dans la région d'entrée et/ou de sortie de la chambre de séchage (10) sont disposées des résistances à l'écoulement (36). 12.- Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le rapport entre d'une part la distance de la bande de matière (12) aux limites des résistances à l'écoulement (D) du c8té de la bande de matière et d'autre part la distance de la bande de matière à l'ouverture (C) de la buse à fente est compris entre (1:1) et (5:1) environ.