Brevet FR2654492A1 — publié le 19910517

Procédé et installation pour le nettoyage de pièces ou appareils en lit fluidisé. La présente invention concerne un procédé pour le nettoyage de pièces ou appareils en lit fluidisé. Elle vise également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît (EP-A-0.176.123) un procédé de nettoyage ou décapage de pièces métalliques par trempage dans un lit fluidisé d'une matière pulvérulente agitée et portée à haute température par l'injection d'un mélange air-gaz introduit dans la partie inférieure du Lit contenu dans une cuve. La combustion du mélange air-gaz dans une chambre ménagée à la partie supérieure de la cuve et le dégagement de chaleur qui en résulte engendrent une pyrolyse des dépôts organiques qui recouvrent ou encrassent les pièces à décaper lesquelles sont, d'autre part, soumises à une action de frottement par la matière pulvérulente mouvante qui complète et permet de parfaire le phénomène de La pyrolyse desdits dépôts. Les gaz résultant de la pyrolyse sont incinérés à haute température dans la chambre réservée à la partie supérieure de la cuve, au-dessus du lit fluidisé. Il est ainsi possible de nettoyer parfaitement et à des coûts très intéressants, des pièces métalliques de grandes dimensions (par exemple : échangeurs thermiques utilisés dans les industries pétrolières, pétrochimiques ou chimiques ; moules, vis et têtes d'extrusion des machines utilisées dans les industries de mise en oeuvre des matières plastiques ; pièces métalliques recouvertes de peinture ; etc.) encrassées par des dépôts organiques de nature diverse (élastomère, polymère, produits très visqueux, peintures, etc.) qu'il ne serait pas possible ou facile d'enlever par d'autres procédés tels que les techniques de nettoyage par jets d'eau à très haute pression. Toutefois, lors de la mise en oeuvre du procédé de décapage par pyrolyse sous l'effet de la combustion d'un mélange air-gaz en lit fluidisé et élimination des gaz et déchets en résultant par post-combustion dans la chambre de combustion ménagée au-dessus de ce lit, la température de fonctionnement mise en consigne est très vite atteinte en raison de l'apport important de calories résultant de la pyrolyse et de la combustion des dépôts et déchets à éliminer. Il a donc été nécessaire de prévoir une régulation qui, lorsque la température mise en consigne est atteinte, coupe l'arrivée de gaz de chauffe, de sorte qu'il n'y a plus de combustion. La température de la surface supérieure du lit diminue et la post-combustion dans la partie supérieure de la cuve devient inefficace ; les gaz résultant de la pyrolyse des dépôts n'étant plus incinérés à 1200 degrés C, il se produit un dégagement de fumée polluante. La présente invention a notamment pour objet de remédier à cet inconvénient. Selon le procédé et l'installation de l'invention, ce but est atteint en introduisant automatiquement un fluide de refroidissement dans la cuve, sans couper l'arrivée du gaz de chauffe, lorsque la température du lit fluidisé atteint un seuil légèrement inférieur à la température de consigne, sans interrompre l'arrivée du gaz de chauffe et la combustion. Le fluide de refroidissement peut être constitué par de l'eau pulvérisée à la surface du lit fluidisé, au moyen d'un dispositif d'arrosage judicieusement placé dans la chambre de combustion, au-dessus dudit lit fluidisé et fonctionnant à une pression et avec un débit bien déterminés. Ce fluide de refroidissement peut aussi être constitué par l'air de combustion réfrigéré avant son entrée dans la cuve par exemple au moyen d'un échangeur thermique branché sur le conduit d'arrivée d'air de combustion. Grâce au procédé et à l'installation selon l'invention, le lit fluidisé est maintenu à une température légèrement inférieure à la température de consigne pendant toute la durée du fonctionnement de ladite installation. La combustion et la post-combustion s'opèrent sans discontinuer, à la température souhaitable et dans les meilleures conditions, en assurant une bonne incinération des déchets et gaz engendrés par la pyrolyse des dépôts à éliminer. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et du dessin annexé dont l'unique figure est une vue en élévation et à caractère schématique, d'une installation de nettoyage en lit fluidisé pourvue des perfectionnements selon l'invention. On se reporte audit dessin pour décrire un exemple avantageux de mise en oeuvre du procédé et de réalisation de l'installation selon l'invention. Cette installation comprend de manière classique, une cuve 1 dont les dimensions peuvent être prévues en fonction des dimensions et/ou du nombre de pièces que l'on souhaite pouvoir nettoyer (par exemple : 8m x 2m x 2m). Le fond de cette cuve est rempli par un garnissage granulaire inerte 2, par exemple constitué par du gravier, des granules d'argile cuite ou autre matériaux résistant au feu. Au-dessus de ce garnissage granulaire inerte 2, est disposée une couche d'une matière pulvérulente 3 destinée à constituer le lit fluidisé. Cette couche est constituée par des grains très fins d'une matière réfractaire telle que sable spécial, oxyde d'aluminium, etc. Les granules constituant le garnissage 2 ont une grosseur beaucoup plus importante que celle des grains ou particules qui composent le lit fluidisé, la grosseur de ces derniers étant, par exemple, de l'ordre de 200 à 300 microns. Dans la partie supérieure de la cuve est ménagé un volume ou espace libre constituant la chambre de combustion et de post-combustion 4 dans laquelle est installé un brûleur pilote 5 permettant de disposer, en permanence, d'un point d'ignition, pendant le fonctionnement de l'installation. La partie supérieure de la cuve 1 est surmontée par un élément de couverture 6 dont la partie centrale 7 est équipée d'un dispositif de captage de fumée (non représenté) comprenant un système de dépoussiérage et de lavage de cette dernière, lorsque les poluants minéraux et/ou halogénés sont à éliminer. Une conduite 8 d'amenée du mélange air-gaz débouche dans la partie inférieure de la cuve 1 contenant le garnissage 2, cette conduite étant raccordée à un conduit 9 d'amenée de gaz et à un conduit 10 d'amenée d'air. Deux dérivations îîa, îlb branchées, respectivement, sur les conduits 9 et 10 permettent d'alimenter le brûleur pilote 5 en air et en gaz. L'injection du mélange air-gaz à travers le garnissage 2, par l'intermédiaire d'au moins une rampe de buses 12 raccordée à L'arrivée 8 dudit mélange et logée dans ledit garnissage, assure la fluidisation du lit 3 résultant de l'agitation des grains très fins composant ce dernier. La rampe 12 d'injection du mélange air-gaz est disposée horizontalement et parallèlement à la plus grande dimension de la cuve 1. Les pièces P à nettoyer ou à décaper sont introduites dans le lit fluidisé, à travers l'ouverture supérieure de la cuve 1, par exemple au moyen d'un panier ou de tout support approprié exécuté dans un matériau résistant à de hautes températures. Le nettoyage des pièces P est assuré, par L'action conjuguée de la pyrolyse des dépôts gazéifiables qui encrassent lesdites pièces et du frottement doux exercé sur les surfaces de ces dernières, par les grains du lit fluidisé. Les gaz de pyrolyse résultant de la gazéification des dépôts organiques montent à la surface du lit fluidisé 3 et sont incinérés dans la chambre de post-combustion 4. Selon l'invention, un procédé et des moyens sont prévus pour maintenir le lit fluidisé 3 à une température légèrement inférieure à la température de consigne prédéterminée, par exemple 450 degrés C. Suivant le procédé de l'invention, un fluide de refroidissement est introduit dans la cuve, pendant le fonctionnement de l'installation, c'est-à-dire sans interrompre L'arrivée du gaz de chauffe et la combustion, lorsque la température du lit fluidisé atteint un seuil légèrement inférieur à la température de consigne. Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé et de réalisation de l'installation selon l'invention, le fluide de refroidissement est constitué par de l'eau pulvérisée en surface du lit fluidisé 3, au moyen d'au moins une rampe d'arrosage 13 disposée dans la chambre de post-combustion 4, au-dessus dudit lit, et raccordée à une conduite extérieure 14 d'arrivée d'eau sur laquelle est installée une électro-vanne 15. La rampe d'arrosage ou chaque rampe d'arrosage 13 sont disposée horizontalement et orientées parallèlement à la plus grande dimension de la cuve 1. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé et de réalisation de l'installation selon l'invention, le fluide de refroidissement est constitué par l'air de combustion qui est réfrigéré avant d'être injecté dans la partie inférieure de la cuve, par exemple au moyen d'un échangeur thermique 16, tel qu'un aérotherme ou autre, branché sur la conduite 10 d'amenée d'air de combustion. Un ou plusieurs régulateurs thermiques 17, tels que sondes thermométriques ou autres, logés dans la cuve 1, par exemple contre la paroi latérale de cette dernière, permettent le déclenchement de l'appareil (électro-vanne 15 ou échangeur thermique 16) permettant l'introduction de fluide de refroidissement dans la cuve 1 lorsque la température du lit fluidisé atteint le seuil prédéterminé inférieur à la température de consigne, sans arrêter la combustion et l'incinération des gaz engendrés par la pyrolyse des dépôts à éliminer. REVENDICATIONS 1. - procédé pour le nettoyage de pièces ou appareils dans un lit fluidisé de matière pulvérulente contenu dans une cuve dont la fluidisation est obtenue par l'injection d'un mélange air-gaz à la base de ce lit fluidisé porté à haute température par la combustion de ce mélange air-gaz, caractérisé en ce que l'on introduit automatiqumeent un fluide de refroidissement dans ladite cuve (1) lorsque la température du lit fluidisé (3) atteint un seuil légèrement inférieur à la température de consigne, sans interrompre L'arrivée du gaz de chauffe et la combustion. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement est constitué par de l'eau pulvérisée à la surface du lit fluidisé (3). 3. - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'eau est pulvérisée au moyen d'un dispositif d'arrosage (13) placé dans la chambre de combustion et de post-combustion (4) ménagée dans la partie supérieure de la cuve (1). 4. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est constitué par l'air de combustion qui est réfrigéré avant son entrée dans la cuve ( 1 ) . 5. - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est injecté à la base du lit fluidisé (3), par l'intermédiaire de la rampe d'injection (12) du mélange air-gaz de combustion disposée au-dessous dudit lit fluidisé. 6. - Installation pour le nettoyage de pièces ou appareils en lit fluidisé, comprenant une cuve (1) dont le fond est rempli par un garnissage granulaire inerte (2) au-dessus duquel est disposée une couche ou lit (3) de matière pulvérulente réfractaire apte à être fluidisé et porté à haute température au moyen d'un mélange air-gaz introduit dans la partie inférieure de la cuve (1) et brûlé dans une chambre (4) ménagée à la partie supérieure de cette dernière, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (9-14-15-17 ; 12-16-17) permettant d'introduire automatiquement un fluide de refroidissement dans ladite cuve (1), lorsque la température du lit fluidisé (3) atteint un seuil légèrement inférieur à La température de consigne, sans interrompre l'arrivée du gaz de chauffe et de combustion. 7. - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens permettant d'introduire un fluide de refroidissement dans la cuve (1) comprennent un dispositif d'arrosage 13 disposé dans la chambre de combustion et de post-combustion (4) ménagée à la partie supérieure de ladite cuve, ce dispositif d'arrosage étant raccordée à une conduite (14) d'arrivée d'eau. 8. - Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens permettant d'introduire un fluide de refroidissement dans la cuve (1) comprennent un échangeur thermique (16) branché sur la conduite (10) d'amenée d'air de combustion et assurant la réfrigération de ce dernier. 9 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif d'arrosage (13) comprend au moins une rampe d'arrosage orientée parallèlement à la plus grande dimension de la cuve (1). 10. - installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les moyens permettant d'introduire le fluide de refroidissement dans la cuve (1) comprennent au moins un régulateur thermique (17) logé dans ladite cuve (1) et commandant le fonctionnement du dispositif (15, 16) permettant l'introduction du fluide de refroidissement dans cette dernière.