Brevet FR2577440A1 — publié le 19860822

Le présente invention est relative aux tours de granulation ou >5c "prilling", destinées notamment à pzoduire des gianulés à partir d'un sel fondu. La tecnliqtJe dite de "prilling", c'est-àa- dare de yraniation consiste à faire tomber à l'inté- rieur d'un édifice Oyant la forme d'une tour: un sel ou aLkrze substance fondu fractionni en gouttelettes ds' 3la partie haute de cet e5. {.0 fracJ on-nc-met St -, u.oÄ d- buss, sDmbJables A des pomios d' r;oir, c tiuee oc vi- orees ou a J 'aide d'un panier percé tournant quLi, par centrifugati.n, psoiette les gouttelettes vert la p6z'ipiiarie interieurt de le tóz Pendant leva chute. les gouttelettes tra- versent un courant d'ulr ou de gaz ascendant, intro- duit par 1l partie bsse de la tour afin d'assurer le rafroidissement et la cristallsatieon des goutte- lettes qui forment, au terme de leur chute, des granules solides. La récupération des granulés en bas de l'é- difice peut être réalisée par ' intermédiaire de ban- des transporteuses, par raclage à l'aide d'un bras tournart, de la surface sur laquelle les granulés chutent ou bien dans un lit f].uidisé. 215 L'emploi de ce dernier contribue avantageu- sement à amortir la chute des granulés et à poursuivre ler refroidissement avant leur évacuation. Cependant ur tel emploi présente un inconvenient lié au fait que J'air qui a été réchaffe lors de son passage à travers la couche de granulés fluidisés, continue son cerLsion vers le haut de la tour de granulation. En conséquence, le eraoient de température entre l'air ascendant réchauffé et les granulés en cours de formation, est sensiblement diminué, ce qui affecte le refroidissement et donc la cristallisation des granulés. L'invention a pour but de remédier à cet in- convénient et de fournir une tour de granulation qui permette simultanément d'exploiter les avantages ap- portés par l'emploi des lits fluidisés tout en obte- nant un produit convenablement refroidi avec une con- sommation globale d'énergie limitée. Ainsi, l'invention a pour objet une tour de granulation ou de "prilling", comprenant des moyens de pulvérisation d'une substance fondue, disposés à sa partie supérieure, des moyens pour produire un courant de gaz ascendant dans le volume de la tour et des moyens à lit fluidisé pour recevoir les granulés dans la partie basse de la tour, caractérisée en ce que les moyens à lit fluidisé comprennent au moins un premier dispositif à lit fluidisé, communiquant directement avec le volume de la tour et au moins un deuxième dispositif à lit fluidisé, séparé du volume de la tour, des moyens pour transférer les granulés du ou de chaque premier dispositif à lit fluidisé au ou à chaque deuxième lit fluidisé et des moyens pour éva- cuer les gaz issus de ce dernier, à l'extérieur du volume de la tour. Suivant d'autres caractéristiques de l'in- vention: - Chaque dispositif à lit fluidisé comporte une grille de fluidisation, et la ou chaque grille de fluidisation du ou de chaque deuxième dispositif à lit fluidisé, s'étend à un niveau inférieur ou identique à celui de la ou de chaque grille de fluidisation du ou de chaque premier dispositif à lit fluidisé. - Les moyens de transfert des granulés, com- prennent au moins une goulotte reliant chaque premier dispositif à lit fluidisé à un deuxième dispositif à lit fluidisé correspondant. - - Il est prévu des moyens d évacuation des granulés, disposés au niveau de l'extrémité de la grille de fluidisation du ou de chaque deuxième dispositif à lit -fluidisé, opposée à l'extrémité de cette grille au niveau de laquelle débouchent les moyens de transfert des granulés. - Le ou chaque deuxième dispositif à lit la0 fluidisé est séparé du volume de la tour par un ca- potage, le capotage formant un déflecteur susceptible de guider les granulés qu'il reçoit, vers au moins un premier dispositif à lit fluidisé. - Il est prévu un deuxième dispositif à lit fluidisé central et deux premiers dispositifs à lit fluidisé latéraux, disposés chacun de part et d'autre du dispositif central. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'un mode de réali- sation donné uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation, repré- sentant schématiquement une tour de granulation sui- vant l'invention; 1- la Fig. 2 est une vue partielle, en élé- vation, d'un mode de réalisation d'une tour de granu- lation, conforme à l'invention: - la Fig. 3. est une vue de gauche de la Fig.2; et - la Fig. 4 est une vue partielle en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig.3. En se référant au schéma de principe illus- tré sur la Fig. 1, la partie supérieure de la tour de granulation comprend des moyens de pulvérisation d'une substance fondue telle que, par exemple, un sel. Ces moyens de pulvérisation comportent des buses 1 à l'aide desquelles la substance est pulvérisée en une pluie de gouttelettes. Dans cette même partie et autour des moyens de pulvérisation, des passages 2 sont ménagés dans le volume de la tour pour permettre l'évacuation de gaz. La partie intermédiaire 3 de la tour forme une zone d'échange thermique dans laquelle les gout- telettes qui tombent, traversent à contre courant, un courant de gaz, par exemple de l'air, destiné à re- froidir les gouttelettes au cours de leur chute pour les solidifier ou les cristalliser en granulés dont le refroidissement sera poursuivi jusqu'à leur récupé- ration. Dans la partie inférieure de la tour, sont disposés des moyens pour produire le courant de gaz frais ascendant et des moyens pour recevoir les gra- nulés au terme de leur chute. C'est à cette dernière partie de la tour que se rapporte plus particulière- ment l'invention. Les moyens destinés à recevoir les granulés comprennent deux dispositifs à lit fluidisé latéraux 4, communiquant directement avec le volume de la tour et disposés de part et d'autre d'un dispositif à lit fluidisé central 5. Ce dispositif central est séparé du volume de la tour au moyen d'un déflecteur 6 adapté pour guider les granulés qu'il reçoit vers les dis- positifs à lit fluidisé latéraux 4. Pour permettre l'évacuation des gaz issus du- dispositif à lit flui- disé central 5, une conduite 7 relie le volume inté- rieur du déflecteur 6 à l'extérieur du volume de la tour. Les moyens prévus pour produire un courant de gaz frais ascendant, associent les gaz issus des dispositifs à lit fluidisé latéraux 4 à des gaz in- troduits dans la tour par des ouies 8 ménagées à cet effet dans la partie inférieure de cette dernière. Un transporteur à bandes 9 est par ailleurs prévu pour évacuer les granulés produits. Dans le mode de réalisation illustré sur les Fig.2 à 4, la tour de granulation a une section trans- versale à peu près carrée et son fond (Fig.4) comporte le déflecteur 6 disposé entre deux parois opposées de la tour et s'étendant parallèlement et à distance égale des deux autres parois de cette tour. Les gril- les 10 de fluidisation associées aux dispositifs à lit fluidisé latéraux 4, sont disposées de part et d'autre du déflecteur pour compléter ainsi le fond de la tour. Pour guider les granulés qui tombent sur le déflecteur 6, ce dernier a, transversalement, à peu près la forme d'un V dont la pointe est orientée vers le sommet de la tour et dont les branches sont incli- nées suivant une forte pente par rapport à la direc- tion horizontale. Ce déflecteur peut être réalisé, par exemple, au moyen de deux tôles soudées l'une à l'au- tre par un côté et raccordées de manière étanche sur les autres côtés, aux parois correspondantes de la tour et du dispositif à lit fluidisé central 5 afin d'isoler à peu près hermétiquement ce dernier du vo- lume de la tour. Les dispositifs à lit fluidisé latéraux 4 et le dispositif à lit fluidisé central 5, comprennent classiquement chacun un ventilateur, respectivement 11, 12, et un répartiteur de gaz ventilé, respective- ment 13, 14 qui canalise le gaz insufflé par le ven- tilateur correspondant jusqu'à la face inférieure de la grille de fluidisation associée avec une pression à peu près uniforme sur l'ensemble de la surface offerte par cette grille de fluidisation. En outre, les ven- tilateurs 11 des dispositifs à lit fluidisé latéraux, de même que l'orifice d'entrée des répartiteurs 13 associés, sont disposés au voisinage d'un même côté de la tour, tandis que les éléments correspondants du dispositif à lit fluidisé 4 central sont disposés au voisinage du côté opposé de sorte que, vue de dessus, ces trois ventilateurs sont répartis à peu près en quinconce. La conduite 7 d'évacuation des gaz issus du dispositif à lit fluidisé central 4, traverse une paroi de la tour et débouche par une extrémité à l'in- térieur du volume délimité par le déflecteur 6. A l'extérieur de la tour, la conduite 7 s'étend paral- lèlement à cette dernière pour rejeter les gaz qu'elle canalise à une hauteur suffisante. Les grilles 10 des dispositifs à lit flui- disé latéraux 4 sont disposées à peu près symétrique- ment par rapport à un plan vertical passant par le sommet du déflecteur 6, et s'étendent chacune à peu près horizontalement (Fig.2), ces grilles pouvant être inclinées chacune suivant une pente d'environ lZ par rapport à un plan horizontal. Une extrémité de chacune de ces grilles de fluidisation, se raccorde i travers une ouverture ménagée dans la paroi correspondante de la tour, à une goulotte 15 prévue à l'extérieur de cette dernière. La goulotte 15 s'étend ainsi le long de l'extrémité considérée de la grille de fluidisation correspondante et débouche à l'intérieur du déflecteur 6, au-dessus de la grille de fluidisation 16 (Fig.2 et 3) associée au dispositif à lit fluidisé central 5, cette grille 16 s'étendant à un niveau sensiblement inférieur à celui des grilles de fluidisation 10 des dispositifs à lit fluidisé latéraux 4. En outre, l'extrémité de la grille de flui- disation 16 associée au dispositif à lit fluidisé central 5, opposée à l'extrémité de cette grille au niveau de laquelle les goulottes 15 débouchent, se raccorde à travers une ouverture ménagée dans la paroi correspondante de la tour, à une goulotte 17 d'évacua- tion des granulés qui débouche à l'aplomb du transpor- teur 9. Enfin, les deux ouies 8 par lesquelles de l'air frais extérieur peut être appelé par le courant ascendant des gaz issus des dispositifs à fluidisation latéraux 4, sont disposées chacune au-dessus d'une grille de fluidisation 10 correspondante, associée à un de ces derniers. En service, une substance fondue, par exem- ple, un sel, est pulvérisé du haut de la tour et vers le bas au moyen des buses 1. Les gouttelettes formées par pulvérisation traversent dans la partie d'échange thermique 3 de la tour, un courant ascendant d'air et/ou de gaz issus, d'une part, des deux dispositifs à lit fluidisé 4 et, d'autre part. de l'extérieur à travers les ouies 8. En traversant un tel courant de gaz, à contre courant, les gouttelettes sont refroi- dies et se solidifient pour former des granulés, avant de terminer leur chute en bas de la tour. Au terme de cette chute, les granulés tom- bent soit sur un des lits fluidisés latéraux 4 ou bien, sur le déflecteur 6 dont les parois à forte pente guident ces granulés sur les lits fluidisés latéraux adjacents. Dans un premier temps, les gra- nulés sont refroidis par les gaz traversant ces lits latéraux et débordent ensuite progressivement dans les goulottes 15 par l'intermédiaire desquelles ces gra- nulés sont transférés sur le lit fluidisé central, à l'intérieur du déflecteur 6. Le refroidissement des granulés est alors poursuivi par les gaz-qui traver- sent la grille de fluidisation 16 et ces granules débordent progressivement dans la goulotte 17 pour être évacués sur le transporteur 9. Le trajet suivi par les granulés à partir de leur point de chute jusqu'à la goulotte 17, est indiqué sur la Fig.4 par les flèches X. Dans la mise en oeuvre de cette tour de granulation, une partie notable, par exemple au moins X du volume des gaz formant le courant ascendant, est constituée par les gaz provenant de l'extérieur par l'intermédiaire des ouies 8, le reste étant issu des dispositifs à- lit fluidisé latéraux 4. Les gaz issus du dispositif à lit fluidisé central 5 sont évacués directement à l'extérieur du volume de la tour à l'aide de la conduite 7. A titre d'exemple, une composition préférée du courant gazeux ascendant, comprend environ deux tiers de gaz provenant des ouies 8 pour un tiers de gaz issus des lits fluidisés latéraux. Cette tour de granulation, suivant l'inven- tion, satisfait aux objectifs fixés en employant, d'- une part, des moyens de réception à lit fluidisé et, d'autre part, en produisant un courant de gaz ascen- dant suffisamment frais pour refroidir efficacement les granulés dans leur chute sans pour cela mettre en oeuvre des volumes prohibitifs de gaz ou d'air. Cette tour associe ainsi avantageusement la performance obtenue au niveau du rendement en granulés à un coût d'exploitation qui reste modéré. De nombreuses autres variantes sont bien entendu envisageables, c'est ainsi que le nombre et la proportion des lits fluidisés en communication directe avec le volume de la tour et des lits séparés de ce dernier peuvent être différents de ceux du mode de réalisation précédemment décrit. Selon une autre va- riante, les goulottes mises en oeuvre dans cette tour peuvent être remplacées par tout autre moyen équiva- lent tel que, par exemple, un transporteur de type quelconque. 257744D REVENDICATIONS 1. Tour de granulation ou de "'prilling" comprenant des moyens de pulvérisation d'iune substance fondue (1) disposés à sa partie supérieure, , des moyens pour produire un courant de gaz ascendant (4,8.) dans le volume de la tour et des moyens à lit fluidisé.(4, ) pour recevoir les granulés dans la partie basse de la tour, caractérisée en ce que les moy-ens à lit flui- disé comprennent au moins un premier dispositif à lit fluidisé (4), communiquant directement avec le volume de la tour et au moins un deuxième dispositiff a lit fluidisé (5). séparé du volume de la tour,, des moye.ns pour transférer les granulés (-15) du oa de baque premier dispositif à lit fluidisé au ma à chaque deuxième dispositif à lit fluidisé et des,moyens pour évacuer (7) les gaz issus de ce dernier. à l"extérieur- du volume de la tour. 2. Tour de granulation suivant Ia revendi- cation 1, dans laquelle chaque dispositif i lit fAui- disé comporte une grille de fluidisatio caractérisée en ce que la ou chaque gri1le de flui- disation (16) du ou de chaque deuxième dispositif à lit fluidisé (5). s'étend à un niveau inférieur mu identique à celui de la ou de chaque grii.e de flui- disation (10) du ou de chaque premier dispositif à lit fluidisé (4). 3. Tour de granulation suivant la revendmca- tion 2, caractérisée en ce que les moyens de tra.nsfert des granulés, comprennent au moins une goulotte (15.) reliant à chaque premier dispositif à lit fluidisé (4) à un deuxième dispositif à lit fluidisé (5.) correspondant. 4. Tour de granulation suivant la revendïca- tion 3, caractérisée en ce qu'il est pr'wu edes moyens d'évacuation des granulés (17), disposés au niveau de l'extrémité de la grille de fluidisation du ou de chaque deuxième dispositif à lit fluidisé, opposée à l'extrémité de cette grille au niveau de laquelle dé- bouchent les moyens de transfert (15) des granulés. 5. Tour de granulation suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le ou chaque deuxième dispositif à lit fluidisé est séparé du volume de la tour par un capotage (6). 6. Tour de granulation suivant la revendi- cation 5, caractérisée en ce que les moyens prévus pour évacuer les gaz issus du ou de chaque deuxième dispositif à lit fluidisé, comprennent au moins une conduite (7) reliant l'intérieur du ou de chaque capotage à l'extérieur du volume de la tour. - 7. Tour de granulation suivant la revendica- tion 5 ou 6, caractérisée en ce que le capotage forme un déflecteur (6) susceptible de guider les granules qu'il reçoit, vers au moins un premier dispositif à lit fluidise. 8. Tour de granulation suivant la revendica- tion 7, caractérisée en ce qu'il est prévu un deuxième dispositif à lit fluidisé central (5) et deux premiers dispositifs à lit fluidisé latéraux (4); disposés chacun de part et d'autre dudit deuxième dispositif à lit fluidisé. 9. Tour de granulation suivant la revendica- tion 8, caractérisée en ce que le déflecteur a à peu près la forme d'un V dont la pointe est orientée vers le haut de la tour. 10. Tour de granulation suivant l'une quel- conque des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que les moyens d'évacuation des gaz issus du ou de chaque deuxième dispositif à lit fluidisé et les moyens d'&évacuation des granulés, sont disposés au niveau de deux parois opposées de la tour. 11. Tour de granulation suivant l'une quel- conque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens destinés à produire un courant de gaz as- cendant comprennent au moins un organe (8) adapté pour introduire directement dans le volume de la tour, des gaz provenant de l'extérieur de cette dernière, ca- ractérisée en ce que ledit courant de gaz ascendant comprend au moins 50 X dudit gaz provenant de l'ex- térieur de la tour. 12. Tour de granulation suivant la revendi- cation 11, caractérisée en ce que ledit courant de gaz ascendant comprend environ deux tiers dudit gaz pro- venant de l'extérieur de la tour.