Brevet FR2532734A1 — publié le 19840309

Dispositif de séchage dgun matériau en blocs humides et friables en échange de chaleur avec un gaz chaud La présente invention concerne un dispositif de séchage d'un maté- riau disponible en blocs humides et friables, notamment du lignite ou de la tourbe, en échange de chaleur avec un gaz, comprenant un conduit cylindrique vertical et des moyens d'admission dans ce conduit des blocs humides et friables et du gaz de séchage. Dans les opérations de broyage industriels, il convient de réduire le matériau brut en fines particules, de le débarrasser de lthumidité qu'il contient et de ltentrainer par un courant de gaz à l'utilisation. On utilise généralement à cet effet des broyeurs à percussion ou broyeurs à marteaux, comprenant un rotor de grand diamètre et de vitesse de rotation modérée. Du fait de leur grand diamètre, leur vitesse périphé- rique est néanmoins élevée. A la périphérie du rotor sont disposés les pales ou les marteaux qui pulvérisent le produit introduit dans l'axe du rotor. Le produit est entraidé par un courant de gaz suffisamment chauds pour assurer son sechage, qui s'effectue pendant le broyage.La température du gaz à ltentrée est choisie de telle sorte qu'à la sortie du broyeur, qui se comporte comme un ventilateurs la température des gaz et du produit broyé soit homogène et que l'humidité ait été transformée en vapeur. Dans ces broyeurs, le produit est admis à la température ambiante et les gaz à température élevée, le mélange sortant de l'appareil à température modérée. Il-résulte de ces conditions de fonctionnement des gradients de température élevés dans le rotor, et par suite des contraintes mécaniques importantes sur celui-ci. Ces conditions sont aggravées par l'irrégularité dans la répartition des gaz et du matériau à l'entrée de broyeur. Pour y remédier, on a déjà envisagé de faire circuler ensemble les blocs de matériau et les gaz chauds avant l'admission dans le broyeur, mais les échanges thermiques entre les blocs de matériau brut et humide et les gaz chauds sont médiocres, et les écarts de température entre blocs de matériau et gaz restent grands à ventrée du broyeur, avec des valeurs locales de la température élevees, de sorte que les contraintes mécaniques restent importantes. Par ailleurs, on ne peut prolonger trop longtemps le temps de contact entre les gaz et les blocs de matériau lorsque ce dernier est facilement auto-inflammable, ce qui est notamment le cas du lignite. La présente invention a pour but d'améliorer les échanges de chaleur préliminaires au cours du contact entre les gaz chauds et les blocs humides, sans cependant augmenter notablement le temps de séjour des blocs au contact des gaz, de façon à obtenir à l'entrée du broyeur des blocs d'une température plus proche de celle des gaz chauds, et par suite de réduire les gradients de température dans le rotor du broyeur, tout en évitant le risque d'une auto-inflammation du matériau. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le conduit cylindrique vertical est muni de barres espacées en hauteur, horizontales ou obliques par rapport à la verticale, dont les points de contact avec la paroi du conduit sont répartis sur tout le pourtour de celle-ci. De préférence, la disposition des barres est telle que le nombre de barres faisant obstacle à la chute de matériau soit maximal dans l'axe de conduit. On choisira avantageusement des barres dent les points de contact avec la paroi du conduit sont répartis sur une hélice fictive tracée sur cette paroi, et l'écartement angulaire constant. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un broyeur à combustible muni à son admission d'un dispositif d'émottage préliminaire (ou éparpillage > et de séchage selon l'invention. Le combustible est de lignite de fiabilité 50 Hardgrove, en blocs de dimension moyenne 10 à 30 mm, de taux d'humidité 60% en poids et de teneur en matière volatiles combustibles 25% en poids, destiné à être brûlé dans une chaudière de centrale thermique. La figure 1 représente l'ensemble du broyeur et de son conduit d'alimentation muni de barres destinées à l'émottage grossier et à l'éparpillage du lignite. La figure 2 représente en perspective à plus grande échelle la disposition des barres d'émottage grossier des blocs de lignite. Le broyeur à percussion 1 comporte un rotor 2 sur lequel sont fixées des palettes 3, qui effectuent le travail de broyage par percussion. Sur l'ouïe du broyeur est raccordé le conduit 4, qui assure l'ali mentation du broyeur en lignite et en gaz de séchage. Ce conduit comporte une partie verticale de plusieurs mètres de hauteur. A sa partie supérieure est disposé le dispositif d'émottage grossier ou éparpillage 5. Le conduit d'alimentation réçoit des gaz chauds à 8000C prélevés dans la chambre de combustion par un orifice 6. La température de ces gaz est réglée par l'admission de gaz froids et dpair chaud en débit réglable par l'orifice variable 7.Une admission d'air froid éventuelle 8 est prévue à titre de sécurité dans la partie inférieure du conduit 4. Les blocs de lignite tombent vers le broyeur par le tube 9. Leur chute est freinée par les barres de l'éparpilleur représentées sehématiquement en 10. Celles-ci désagrègent les blocs humides et répartissent également le lignite sur toute la section droite du conduit 4. A la sortie de la volute- du broyeur 1, le lignite pulvérisé et séché, en grains de dimension moyenne 1 mm ou meme moins, est en suspension dans les gaz, à une température de 1200 à 2000C. Avant d'être admis au brûleur, le combustible traverse un séparateur 11, de. type connu, qui sépare et renvoie les grains insuffisamment broyés à l'entrée du broyeur 1 par le conduit 12. La disposition des barres d'émottage grossier ou éparpillage des blocs de lignite est représentée en figure 2. Les barres successives telles que 13, 14 15, disposées en hélice, sont équidistantes en hauteur les unes des autres et décalées angulairement d'un angle fixe. Leur espacement est suffisant pour ne pas freiner exagérément la chute du combustible et éviter les risques de colmatage. Cette disposition des barres donne une concentration d'obstacles plus élevée dans l'axe du conduit, c'est-à-dire dans la zone où l'arrivée de combustible est la plus importante. Elle entrain par ailleurs an rebondissement des blocs de barre en barre favorable au ralentissement et à l'épårplllement. Bien que lé dispositif d'échange de chaleur et de désagrégation des blocs de combustible qui vient d'etre décrit en référence aux figures paraisse la forme de réalisation préférable de l'inventionS on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sprtir du cadre de l'invention. En particulier, on peut utiliser un nombre différent de barres, ou des barres réparties de manière différente, pour autant que l'effet de freinage et de répartition du combustible soit conservé. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de séchage d'un matériau disponible en blocs humides- et friables en échange de chaleur avec un-gaz chaud, comprenant un conduit cylindrique vertical (4) et des moyens d'admission dans ce conduit des blocs humides et friables (9) et du gaz de séchage (6), caractérisé en ce que le conduit cylindrique vertical est muni de barres (13, 14, 15), espacées en hauteur, horizontales ou obliques par rapport à la verticale, dont les points de contact avec la paroi du conduit sont répartis sur tout le pourtour de celle-ci. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la disposition des barres est telle que le nombre de barres faisant obstacle à la chute du matériau soit maximal dans l'axe du conduit. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les écartements verticaux et angulaires des barres sont constants.