Brevet FR2620694A1 — publié le 19890324

L'invention concerne la granulation du soufre, qui consiste à solidifier du soufre sous forme de granules à l'aide d'un appareillage spé- cialement conçu dans lequel deux jets d'eau viennent au contact de soufre liquide sur un disque rotatif. Non seulement dans les installations o le soufre est produit par des procédés de synthèse, mais également dans celles o il est refondu pour être purifié, l'une des difficultés majeures que l'on rencontre encore réside dans la manière de l'emballer. Le procédé suivi a consisté à envoyer le soufre fondu dans un récipient ou bassin de refroidissement (qui habi- tuellement est allongé et peu profond pour des raisons évidentes) o il se solidifie en un bloc compact. On casse alors mécaniquement ce bloc, en uti- lisant à cet effet du plus simple des outils à main jusqu'à des secoueurs à percussion qui brisent le soufre en gros morceaux que l'on emballe et expé- die aux consommateurs. I1 existe plusieurs inconvénients à ce procédé: il doit exister une surface relativement importante pour les bassins; il est très diffi- cile de casser le soufre et les gros morceaux ne sont pas toujours d'une taille uniforme; cela demande beaucoup de travail (des gens veillant à vider le soufre fondu et d'autres à le casser à l'état solide - même si l'on ne travaille qu'avec des outils semi-automatiques);etil ya risque d'accidents lorsqu'on procède au concassage. Pour surmonter de tels inconvénients, la demanderesse avait mis au point un procédé et un granulateur qui étaient décrits dans IP 8001894 et grâce auxquels le soufre durcissait rapidement au point de déchargement et sa granulation était uniforme et pouvait être réglée. Le granulateur était constitué par l'ensemble d'un éjecteur, d'un disque et d'une cuvette. Dans ce IP 8001894, l'éjecteur présentait un jet cylindrique creux de soufre fondu et, à l'intérieur de celui-ci, il y avait un jet conique d'eau. Les deux jets frappaient un disque monté sur un arbre autour duquel ce disque pouvait tourner lorsqu'il était frappé par l'eau et le soufre. L'inclinaison de ce disque pouvait être réglée graduellement. L'eau et le soufre frappant le disque en position excentrée par rapport à son centre le font pivoter, le soufre durcissant sous forme de granules et étant éjecté du disque par la force centrifuge pour parvenir dans un cais- son approprié. Cependant, dans les premiers ensembles ainsi conçus, l'eau ne frappait pas le soufre suffisamment bien et cela conduisait à l'apparition de gouttes scorifiées de soufre dans le caisson. Par ailleurs, la concep- tion de l'éjecteur à partir duquel sortait le soufre permettait à un "cous- sin" de soufre de croître sur le disque et ce dernier, en devenant plus lourd, dépassait son inclinaison optimale. De tels "coussins" de soufre provoquaient également la création de morceaux de soufre plus gros, se trouvant à l'écart parmi les particules de taille uniforme et plus fines se trouvant dans le reste du tas. Le "coussin" ainsi créé signifiait que l'on devait mettre à l'arrêt la chambre de granulation. On a maintenant mis au point un granulateur comportant un éjec- teur qui est meilleur, la façon de projeter l'eau et le soufre ayant été modifiée, de sorte que le procédé de granulation se trouve ainsi amélioré. A cet effet,l'invention a pour objet un procédé de granulation du soufre dans lequel un jet cylindrique creux de soufre fondu frappe un disque monté sur un arbre et susceptible de tourner librement lorsqu'il est frappé d'une façon quelconque entre son centre etsfn bord extérieur caractérisé en ce que: a) il est prévu un jet d'eau à l'intérieur du cylindre constitué par le jet de soufre, b) il est prévu un autre jet d'eau entourant ce jet de soufre, c) les jets d'eau et de soufre frappent le disque, d) le soufre durcit en étant divisé en granules sous l'effet des deux jets d'eau qui frappent ce soufre, et e) ces granules et l'eau sont repoussés au-delà de la surface du disque, ce qui laisse ce dernier sensiblement exempt de tout soufre durci. Ainsi, une partie de l'eau est déviée sur le côté en formant un jet supplémentaire au centre du jet cylindrique creux de soufre fondu. L'invention a également pour objet un granulateur de soufre comprenant un moyen permettant de transporter le soufre fondu jusqu'à un éjecteur de sortie, caractérisé en ce que: a) cet éjecteur présente des trous dirigés vers le bas et disposés tout le long de la circonférence de cet éjecteur, b) il est prévu un disque monté sur un arbre et susceptible de tourner librement, ce disque étant disposé au-dessous des trous de façon que le soufre sortant de ces trous frappe le disque entre son centre et son bord extérieur, c) il est prévu des moyens pour faire varier l'inclinaison du disque, et d) il est prévu des moyens pour faire sortir les deux jets d'eau vers le bas, un jet se trouvant à l'intérieur du cylindre passant par ladite circonférence et l'autre étant situé à l'extérieur de ce cylindre. Ainsi, ce granulateur comporte un nouvel éjecteur présentant des trous dirigés vers le bas tout le long de la circonférence. Il présente des moyens laissant sortir des jets d'eau à partir du bas, un jet étant dirigé à l'intérieur du cylindre qui passe par la circonférence précitée et l'au- tre jet à l'extérieur de ce cylindre. Le soufre liquide sortant des trous le fait sous forme d'un jet qui frappe le disque entre son centre et sa périphérie. I1 existe également un moyen pour faire varier graduellement l'inclinaison du disque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et 0 en regard du dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue en coupe verticale de l'éjecteur d'un granulateur conforme à l'invention,- - la figure 2 est une coupe de la base de cet éjecteur prise suivant la ligne A-A' de la figure 1 et montrant les trous présents dans cette base, et - la figure 3 est une coupe du disque, avec l'inclinaison qu'il présenterait par rapport à l'éjecteur de la figurei. Un tuyau 1, qui fait partie des moyens permettant de transporter le soufre fondu, relie l'appareillage de granulation à un réservoir de soufre fondu. Ce tuyau i débouche dans une chambre 6 et il est entouré par un tuyau 2, la chambre étant elle-même entourée par une enveloppe 4 qui constitue un prolongement du tuyau 2. Ce tuyau 2 transporte de la vapeur destinée à maintenir le soufre à 1' état fondu jusqu'à ce qu'il ait été éjecté. L'enveloppe 4 remplit bien entendu la même fonction et la vapeur provient d'une entrée 3. L'évacuation de l'eau condensée provenant de la vapeur n'est pas représentée. Le fond de la chambre 6, qui est rond, comporte un grand nombre de trous 5 disposés suivant une circonférence qui est concentrique au bord extérieur de ce fond rond de la chambre 6. Le nombre de trous peut être différent, mais il est habituel- lement de seize. On remarquera que ces trous doivent traverser non seule- ment le fond de la chambre 6, mais également l'épaisseur de l'enveloppe 4, avant que le soufre ne puisse ressortir à l'extérieur. En ce qui concerne l'invention, on utilise un anneau métallique 17 qui fait le tour du fond de la chambre, son rayon moyen étant le même que celui prévu pour la circonférence décrite par le jeu de trous, ces trous étant percés dans ledit anneau. De petits trous horizontaux 18 sont ménagés radialement suivant tout le pourtour de cet anneau, de manière à permettre que de la vapeur soit fournie à l'espace 19. Ces petits trous sont à angle droit par rapport aux trous 5 à raison d'un entre ces trous 5 pris deux à deux. Cet agencement s'est avéré être extrêmement robuste, mais tout autre agencement qui laisse le soufre s'écouler à travers lui convien- drait. La chambre 6 est d'une forme cylindrique et il est fixé sur sa face latérale un tuyau de forme annulaire 8 qui peut être équipé d'un sup- port 7. De l'eau froide, qui provient d'une entrée 9, circule dans ce tuyau 8. Une ouverture 10, ménagée dans le tuyau 8 en regard du tuyau d'entrée 9, conduit l'eau aux moyens de production d'un jet intérieur qui sont décrits ci-dessous. Cette ouverture 10 se trouve située à l'extrémité d'un tuyau horizontal 11 qui se prolonge par un tuyau vertical 12, jusqu'à une sortie 13 orientée vers le bas et qui se trouve au centre du fond de la chambre. Ces tuyaux 11 et 12 s'étendent à l'intérieur d'un tuyau qui est d'un diamètre légèrement plus large, ce qui signifie qu'il existe un volume délimité autour d'eux. Ce volume est situé entre deux parois, l'une chaude et l'autre froide, étant donné qu'autour de ce volume 14, il se trouve du soufre fondu qui s'écoule et qu'à l'intérieur de lui (à l'intérieur des tuyaux 11 et 12), il se trouve de l'eau qui s'écoule. On va maintenant décrire la manière dont le jet d'eau est éva- cué. Le tuyau 8, déjà mentionné, présente une fente 15 qui s'étend sur toute la longueur du pourtour de la partie inférieure de ce tuyau annu- laire. Le jet d'eau passe à travers cette fente 15, de manière concentrique au jet de soufre et en entourant celui-ci. Deux petites parois concentriques 16 sont soudées sur les bords de cette fente, tout le long du pourtour de ses bords, ce qui permet ainsi à l'eau de s'écouler plus aisément et crée ainsi un jet extérieur conve- nable. Le rapport de la quantité d'eau du jet extérieur à celle du jet intérieur est couramment de 0,25 à 1,5. 30. Des brides ou tout autre type de dispositif couramment utilisé serviront à réunir le granulateur à une source d'alimentation. Une fois que les tuyaux 1 et 9 ont été alimentés en soufre et en eau, la présente invention peut être mise en pratique. Sur la figure 3, les trois jets frappent un disque 20 qui est monté sur un arbre 21; ils frappent ce disque quelque part entre son cen- tre et son bord extérieur. Un diffuseur peut être placé en avant de la sortie 13 afin d'im- partir une forme conique au jet d'eau intérieur. En tout état de cause, les trois jets vont faire tourner le dis- que en fonction de l'intensité de la force appliquée sur celui-ci. Ces jets feront tourner le disque 20 plus rapidement ou plus lentement en fonction de la manière dont il est incliné et cette inclinaison peut se présenter d'un côté ou de l'autre. Sur la figure, l'angle alpha, à savoir entre le disque et l'horizontale, peut être aisposé soit vers le haut soit vers le bas. L'inclinaison du disque est réglée à l'aide de moyens convenables, étant entendu que c'est l'arbre qui est incliné, et cela peut se faire à l'aide par exemple de vis coulissantes. La vitesse de rotation est égale- ment une fonction de la vitesse à laquelle le soufre et l'eau s'écoulent. 0 Lorsque le disque tourne et que les jets le frappent, l'eau va faire durcir le soufre de manière uniforme sous forme de petits granules qui vont sortir sous l'effet de la force centrifuge et s'accumuler dans un récipient non représenté sur la figure. Avec deux jets d'eau, le mouillage est poussé et il se dégage également moins de fumées de soufre, tandis qu'il n'apparaît aucun "cous- sin" du tout sur le disque, ni gouttes scorifiées dans les bassins. Par ailleurs, le jet-intérieur n'a pas besoin d'être conique, et, même ainsi, le contact eau-soufre est excellent. Un paramètre important utilisé pour contrôler la qualité du sou- fre obtenu à l'aide de ce procédé est la granulométrie. Celle-ci constitue un élément très important du procédé, étant donné que, si le soufre durcit sous forme de très gros morsi, il deviendra difficile de l'évacuer, tan- dis que, d'autre part, si les gouttes de soufre sont trop petites, il exis- tera une grande quantité de fines qui seront entraînées par l'eau et on aura besoin de séparateurs de grande taille pour récupérer ce soufre hors de l'eau de refroidissement. On obtient la granulométrie optimale en adap- tant le diamètre des trous 5, qui laissent passer le soufre dans l'éjec- teur, à la pression et au débit de l'eau de refroidissement. Le tableau i présente une granulométrie typique de sortie d'une 0 installation industrielle TABLEAU 1 Tamis % retenu % retenu cumulé 6,35 mm 7,87 7,87 4,0 mm 12,79 20,66 2,38 mm 32,40 53,06 1,00 mm 30,53 83,59 707 micron 5,32 88,91 595 micron 1,59 90,50 354 micron 3,91 94,41 Tableau 1 suite 250 micron 1,87 96,28 177 micron 1,07 97,35 moins de 177 micron 2,65 100,00 Un second paramètre important concernant la qualité du soufre est sa teneur en humidité. Au premiel abord, il semblerait que, étant donné que l'on utilise une telle quantité d'eau dans le procédé, le soufre de sortie devrait être très humide, mais tel n'est pas le cas. L'eau s'évacue rapidement du tas en s'égouttant, si bien que la teneur en humidité du soufre devient raisonnable après quelques heures, comme on peut le voir d'après le tableau II. TABLEAU II Heures Teneur du soufre en humidité: % en poids 6,5 16 6,0 5,0 38 4,7 63 4,2 La taille des granules de soufre que l'on obtient a tendance à devenir plus petite au fur et à mesure que la vitesse de rotation du disque croit. Le tuyau 1 qui amène le soufre et les parties de l'éjecteur de sortie, qui sont entourés par le -tuyau 2 et l'enveloppe 4, sont chauffés par un fluide. REVENDICATIONS 1. Procédé de granulation du soufre dans lequel un jet cylin- drique creux de soufre fondu frappe un disque monté sur un arbre et suscep- tible de tourner librement lorsqu'il est frappé d'une façon quelconque entre son centre et scn bord -e:,t étr i e u r, caractérisé en ce que: a) il est prévu un jet d'eau à l'intérieur du cylindre constitué par le jet de soufre, b) il est prévu un autre jet d'eau entourant ce jet de soufre, c) les jets d'eau et de soufre frappent le disque, d) le soufre durcit en étant divisé en granules sous l'effet des deux jets d'eau qui frappent ce soufre, et e) ces granules et l'eau sont repoussés au-delà de la surface du disque, ce qui laisse ce dernier sensiblement exempt de tout soufre durci. 2. Procédé de granulation du soufre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des jets d'eau adopte la forme d'un cône. 3. Procédé de granulation du soufre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux jets d'eau frappent le disque en même temps que le jet de soufre. 4. Procédé de granulation du soufre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre le jet d'eau extérieur et le jet d'eau intérieur est de 0,25 à 1,5. 5. Procédé de granulation du soufre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les jets d'eau et de soufre sont verticaux et le dis- que est incliné. 6. Procédé de granulation du soufre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la taille des granules de soufre que l'on obtient a tendance à devenir plus petite au fur et à mesure que-les vitesses de rota- tion du disque croissent. 7. Granulateur de soufre comprenant un moyen permettant de transporter le soufre fondu jusqu'à un éjecteur de sortie, caractérisé en ce que: a) cet éjecteur présente des trous (5) dirigés vers le bas et disposés tout le long de la circonférence de cet éjecteur, b) il est prévu un disque (20) monté sur un arbre (21) et susceptible de tourner librement, ce disque étant disposé au-dessous des trous (5) de façon que le soufre sortant de ces trous frappe le disque entre son centre et son bord extérieur, c) il est prévu des moyens pour faire varier l'inclinaison du disque (20), et d) il est prévu des moyens pour faire sortir les deux jets d'eau vers le bas, un jet se trouvant à l'intérieur du cylindre passant par ladite cir- conférence et l'autre étant situé à l'extérieur de ce cylindre. 8. Granulateur de soufre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens permettant de faire sortir le jet d'eau extérieur sont constitués par un tuyau de forme annulaire (8) présentant une fente (15) tout le long du pourtour de la partie inférieure de ce tuyau annulaire. 9. Granulateur de soufre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens permettant de relier la sortie (13) du jet d'eau inté- rieur au moyen correspondant (15) du jet extérieur est un tuyau (11) qui croise les moyens (1,6) d'amenée du soufre fondu. 10. Granulateur de soufre selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il existe un volume (14) entre le tuyau (11) et les moyens (1,6) d'amenée du soufre fondu. 11. Granulateur de soufre selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tuyau (1) qui amène le soufre et les parties de l'éjecteur de sortie précité (17) sont entourés par une enveloppe (4) et sont chauffés par un fluide. 12. Granulateur de soufre selon la revendication 7, caractérisé en-ce que la vitesse à laquelle le disque (20) tourne dépend de l'incli- naison ( ) de celui-ci.