Brevet FR2540743A1 — publié le 19840817

La présente invention concerne un procédé de granulation en lit soutenu de produits fusibles ou susceptibles de se solidifier à partir de leur solution concentrée, caracterísé par sa conception modulaire. Les modules sont obtenus par juxtaposition de cellules élémentaires pyramidales inversées à axe vertical au dessus desquelles on soutient un lit fluide de granules par injection d'air ou d'un autre gaz ( par ex. gaz inerte) dans l'axe de ces cellules; le produit fondu ou en solution est pulvérisé à la surface des granules par des buses situées dans chaque cellule au dessous du lit suspendu. Le produit ainsi granulé est évacué par débordement du lit, par l'intermédiaire d'une cellule d'évacuation, tandis qu'un recyclage des particules les plus fines assure l'alimentation constante du lit. I1 est connu d'utiliser les lits jaillissants pour permettre la solidification de produits fondus ou en solution concentrée-par refroidissement ou sèchage dans un courant d'air ascendant. Ces procédés, cependant ne permettent pas de construire des unités de très grande capacité en raison même des problèmes posés parleur dimension et la trqp forte consommation d'énergie correspondante. Il est également connu d'utiliser des lits fluidisés sur lesquels ou à l'intérieur desquels on disperse le produit liquide mais il est difficile dans ce cas d'éviter les entrainements de poussières tout en obtenant des granules de dimension et de forme régulières. La présente invention, en obligeant le produit liquide à traverser le lit s-is;oendu assure une captation efficace de celui-ci sur les granules ce qui a pour effet de limiter la quantité de fines entrainées par l'air. D'autre part la répartition du produit fondu sur les granules est très homogène, chaque granule ayant tendance à capter le produit fondu proportionnellement à sa surface spécifique, les particules les plus petites grossissent plus rapidement que les grosses. C'est ce qui explique la très faible dispersion granulomètrique des produits granulés-selon ce procédé. La figure 1 montre la vue ell plan de la surface supérieure d'un module, La figure 2 montre la coupe verticale de ce module. Sur la figure 1 on la dispcsi Sur la planche 2 on conlprendra parfaitement le fonctionnement du module de granulation. L'air ( ou le gaz) (1) pénètre dans le conduit de vent (A) et traverse chaque- cellule. de bas en haut (2) en ayant encore à la partie supariure de celles-ci une vitesse suffisante pour maintenir en suspension un lit de produit granulé. Le règlage de l'épaisseur du lit est obtenu grace au seuil mobile (B). Le produit fondu est pulvérisé par les buses (C). Le lit parcourt la surface du module de l'extérieur vers (G) l'intérieur et déborde en 4 dans la cellule d'extraction.L'air (5) perd (6) sa vitesse dans la chambre (D) et les particules les plus fines retombent sur le lit (7) ou peuvent éventuellement être récupérées par un dispositif approprié qui les extrait de l'appareil. Le conduit de vent comporte des trappes de visite (E) qui permettent l'évacuation des granules trop gros pour rester suspendus et pour vidanger l'appareil pendant les séquences de nettoyage. L'échange thermique qui a lieu au niveau du lit est excellent, d'une part la solidification du liquide se fait en couches très minces avec une surface maximale, d'autre part le brassage intensif des granules dans l'air assure l'évacuation des calories. Dans le cas ou le module est utilisé pour la cristallisation d'un sel fondu ( nitrate d'ammonium ou urée par exemple) la température de l'air à la sortie du lit n'est inférieure que de O C à la température des granules. Ce rendement thermique élevé permet de réduire au strict necessaire le débit de gaz ou d'air. Utilisé pour la granulation d'engrais ( N03NH4 ou Urée) ce débit d'air n'est que le ders de celui d'une tour de prilling de capacité id-ntique. Cet avantage considérable permet de supprimer totalement la pollution atmosphèrique provoquée par une telle fabrication. Il est en effet possible de travailler économiquement en circuit fermé et même éventuellement de récupérer une parie des calories de cristallisation en raison de leur niveau rtlativement élevé. Le module de granulation ainsi décrit permet d'atteindre des capacités élevées sous un encombrement très réduit et cela sans que la perte de charge augmente avec le tonnage produit. & titre d'exemple, un module de 1,6 mètres de diarrètre hors tout sera capable de granuler 200 tonnes de NO3NH4 par jour. La juctaposition de modules ou la disposition de ceux-ci en tapis permet la réalisation d'unités de granulation sans limitation de capacité. On peut en effet utiliser pour les cellules et pour les modules une géomètrie différente de celle représentée sur la planche 1. Les cellules peuvent être tétraèdriques, carrées, hexagonales, octogonales, etc. à la limite meme coniques. Elles peuvent être disposées en tapis continu avec utilisation des espaces intersticiels pour l'évacuation du produit granulé, w en intercalant à intervalles réguliers des cellules d'évacuation. Le principe même du procédé décrit ici est de créer un lit uniforme- de granules suspendu dans un courant ascendant de gaz e--t de pulvériser le produit fondu sous ce lit. L'application à ce principe de la construction modulaire a pour but de simplifier la construction et d'en abaisser le tout. Un autre avantage de cette invention consiste dans son utilisation dans les tours de prilling éxistantes souvent critiquées par la pollution atmosiièrique qu'elles entrainent. L'utilisation de tels modules dans une tour de prilling outre l'amélioration de la qualité du produit fabriqué (suppression des grains creux et fragiles, granulomètrie plus grosse et mieux adaptée au marché actuel) permet de supprimer la pollution atmosphèrique en travaillant en circuit fermé avec réfrigération incarporée. Un autre avantage non négligeable de ce procédé est de permettre l'utilisatio de produits fondus à une teneur en humidité plus élevée que celle nécessaire au bon fonctionnement des tours de prilling. En effet le dépot de sél se faisant en coches concentriques minces il n'y a pas de risque.de lacunes dues au départ de l'humidité occluse, celle ci est évacué au fur et à mesure Exemple: Un module d'un diamètre total de 1, 2 mètres reçoit un débit d'air à la température ambiante de 7300 m3 N sous une pression qui n'excède pas 300 mm de colonne d'eau. Le module est alimenté par une solution de nitrate concentrée à 98,5% à une température de 165 C et en finesprovenant d'une opération précédante.La température des granules produits s'élève à 1100C, et celle de l'air au dessus du lit à 105"C. Le produit marchand est séparé par criblage des fines et des gros selon les nécessitées du marché. Dans cet exemple 70a?o du produit fabriqué a une granulomètrie comprise entre 2 et 5 mm. Il peut donc s'avèrer nécessaire de broyer une partie du produit ayant une granulomètrie '1marchande" pour alimente r le lit en quantité suffisante. Toutefois ce recyclage ne dépassera jamais le triple de ia production. Dans l'exemple ci dessus cette production s'élève à 5.250 Kg./Heure soit 125 tonnes/jour. Le module correctement conduit ne s'encrasse pas. Un dispositif de lavage automatique peut toutefois être prévu, l'arrêt dé production correspondant n'excède pas quelques dizaines de minutes en raison meme de la faible dimension de cet appareillage et nta donc pas de conséquence sur la capacité de l'installation. Revendications. Appareil modulaire de granulation en lit soutenu caractérisé en ce qu'il comporte un conduit de vent A recevant l'air ou le gaz I , des cellules en forme de pyramides inversées recevant l'air ou le gaz (F) comportant chacune une buse d'injection C, disposées autour d'une cellule d'extraction G . Le tout surmonté par une chambre de detente D II) Appareil selon la revendication I caractérisé en ce que le courant d'air ou de gaz a une vitesse suffisante pour maintenir en suspention un lit de produit granulé dont l'épaisseur est obtenue à l'aide d'un seuil mobile B. III) Appareil selon les revendications I et II caractérisé en ce qu'il comporte des buses C permettant de pulvériser le produit fondu.