Brevet FR2589366A1 — publié le 19870507

Installation nour l'humidification en continu d'un Produit en Poudre en écoulement. La présente invention concerne une installation pour l'humidification en continu d'un produit en poudre en écoulement. Il pourra s'agir par exemple de chaux éteinte finement pulvérisée à laquelle il convient d'apporter une certaine quantité d'eau, qui pourra être de l'ordre de 10 % en poids, pour activer les réactions lorsque cette chaux est utilisée pour absorber des produits acides comme l'anhydride sulfureux, contenus dans des fumées. Il pourra s'agir notamment de fumées s'échappant de chaudières brûlant du charbon contenant du soufre. Le problème est de réaliser cette humidification du produit en poudre, celui-ci étant en écoulement, avec une grande homogénéité et sans produire une quantité prohibitive d'agglomérats. Il convient également d'éviter toute accumulation de matière humidifiée dans l'installation et tout risque de colmatage, notamment à sa sortie. Pour résoudre ce problème, la présente invention propose une installation pour l'humidification en continu d'un produit en poudre en écoulement, caractérisée en ce qu'elle comporte un tambour cylindrique fixe pourvu intérieurement d'un certain nombre de pales tournantes, des moyens d'introduction du produit à une extrémité du tambour, au moins une rampe intérieure fixe à orifices de pulvérisation d'un liquide sur les nappes de produit tombant des pales au cours de leur rotation, et, à l'extrémité opposée du tambour, des moyens d'évacuation du produit en poudre humidifié. La pulvérisation du liquide, par exemple de l'eau, sur les nappes du produit tombant des pales permet bien d'atteindre le but défini plus haut, à savoir d'obtenir une humidification extrêmement homogène de la poudre, sans risque notable de colmatage ou d'agglutination de la poudre en boulettes ou en mottes, étant entendu que lesdits orifices de pulvérisation de la ou des rampes seront suffisamment fins pour produire pratiquement une atomisation du liquide. Selon des dispositions complémentaires avantageuses de l'invention, une telle installation peut encore être caractérisée en ce que les pales sont régulièrement réparties, angulairement, selon la périphérie du tambour, et sont radiales ou pratiquement radiales. Ces dispositions, quoique avantageuses, ne sont toutefois pas obligatoires, car l'on pourrait envisager toute répartition appropriée et toute orientation souhaitable des pales dans le tambour, notamment en fonction de la nature du produit à humidifier et/ou du taux d'humidité ou d'imprégnation par un liquide, à atteindre. L'installation pourra encore se caractériser en ce que la ou les rampes de pulvérisation sont situées dans la zone centrale du tambour qui n'est pas battue par les pales, et s'étendent de préférence selon l'essentiel de sa longueur, ceci pour utiliser au maximum toute la longueur du tambour, cette longueur étant fonction notamment du débit de poudre humidifiée que l'on souhaite obtenir, puisque la longueur totale des nappes recevant la pulvérisation du liquide sera directement fonction de la longueur dudit tambour. On pourra prévoir en outre que les rampes sont légèrement et horizontalement décalées par rapport à l'axe du tambour fixe, de façon que soit augmentée la distance entre leurs orifices de pulvérisation et les nappes de produit s'écoulant des pales lors de leur rotation, cette ~disposition permettant d'augmenter encore l'homogénéité de la répartition du liquide dans la poudre. Selon une autre disposition de l'invention, les pales tournantes sont constituées sous la forme de racles laissant un très faible intervalle entre leur arête extérieure et la paroi interne du tambour fixe, de sorte à éviter toute accumulation de matière humidifiée sur cette paroi. Avantageusement, les extrémités desdites pales sont portées par les rayons de moyeux coaxiaux placés centralement aux deux extrémités du tambour et dont l'un est traversé par des conduites d'alimentation desdites rampes de pulvérisation. Pour éviter un encrassement des pales, on prévoit aussi la mise en oeuvre d'un soufflage périodique d'air comprimé sur elles. Ceci peut être obtenu par exemple grâce à une conduite agencée extérieurement le long de la paroi cylindrique du tambour fixe, cette conduite étant reliée d'une part à des buses de soufflage de préférence inclinées vers l'aval, traversant ladite paroi, et d'autre part à une arrivée d'air comprimé, par l'intermédiaire d'une électrovanne ou analogue, actionnable séquentiellement Pour ce qui est maintenant des moyens d'évacuation mentionnés plus haut, is devront être agencés de telle sorte que des accumulations de matière humidifiée n'apparaissent pas non plus à ce niveau de l'installation. Pour ce faire, selon une disposition complémentaire avantageuse de l'invention, l'installation pourra encore se caractériser en ce que lesdits moyens d'évacuation comprennent-un appareil désintégrateur rotatif à lames agissant, pour briser les mottes ou agglomérats éventuels de produit humidifié1 dans l'extrémité inférieure d'une goulotte d'évacuation descendante raccordée au tambour. Cette disposition sera surtout utile dans le cas où le débit d'eau ou d'autre liquide amené aux rampes ne serait pas rigoureusement constant, des agglomérats de produit en p.oudre risquant alors d'apparaître en cas d'alimentation de liquide excessive. Avec une installation conforme à l'invention, il sera fréquent que la goulotte d'évacuation précitée débouche dans une conduite parcourue par un courant ascensionnel d'entraînement du produit en poudre humidifié, ce courant ascensionnel pouvant être constitué par exemple des fumées ascendantes dont il a été question au début et qu'il convient d'épurer avant filtrage et évacuation à l'atmosphère. Dans un tel cas d'une goulotte d'évacuation d6- bouchant dans une autre conduite, il pourra être avantageux de prévoir que le désintégrateur mentionné plus haut est dissasE ala raccordement entre ladite goulotte et ladite conduite, de manière telle que ses lames traversent d'un côté l'écoulement dans la goulotte et de l'autre l'écoulement dans la conduite. Ainsi, le produit humidifié sortant du tambour et notamment les boulettes qu'il pourra contenir seront soumis à une double action de désintégration à leur passage de la goulotte à la conduite des fumées. Par ailleurs, on pourra prévoir que, de son entrée à sa sortie, le tambour fixe est légèrement incliné vers le bas, ceci pour obtenir une progression naturelle du produit en cours d'humidification, de l'entrée à la sortie du tambour, par éboulements successifs. Il est d'ailleurs à noter que l'angle d'inclinaison devra être choisi très soigneusement en fonction du débit de liquide amené aux rampes, du débit de produit pulvérulent sec introduit à l'entrée du tambour, et donc du taux d'humidité ou d'imprégnation par un liquide, que l'on désire obtenir dans le produit à la sortie du tambour. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale avec arrachements partiels d'une installation conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue de face des lames de l'appareil désintégrateur rotatif. Sur le dessin, le tambour fixe a été référencé en 1. Il peut être réalisé sous la forme générale d'un cylindre en tôle. Le tambour 1 est légèrement incliné vers le bas en allant de la gauche vers la droite. Cette inclinaison peut être réglable. A l'intérieur du tambour fixe sont disposées, à la manière d'une cage d'écureuil, six pales 12 angulairement équiréparties et propres à tourner dans le tambour 1 de telle sorte que leur arête extérieure 12a racle pratiquement la paroi interne 3 du tambour, ce qui évite tout risque de colmatage sur celle-ci. Les extrémités de ces pales ou racles 12 sont fixées sur les rayons 25 de moyeux coaxiaux 26,27 placés centralement aux extrémités du tambour fixe 1 et dont lun, référencé 26, est traversé par des conduites 28 d'alimentation de trois rampes de pulvérisation 4 portant des buses de pulvérisation fine 5. Ces conduites d'alimentation 28 sont reliées par des électrovannes ou des vannes manuelles 29 à une alimentation en eau sous pression 30. Il pourrait aussi s'agir de tout autre liquide, éventuellement en mélange avec de l'air comprimé. En tout cas, on peut alimenter ainsi une, deux ou les trois rampes 4, en fonction, notamment, du degré d'humidification désiré. Les moyeux 26 et 27 sont portés par des paliers 31 du tambour 1 par l'intermédiaire de roulements. L'ensemble moyeux et pales est entrainé en rotation par un motovariateur 2 en prise avec le moyeu 27. Etant donné que le couple est transmis du moyeu 27 au moyeu 26 par l'intermédiaire des pales 12, celles-ci peuvent être raidies par des cornières (non représentées). Extérieurement le long de la paroi cylindrique du tambour fixe 1 et parallèlement à celle-ci est disposée une conduite 14 portant des buses de soufflage 15 traversant ladite paroi. Avantageusement et comme bien visible sur la figure 1, ces buses sont inclinées vers l'aval, c'est-à-dire vers la sortie du tambour. La conduite 14 est reliée à une arrivée d'air comprimé 6 par l'intermédiaire d'une électrovanne 7, l'ouverture de celle-ci pouvant être commandée à instants déterminés par un coffret de temporisation 7â. On peut ainsi nettoyer ou décolmater les pales 12 séquentiellement. La paroi terminale gauche du tambour 1 est traversée par une goulotte d'alimentation 8 reliée à une trémie alimentée en produit réactif sec en poudre 9. Cette trémie peut elle-même être alimentée en poudre par une conduite de produit réactif frais 10, et éventuellement par une conduite 11 de produit en poudre recyclé encore partiellement actif, c'est-à-dire ayant aéja servi à des opérations d'absorption. Comme on le voit sur la figure 2, les rampes de pulvérisation intérieures fixes 4 sont légèrement décalées, horizontalement vers la gauche, par rapport à l'axe du tambour fixe 1. Cette disposition permet d'élargir le nuage de liquide pulvérisé ou même atomisé 24 issu des différents orifices de pulvérisation 5 avant que ce nuage n'atteigne le produit en poudre qui, lors de leur rotation, tombe en nappes 13 des pales successives 12. A son extrémité de sortie, le tambour 1 communique avec l'entrée d'une goulotte d'évacuation descendante 16. Cette goulotte 16 débouche par exemple dans une conduite 17, laquelle est parcourue par un courant ascensionnel 18 qui pourra être de la fumée contenant des produits acides et provenant par exemple d'une chaudière brûlant du charbon sulfureux, cette chaudière étant raccordée à l'entrée inférieure 19 de la conduite 17. Avec une telle disposition, on voit que le produit en poudre humidifié s'échappant du tambour fixe 1 par la goulotte d'évacuation 16 subira, au niveau de sa pénétration dans la conduite 17, un changement brusque de direction. Ceci peut être mis à profit pour la désintégration des boulettes ou autres agglomérats de produit humidifié qui pourraient atteindre la goulotte 16. On peut notamment prévoir, au niveau du raccordement entre la goulotte 16 et la conduite 17, un désintégrateur constitué d'un ensemble de lames 20 (voir également figure 3) montées sur un axe 21 entraîné à grande vitesse par un moteur 21'. L'axe 21 s'étend selon une bissectrice approximative de l'angle que forment les axes de la goulotte 16 et de la conduite 17. On voit que les lames de désintégration 20 traversent d'un côté l'écoulement descendant dans la goulotte 16, et de l'autre côté l'écoulement ascendant dans la conduite 17. Ainsi, les agglomérats éventuels qui n'auraient pas été désintégrés lors d'une première traversée dans le sens descendant des lames 20 pourront encore l'être lors de leur seconde traversée de ces lames, dans le sens ascendant. Il est à noter que le raccordement de la gon- lotte d'évacuation 16 à la conduite 17 des fumées s' ef- fectue légèrement au-dessus du col 22 d'un convergentdivergent de la conduite, ce qui, par suite des turbulences créées, augmente encore l'homogénéité de la répartition de la poudre humidifiée dans toute la section de la conduite 17. Ceci étant, le fonctionnement de l'installation ressort suffisamment des explications qui précèdent pour qu'il soit inutile d'y revenir dans le détail. Cependant, on note l'action déterminante des pales tournantes 12 pour l'obtention d'une très grande homogénéité de la répartition du liquide dans le produit en poudre introduit dans le tambour par la goulotte d'alimentation 8. Le produit tombe tout d'abord au fond du tambour à son entrée, et, du fait de la légère inclinaison du tambour vers le bas et vers sa sortie, le produit en poudre progresse petit à petit vers cette sortie sur le fond du tambour par éboulements successifs s'effectuant en direction axiale, le produit subissant en même temps des éboulements en direction périphérique, du fait de la rotation des pales.Ces différents éboulements de la masse (référencée en 23 sur la figure 2) du produit pulvérulent en cours d'humidification constituent déjà un excellent facteur d'homogénéité, puisque pratiquement aucune partie du produit ne peut échapper de la sorte à une mise en contact avec l'atmosphère humide du tambour. En outre, lorsqu'une partie de la masse 23 est rencontrée par l'ensemble des pales 12 qui atteignent la partie basse du tambour, cette partie du produit est entraînée vers le haut (voir référence 23' sur la figure 2), et lorsque les pales 12 considérées atteignent un niveau suffisant (voir la pale 12'), le produit qui a été entraîné s'écoule des pales selon les nappes 13 mentionnées plus haut pour regagner la masse 23. C'est essentiellement lors de cette chute en nappes 13 que le produit est humidifié par les jets de liquide finement pulvérisé ou atomisé 24 s'échappant des différents orifices de pulvérisation 5 des rampes, ce qui constitue un second facteur décisif pour l'obtention d'une parfaite homogénéité de l'humidification. D'après les explications qui précèdent, on constate que de mêmes masses de produit pourront subir plusieurs chutes successives à partir des pales 12, au fur et à mesure de l'écoulement de la matière de l'entrée vers la sortie du tambour, ce qui contribuera encore à assurer l'excellente homogénéité de l'humidification. REVENDICATIONS 1. Installation pour l'humidification en continu d'un produit en poudre en écoulement, caractérisée en ce qu'elle comporte un tambour cylindrique fixe (1) pourvu intérieurement d'un certain nombre de pales tournantes (12), des moyens (8 à 11) d'introduction du produit à une extrémité du tambour, au moins une rampe intérieure fixe (4) à orifices (5) de pulvérisation d'un liquide sur les nappes (13) de produit tombant des pales (12) au cours de leur rotation, et, à l'extrémité opposée du tambour (1), des moyens d'évacuation (16,17) du produit en poudre humidifié. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pales (12) sont régulièrement réparties, angulairement, selon la périphérie du tambour (1) et sont radiales ou pratiquement radiales.. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les rampes (4) de pulvérisation sont situées dans la zone centrale du tambour (1) qui n'est pas battue par les pales (12), et s'étendent de préférence selon l'essentiel de sa longueur. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les rampes (4) sont légèrement et horizontalement décalées par rapport à l'axe du tambour (1), de façon que soit augmentée la distance entre leurs orifices (5) de pulvérisation et les nappes (13) de produit s'écoulant des pales (12) lors de leur rotation. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pales tournantes (12) sont constituées sous la forme de racles laissant un très faible intervalle entre leur arête extérieure (12g) et la paroi interne (3) du tambour fixe (1), de sorte à éviter toute accumulation de matière humidifiée sur cette paroi (3). 6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les extrémités desdites pales (12) sont portées par les rayons (25) de moyeux coaxiaux (26,27) placés centralement aux deux extrémités du tambour (1) et dont l'un (26) est traversé par des conduites (28) d'alimentation desdites rampes (4) de pulvérisation. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, extérieurement le long de la paroi cylindrique du tambour fixe (1) est agencée une conduite (14) reliée d'une part à des buses de soufflage (15) de préférence inclinées vers l'aval, traversant ladite paroi, et d'autre part a une arrivée d'air comprimé (6), par l'intermédiaire d'une électrovanne (7) ou analogue, actionnable séquentiellement. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens d'évacuation (16,17) comprennent un appareil dé- sintégrateur rotatif à lames (20) agissant, pour briser les mottes ou agglomérats éventuels de produit humidi- fié, dans l'extrémité inférieure d'une goulotte d'éva- cuation (16) descendante raccordée au tambour (1). 9. Installation selon la revendication 8, dans laquelle ladite goulotte d'évacuation (16) débouche dans une conduite (17) parcourue par un courant ascensionnel (18) d'entraînement du produit humidifié, caractérisée en ce que ledit désintégrateur est disposé au raccordement entre ladite goulotte (16) et ladite conduite (17), de manière telle que ses lames (20) traversent d'un côté l'écoulement dans la goulotte et de l'autre l'écoulement dans la conduite. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, en allant de l'entrée vers la sortie, ledit tambour (1) est légèrement incliné vers le bas.