Brevet FR2602034A1 — publié le 19880129

La présente invention se rapporte à un dispositif de sechage pour matières en vrac, présentant un tambour rotatif dans lequel sont disposées des surfaces de contact chauffées, qui sont constituées par des tubes parcourus par un fluide chauffant réchauffé dans une cuve de chauffage et mis en circulation, le tambour rotatif comprenant une admission de produit humide à une extrémité, et une sortie de produit sec à l'autre extrémité. Des dispositifs sécheurs de ce genre sont employés, entre autres, dans l'industrie de production de panneaux agglomérés, dans l'industrie chimique et dans les industries alimentaires animale et humaine. Il est connu de sécher des matières en vrac selon différents procédés. D'une part, des matières en vrac sont séchées d'après le procédé de séchage par contact, comme dans un dispositif sécheur du type concerné. A cette fin, la matière en vrac à sécher est mise en contact avec une surface chauffante, de telle sorte que l'eau renfermée par cette matière puisse s'évaporer. Les surfaces de contact, très fréquemment constituées par des tubes ou par des pièces tubulaires incorporées dans le tambour rotatif, sont chauffées par de l'eau de chauffage, de la vapeur d'eau ou de l'huile thermique, le fluide chauffant étant délivré à une température comprise entre 200 C et 3000 C, puis remis en circulation vers la cuve de chauffage, apres avoir été refroidi d'environ 10 C à 100" C.Dans le procédé de séchage par contact, la matière en vrac est séchée en douceur. Néanmoins, le rendement n'est bon qu'au début du processus de séchage. Après que la matiere à sécher l'a été jusqu'à un taux d'humidité d'environ 40 %, ce rendement baisse très fortement. De ce fait, les dispositifs de séchage fonctionnant selon le procédé de séchage par contact sont très encombrants et relativement onéreux. En outre, il est également connu de sécher des matières en vrac d'après le procédé de séchage par convection. Dans ce cas, la matiere devant etre séchée est délivrée à un tambour rotatif parcouru par un gaz chaud. Ce gaz chaud penetre dans le tambour à une température comprise entre 4000 C et 600" C, et sèche la matière qui est acheminée vers le haut par des éléments d'entrainement du tambour rotatif, puis tombe en cascade à travers le flux de gaz chaud. Les inconvénients du procédé de séchage par convection resident dans la forte teneur en poussières du gaz chaud sortant du tambour rotatif, et dans le danger d'incendies ou d'explosions au voisinage de ce tambour rotatif. Par ailleurs, les deux modes opératoires décrits ci-dessus exigent une consommation d'énergie relativement grande. L'invention a pour objet de réduire l'encombrement et la consommation d'énergie d'un dispositif de séchage. Conformément à l'invention, dans un dispositif de séchage du type décrit dans le préambule, cet objet est atteint par le fait que le tambour rotatif est garni, par des surfaces de contact chauffees, sur une partie seulement de sa longueur se raccordant à l'admission de produit humide ; et par le fait que ce tambour rotatif est réalisé en tant que sécheur par convection sur le reste de sa longueur et, à cet effet, présente sur sa périphérie interne des éléments d'entraînement de la matière en vrac et est parcouru par un gaz chaud qui est réchauffé en exploitant 1 'éner- gie de la cuve de chauffage, la sortie du tambour rotatif se prolongeant par un collecteur du produit séché qui comporte la sortie de produit sec, et par au moins un dépoussiéreur relié audit tambour rotatif par l'intermédiaire d'un conduit de renvoi des buées. Dans ce dispositif sécheur, la matière devant être séchée l'est tout d'abord en douceur par le procédé de sechage par contact, puis par le procéde de sechage par convection. De la sortie, non seulement l'on tire parti des avantages des deux procédés et l'on évite leurs inconvénients, mais, de surcroît, l'on obtient également des conditions plus favorables en matière d'encombrement et de consommation d'énergie. En effet, le séchage consécutif par convection réclame une quantité de gaz chaud notablement plus petite que lors d'un séchage pur et simple par convection.Les températures d'entrée du gaz chaud peuvent être maintenues plus basses, si bien que les risques inhérents à des températures d'entree élevées disparaissent et que, en outre, le procédé de séchage par convection se déroule considera- blement plus en douceur. Cela implique egalement un dégagement de poussières moindre, ce qui réduit la complexité du dépoussiérage consécutif, et diminue les nuisances causées à l'environnement par l'air rejeté ou par les eaux usées d'un dépoussiéreur humide.Grâce à l'exploitation rationnelle de l'énergie engendrée dans la cuve de-chauffage, pour réchauffer d'une part le fluide chauffant et, d'autre part, le gaz chaud qui sont mis l'un et l'autre en circulation, l'on réalise également des économies d'énergie considérables. Il est en général suffisant que le tambour rotatif soit réalisé sous la forme d'un sécheur par contact sur environ 1/3 de sa-longueur, et sous la forme d'un sécheur par convection sur le reste de sa longueur. Dans le premier tiers susmentionné, le tambour rotatif est muni de tubes ou de faisceaux tubulaires qui font office de sécheurs par contact, et sont parcourus par le fluide chauffant. Le flux de sortie de ce fluide chauffant peut être guidé par un nombre restreint de tubes qui s'étendent jusqu'à l'extrémité délivreuse du tambour rotatif, de sorte qu'un séchage par contact d'ampleur limitée continue de s'opérer egalement sur la longueur restante du tambour rostatif. Le collecteur situé à l'extrémité dèlivreuse du tambour rotatif consiste commodement en un puits collecteur au fond duquel est installée une vis sans fin délivreuse, et dans la région supérieure duquel se trouve une hotte d'évacuation du gaz chaud. Le produit seché charrié par le gaz chaud tombe en majeure partie dans le puits collecteur, et n'est entrainé que pour une faible part à travers la hotte d'évacuation. Une soufflerie peut etre implantée dans cette hotte d'évacuation, afin de favoriser la circulation du gaz chaud. La part de poussières relativement modeste charriée par le gaz chaud est éliminée dans le dépoussiéreur instal le en aval. A cette fin, l'on peut également prévoir plusieurs dépoussiéreurs installés les uns derrière les autres, en particulier des dépoussiéreurs à cyclones, si bien que le flux de gaz chaud sortant du ou des dépoussiéreurs ne 3 renferme plus qu'environ 50 mg/m3 de poussières. D'une ma- nière correspondante, il est possible d'évacuer par l'entremise d'une cheminée une partie du gaz chaud quittantle dépoussiéreur ; à cet effet, un conduit de dérivation partant du conduit de renvoi des buées peut gagner une cheminée. Le conduit de renvoi des buées débouche, commodement, dans un conduit à gaz chaud qui franchit de part en part la zone de séchage par contact du tambour rotatif, et débouche dans la zone de séchage par convection. Cela prodigue l'avantage consistant en ce que du gaz chaud sensiblement sec est délivré à la zone de convection, si bien que le séchage s'en trouve accéléré et amelioré. Toutefois, cela n'exclut pas que le conduit à gaz chaud présente au moins une sortie de gaz dans la zone de séchage par contact, de sorte qu'une petite part du gaz chaud sort déjà dans la zone de séchage par contact, dans laquelle elle contribue à acheminer la matière devant être sechée. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d!exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexes sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale schématique, avec coupe partielle, d'un dispositif de séchage conforme à l'invention ; et la figure 2 est une vue en plan du dispositif-se- lon la figure 1. Le dispositif de séchage illustré comprend une cuve de chauffage 1 munie d'un brûleur 2 et d'un vase d'expansion 3, ainsi qu'un tambour rotatif 4 présentant une admission 5 de produit humide à l'une de ses extrémités, et une sortie 6 de produit sec à son autre extrémité. Le fluide chauffant (par exemple de l'eau) réchauffé dans la cuve de chauffage 1 est refoulé, par 1 'in- termédiaire d'une pompe 7, vers un passage tournant 8 qui est disposé coaxialementau tambour rotatif 4, et à partir duquel ce fluide gagne un réseau tubulaire 9 realisé sous la forme d'un système de séchage par contact situé dans le premier tiers du tambour 4. Seul un nombre restreint de tubes 10 part du réseau tubulaire 9 et parcourt la longueur du tambour 4, jusqu'à l'extrémité délivreuse où se trouve à nouveau un passage tournant 11 par l'intermédiaire duquel le fluide chauffant parvient dans un conduit de retour 12, débouchant dans le vase d'expansion 3. Le gaz s'échappant de la cuve de chauffage 1 parvient dans le tambour rotatif 4 en empruntant un conduit 13 à gaz chaud. Il parcourt ce tambour 4 muni d'éléments d'entrainement 14 sur sa périphérie interne, dans la continuite du réseau tubulaire 9 qui occupe environ 113 de la longueur dudit tambour 4. Le gaz chaud sort du tambour 4 en même temps que le produit séché, par l'extrémité délivreuse. Cette extrémité délivreuse du tambour 4 s'ouvre sur un puits collecteur 15 au fond duquel est installée une vis sans fin délivreuse 16, et qui se prolonge en partie haute par une hotte 17 d'évacuation du gaz chaud. Une soufflerie 18, implantée dans la hotte 17, propulse à force le gaz chaud à travers une rangée de dépoussiéreurs 19 à cyclones. Un conduit collecteur 20 part des dépoussiéreurs 19 et se scinde en un conduit de cheminée 21 (conduit de dérivation) et en un conduit 22 de renvoi des buées. Ce conduit 22 débouche dans le conduit 13 à gaz chaud. Le dispositif de sechage illustré fonctionne comme suit : de l'eau est réchauffée dans la cuve de chauffage 1 et, par l'intermédiaire de la pompe 7, elle est mise en circulation à travers le réseau tubulaire 9, les tubes 10 et le conduit de retour 12, puis refoulee vers le vase d'expansion 3 à partir duquel elle retourne à la cuve 1. Le gaz engendré dans cette cuve 1, dont il sort, est simulta nément acheminé par le conduit 13 à gaz chaud et à travers le tambour rotatif 4, plus précisément sous l'action de la soufflerie 18 qui évacue le gaz chaud au-dessus du collecteur 15, puis le réintroduit à force dans le conduit 13, par l'intermédiaire des dépoussiéreurs 19 à cyclones, du conduit collecteur 20 et du conduit 22 de renvoi des buées. Une matière en vrac devant être séchée est délivrée au tambour rotatif 4 par l'intermédiaire de l'admission 5 de produit humide. Cette matière parvient tout d'abord dans la zone de séchage par contact du réseau tubulaire 9, dans laquelle elle est séchée jusqu'à'une humidité résiduelle de 40 % à 50 %. Dans l'enchalnement, la matiere est séchée par convection dans la zone restante du tambour 4, où se trouvent les éléments d'entraînement 14. Dans cette zone, le produit de séchage est prelevé par les éléments d'entrainement 14 et circule en cascade par le flux de gaz chaud qui, pour finir, achemine ce produit de séchage jusqu'au collecteur 15 où le produit séché tombe et est expulsé par la vis sans fin délivreuse 16.Le séchage du produit se déroule alors en douceur etsans affecter notablement le flux de gaz chaud par des poussières, si bien que ce flux peut être épure, dans les dépoussiéreurs 19, jusqu'à une teneur résiduelle en poussieres d'environ 50 mg/m3. D'une manière -correspondante, il est possible d'évacuer une part des gaz par 1 'intermédiaire d'une cheminée. Les gaz restants sont remis en-circulation. Dans une forme de réalisation non représentée, un conduit à gaz chaud part de la cuve de chauffage 1, parcourt la zone de séchage par contact munie du réseau tubulaire, puis débouche dans la zone de séchage par convection, si bien que cette dernière est alimentée en permanence par du gaz chaud sec. Une partie des gaz chauds peut sortir déjà dans la zone de séchage par contact, dans laquelle elle remplit des fonctions d'acheminement. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif decrit et représente, sans sortir du cadre de l'invention. - R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif de séchage pour matières en vrac, présentant un tambour rotatif dans lequel sont disposées des surfaces de contact chauffées, qui sont constituees par des tubes parcourus par un fluide chauffant réchauffé dans une cuve de chauffage et mis en circulation, le tambour rotatif comprenant une admission de produit humide à une extrémité et une sortie de produit sec à l'autre extrémité, dispositif caractérisé par le fait que ledit tambour rotatif (4) est garni, par des surfaces de contact chauffées (9), sur une partie seulement- de sa longueur se raccordant à l'admission (5) de produit humide ; et par le fait que ce tambour rotatif (4) est réalisé en tant que sécheur par convection sur le reste de sa longueur et, à cet effet, présente sur sa périphérie interne des éléments (14) d'entraînement de la matière en vrac et est parcouru par un gaz chaud qui est réchauffé en exploitant l'énergie de la cuve de chauffage (1), la sortie du tambour rotatif (4) se prolongeant par un collecteur (15) du produit séché qui comporte la sortie (6) de produit sec, et par au moins un dépoussiéreur (19) relié audit tambour rotatif (4) par l'intermédiaire d'un conduit (22) de renvoi des buees. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tambour rotatif (4) est réalisé sous la forme d'un sécheur par contact sur environ 1/3 de sa longueur, et sous la forme d'un sécheur par convection sur le reste de sa longueur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le collecteur consiste en un puits collecteur (15) au fond duquel est installée une vis sans fin délivreuse (16), et dans la région superieure duquel se trouve une hotte (17) d'évacuation du gaz chaud. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'une soufflerie (18) est implantée dans la hotte (17) d'évacuation du gaz chaud. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérise par plusieurs dépoussiéreurs installés en succession, en particulier des dépoussiéreurs (19) à cyclones. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un conduit de dérivation (21), partant du conduit (22) de renvoi des buées, gagne une cheminée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des rev?ndi- cations 1 à- 5, caractérisé par le fait que le conduit (22) de renvoi des buées débouche dans un conduit (13) à gaz chaud, qui franchit de part en part la zone de séchage par contact du tambour rotatif (4) et débouche dans la zone de séchage par convection. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le conduit (13) à gaz chaud présente au moins une sortie de gaz dans la zone de séchage par contact.