Brevet FR2522796A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne les installations pour le séchage en masse de produits oumatières - tels que notamment céréales ou oléagineux, se présentant sous la forme de grains. De telles installations comportent une enceinte dans laquelle les grains circulent par gravité et autour de laquelle est amené à s'écouler Le fluide - la plupart du temps de l'air - de séchage, à des niveaux superposés de température: enpartant du bas de l'air froid, à une température se situant autour de 15 C, de l'air de finde séchage, chauffé à une température avoisinantllO C etde l'air de séchage aux alentour s de 150 C par mélange de l'air de recyclage avec de l'air porté à haute température. Dans les installations de ce genre, la production d'air chaud est assurée par des générateurs à chauffage directou indirect. Dans le cas du chauffage direct par brûleur torche, la flamme du brûleur se développe dans -un foyer cylindrique en général en dépression. Les gaz de combustion sortant température élevée (de 800 e à 1300 C) sont ensuite dilués dans un flux d'air à réchauffer. Le brassage de ces deuxflux peut être assuré par un ventilateur qui refoule le mélange dans le séchoir. Dans le cas du chauffage direct par brûleur à veine d'air, un brGleurà veine d'air estplacé dans une gaine d'air à réchauffer. La flamme se développe le long du brMeur. La forme des flasques du brailleur veine d'air est spécialement étudiée pour permettre une alimentation en air suffisante pour provoquer une combustion parfaite desgaz. Dans le cas du chauffage indirect par brûleur torche, la flamme du bradeur se développe dans un foyer cylindrique en général endépression, refroidi par de l'air soufflé depuis l'arrière. Les gaz de combustion circulent dansdes échangeurs tubulaires pour élever la température de l'air à réchauffer. L'invention a principalement pour but d'améliorer les échanges thermiques se produisant dans 1' installation avec, comme conséquence la plus importante, une réduction de l'énergie calorifique devant être mise en oeuvre pour obtenir un séchage parfait des grains. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en réchauffant l'air extérieur ot l'air de recyclage, pris à l'un quelconque des niveaux de l'installation, soit, dans le cas du chauffage direct, en le mettant encirculation hélicotdale autour du foyer, soit, dans le cas du chauffage indirect, en divisant l'air enplusieurs flux, l'un qui est mis en circulationhélicoidale autour du foyer, l'autre, ou les autres, qui estenvoyé, ousont envoyés sur un échangeur tubulaire ou autre, dans lequel circulent les gaz de combustion. Les divers caractéristiques etavantages de l'invention ressortirontde la description, quiva suivre, de quelques-unesde sesformes possiblesde réalisation. Il est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'exemples non limitatifs et que toutes autres proportions et dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. Au cours de cette description, on se réfère aux dessins ci-joints, qui montrent - Fig. 1 une vue partie extérieure, partie en coupe d'un foyer à chauffage direct, aménagé pour la mise en oeuvre de l'invention ; - Fig. 2 une vue en bout de ce foyer; - Fig. 3 à 6 des vues respectivement enbout, en élévation avec partie extérieure eten coupe longitudinale de foyers à chauffage indirect, aménagés pour la mise en oeuvre de l'invention; - Fig. 7 et 8 des vues schématiques d'installations réalisées conformément à l'invention. Dans l'exemple de chauffage direct traité aux Fig. 1 et 2, le chauffage de l'air extérieur et/ou de l'air de recyclage poussiéreux est réalisé de la façon suivante: le foyer a présente un chemisage interne a1 dans lequel l'air à réchauffer est amenépar une ouïe tangentielleb. Ilse crée ainsi une circulation hélicoidale de cet air autour du foyer. La vitesse d'introductionde l'air et la direction qui lui est imprimée permettent d'obtenir un bon échange thermique autour du foye r, sans aucune rétention de poussière. La flamme du brbleurc se développe dans le foyer a. Les gaz de combustion sont dispersés à l'extrémité du foyer sur un bouclier Ainsi, les gaz de combustion se mélangent à l'air avant d'être aspirés par unventilateur centrifuge (non représenté) qui refoule le mélange dans la colonne sécheuse. L'invention peutêtre appliquée au réchauffage de l'air de recyclage selon le principe de la "surrégénération", tel que défini dans le brevet ne 77 27 028, déposé le ler septembre 1977, au nom de la Demanderesse. Elle peut également être appliquée au recyclage de l'air usé poussiéreux sortant de la partie basse de l'étage supérieur de l'installation (voir Fig. 7). En effet, la température moyenne de l'air usé se situe à 50-600C, mais elle est d'autant plus élevée que les grains sont déjà séchés. Le réchauffage suivant l'invention peut permettre de réchauffer cet air pour le porter à une température de llO0C, etainsi réduire les consommations d'énergie. L'invention permet de réduire le volume d'air rejeté dans l'at mosphère, donc de réduire la taille de l'installation de filtration éventuelle. Dans la forme de réalisation représentée à la Fig. 5 qui se rapporte au cas d'un chauffage indirectpar des gaz de combustion produits dans un foyer e, l'air extérieur ou l'air de recyclage poussiéreux est divisé en deuxflux approximativement équivalents : l'un qui est misen circulation hélicoRdale- comme décrit précédemment - dans un chemisage el que présente le foyer e, l'autre qui après filtration éventuelle est envoyé sur un échangeur tubulaire f. La flamme du brOleur h se développe dans le foyer e. Les deux flux suivent les trajets matérialisés par les flèches.Ils sont mélangés à l'ex trémité du foyer et envoyés dans l'installation au niveau voulu, par un ventilateur k Dans la forme de réalisation représentée àla Fig. 6 qui se rapporte égalementaucas d'unchauffage indirect, le générateurassure lechauffage de deux flux d'air distincts à des températures différentes.Une forme de réalisation consiste à réchauffer l'air de recyclage autour du foyer et dans la partie f1 de l'échangeur tubulaire pour le porter à 150 "C età réchauffer l'air extérieur dans la partie de l'échangeur tubulaire pour le porter å 110 C. La flamme du broyeur h se développe dans le foyer. Les gaz de combustion ainsi obtenus circulent dans le foyer puis dans les tubes des échangeurs II, f2 avant d'etre rejetés - dans l'atmosphère par la cheminée. Une partie du flux des gaz de combustion peut etre réinjectée dans le foyer par la gaine m, pour mo- difier la température intérieure du foyer. L'air de recyclage poussiéreux est divisé en deux flux inégaux, le plus important estmis encirculation hélicoidale comme décrit précédemment - l'autre qui, aprèsfiltration éventuelle, est envoyé sur l'échangeur tubulaire fl. Les deux flux sontmélangés à l'extrémité du foyer et envoyés dans l'installationau niveau voulu par un ventilateur k.Le flux d'air extérieur destiné à obtenir l'air de séchage à 110"C est réchauffé en circulant sur 1' échangeur tubulaire La régulation des températures est obtenue de la façon suivante - le débit de combustible est asservira la température de l'air chaud obtenu par circulation autour de 1' échangeur 12 en fin de parcours des fumées, - l'échange thermique obtenu autour du foyer résulte du rayonnement. Une modification de la température des gaz de combustion se traduit par une modification importante de l'échange thermique. La réduction de l'échange thermique peut donc être obtenue eninjectant des gaz àbasse température quipeuvent être une partie des fumées recyclées aprèspassage dans l'échangeur tubulaire. Ainsi, la température de l'air sortant duventi lateur kest asservie au débit de recyclage des fumées. Le principe de chauffage peut être modifié, l'échange autour du foyerpeut être utilisé pour réchauffer l'air destiné àl'étage inférieur et l'é- changeur tubulaire peut être dimensionné pour réchauffer l'air de recyclage. Le principe de régulation demeure lue même. Dans ce cas également, le recyclage d'une partie de l'air usé de l'étage supérieur peut être assuré en remplacement de l'air froid extérieur, après filtration éventuelle. On peut avantageusement modifier des générateurs d'air chaud existants tels que représentés Fig. 3 et4 pour réchauffer l'air de recyclage. La flamme dubrtleur h se développe dans le foyer e et les gaz de combustion circulent ensuite dans l'échangeur tubulaire f. Les ventilateursnl etX soufflent de l'air autour du foyer e et des échangeurs tubulaires f sans séparation entre les deux flux. La mise en place d'un cloisonnementhorizontâl g permet d'isoler les deux flux, ainsi le flux d'air soufflé par le ventilateur n2 refroidit davantage le foyer e. La mise en place de deux cloisons verticales i entre les.deux rangées d'échangeurs tubulaires faméliore l'efficacité de l'échange thermique. L'air de recyclage est aspi ré par les deux ventilateurs nl etn2 apr8s filtration éventuelle.Les deux flux se mélangenten débouchant dans la gaine comrnune pavant d'être envoyés dans la partie supérieure du séchoir. Les possibilités d'installatiorssuivant l'invention sont très variées. Onpeut (voir Fig. 7) utiliser une installation existante pour fournir l'air chaudà ll00Cpour lafinde séchage dans une colonne 2. L'airsortant de ce séchoir est réchauffé enutilisant un foyer g suivant l'invention pour obtenir l'air de séchage à 1500C envoyé sur la colonne 1. Les grains humides sont introduits dans la colonne 1 au moyen d'un élévateur h. Ils descendent dans la colonne et sont repris par des moyens de manutention 3 pour être ensuite introduits dans la colonne 2. Il est également avantageux d'utiliser une installation telle que celle représentée à la Fig. 8 où deux foyers q1 etr sontprévus. Les grains humides entrentdans la colonne let sontévacués à la base. L'air derefroidissement des grains est soufflé en s. Le générateur ql fournit l'air chaud à llOCen réchauffant l'air usé sortant dela partiebasse de l'étage supérieur. L'air recyclé sortant de l'étage inférieur est réchauffé au moyen dugénéra teurr pour être porté à 150 C. Bien entendu, l'invention n'est en aucun façon limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais peut donner lieu à de nombreuses variantes. En particulier, 1' inventionpeut être mise enoeuvre à l'aide de tout combustible quelconque convenable, outre les produits pétroliers et équivalents, les déchets végétaux, ordures ménagères, etc... REVENDICATIONS 1 - Procédé destiné à améliorer les échanges thermiques se produisant dans une installation de séchage de matières en grains, comportant une enceinte dans laquelle les grains s'écoulentpar gravité et qui est traversée par des flux d'un moyen de séchage, tel qu'åirt b dws températures variables, assurant le séchage des grains, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer l'air de séchage, à tout niveau quelconque de l'installation soit, dans le cas du chauffage direct, en le mettant en circulation hélicoldale autour du foyer, soit, dans le cas du chauffage indirect, en divisant l'air enplusieurs flux, l'un qui est mis en circulationhélicoidale autour du foyer, l'autre, ou les autres, qui est envoyé, ou sont envoyés, sur un échangeur tubulaire ou autre, dans lequel circulent les gaz de combustion. 2 - Installationpour la mise en oeuvre duprocédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un générateur dont le foyer présente unchemisage interne (a1) dans lequel est introduit l'air à chauffer, par une oute (b) tangentielle au foyer, de façon à imprimer à l'air une circulation hélicoïdale autour du foyer. 3 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant larevendication 1, caractérisée ence qu'elle comporte au moins un générateur à chauffage indirect (e) présentant unchemisage (e1) dans lequelunepartie de l'air à réchauffer est introduite tangentiellementpour lui faire prendre une circulation hélicotdale autour du foyer, et comportant un échangeur tubulaire (f) dans lequel circule l'autre partie de l'air à chauffer. 4 - Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'échangeur tubulaire que comporte le générateur esten deux parties (flua f2 ), destinées à recevoir chacune un flux différent d'air, devant être porté à des températures différentes. 5 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 3 et4, caractérisée en ce que le générateur est cloisonné intérieurement pour la répartition des fluxd'air amenés au générateur et leur passage autour du foyer et/ou dans l'échangeur. 6 - Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que à la sortie du foyer (c) est prévu un ventilateur (k) aspirant les deux parties de l'air à chauffer et les envoyant, au niveau voulu, dans l'installation. 7 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée ence qu'elle est munie d'un foyer (q) placé entre deux enceintes (1, 2) de séchage communiquant entre elles. 8 - Installation suivant 1' une quelconque des revendications 2k 6,' caractérisée ence qu'elle est munie de deux foyers (q1, r) disposés de part et d'autre d'une enceinte unique de séchage.