Brevet FR2712076A1 — publié le 19950512

L'invention concerne un séchoir pour produits humides, pâteux ou pulvérulents, tels que des boues de station d'épuration. Il s'agit d'un séchoir thermique dit "indirect" ou "par contact" par opposition aux séchoirs dit "par convection". Le séchoir comporte une chambre allongée munie d'une entrée de produit à sécher, d'une sortie de produit séché et d'une sortie de buées, cette chambre contenant une enfilade de disques creux parallèles échelonnés dans la longueur de la chambre, pour faire circuler un fluide caloporteur dans les disques, des moyens de raclages et des moyens pour faire circuler le produit à sécher au contact de la surface extérieure des disques afln de réaliser le séchage du produit par échange de chaleur. Des séchoirs de ce type sont décrits par exemple dans les publications FR-1 512 688, FR-A-2 091 660 et FR-A-2 163 704. La présente invention vise à founir un sécheur de ce type et qui présente un certain nombre d'avantages par rapport aux séchoirs classiques, notamment par une réduction sensible du coût de fabrication. On y parvient essentiellement, selon l'invention, par le fait que lesdits disques creux sont montés fixes dans la chambre et que la chambre comporte une pluralité de racleurs tournants interposés entre les disques et qui raclent les surfaces des disques. Le séchoir de Invention présente encore d'autres particularités intéressantes, qu'elles soient prises isolément ou en combinaisons Les disques creux sont fixés individuellement aux parois latérales de la chambre par des pattes de fixation creuses également, qui constituent les entrées et les sorties du fluide caloporteur. Dans l'espace entre les disques, tournent des bras équipés de racleurs permettant l'homogénéisation de la poudre humide et son renouvellement avec la surface chauffante des disques. L'action du rotor homogénéisateur sur la poudre en cours de séchage est la source de formation de nombreuses mottes de tailles variées. Ces mottes, du fait de leur volume, rendent plus difficile l'extraction de l'eau, particulièrement dans la phase finale du séchage. Les boues issues de l'épuration des eaux urbaines et industrielles ont des caractéristiques de séchage variables. Dans certains cas, on constate qu'au cours du séchage, le produit passe par une phase plastique-collant lorsque sa teneur en eau se situe dans la gamme 55-45 %. Dans les séchoirs à disques classiques, ce phénomène provoque soit le blocage du rotor, soit l'adhérence de la poudre humide aux parois chauffantes ce qui a pour conséquence une réduction importante de la capacité de séchage. Pour l'éviter, dans de nombreux séchoirs classiques, on réalise un recyclage d'une partie du produit "sec" avec le produit humide à traiter pour que la teneur en eau du produit à traiter devienne dès le départ inférieure à environ 40 %. Ce recyclage ajoute sensiblement au coût et à la complexité de l'installation. Selon une caractéristique importante de l'invention, on préconise l'utilisation de couteaux émotteurs tournant à grande vitesse, disposés entre deux disques chauffants, de préférence approximativement au centre du sécheur. Ils sont destinés au broyage des mottes en cours de formation ce qui accélère notablement la vitesse de séchage. La combinaison des racleurs et des couteaux émotteurs permet un séchage en couche mince avec une action mécanique violente permettant d'éviter dans la majorité des cas les inconvénients de la "phase critique". Le séchoir comporte à la partie inférieure entre chaque disque, une entrée d'air surpressé qui a pour but de fluidiser la poudre et d'optimaliser l'action des racleurs et des couteaux émotteurs. L'air introduit sert également à accélérer la migration des buées vers la partie supérieur du sécheur. Le séchage en est par suite favorisé. On décrira ci-après un exemple de réalisation d'un séchoir conforme à la présente invention, et la description et les figures feront apparaître d'autres particularités de l'invention. Sur les figures: - la fig. 1 est une coupe longitudinale schématique du séchoir; - la fig. 2 est une perspective des disques creux et du rotor représentés séparés; - la fig. 3 est une vue en bout du séchoir. On a limité les figures aux parties d'un sécheur concernées par la présente invention. Le sécheur représenté est constitué d'une cuve horizontale 1 en forme d'auge munie à l'une de ses extrémités longitudinales d'une entrée haute 2 de produit humide et, à l'extrémité opposée, d'une sortie basse 3 de produit séché. Sur la fig. 2, cette entrée et cette sortie sont schématisées par des flèches. La sortie est éventuellement munie d'une vis d'extraction. Selon les besoins, le produit séché peut être soit une poudre contenant 50 % d'eau (séchage partiel pour incinération) soit une poudre contenant moins de 10 % d'eau (séchage complet permettant le stockage préalable car cette poudre n'est plus fermentescible). La cuve 1 présente une sortie de buées dans le couvercle de Pauge. Dans la cuve sont montées une enfllade de disques creux 5 alternant avec une enfilade de plaques 6. Les disques creux 5 sont identiques entre eux et chaque disque est fixé aux parois longitudinales opposées la, lb de la cuve par deux pattes creuses 5a, 5b soudées à ces parois. Ces pattes sont reliées deux à deux à l'extérieur de la cuve par des conduits 7 pour faire communiquer les disques de proche en proche. De l'huile à une température de l'ordre de 200"C est introduite dans l'entrée 5a du disque situé à une extrémité de l'enfilade et est évacuée par le disque situé à l'autre extrémité de Penfilade. Les disques creux sont plans et ont une forme circulaire ou non. Les disques 5 présentent des échancrures verticales alignées 8 pour recevoir un arbre 9 qui porte les plaques 6. L'arbre 9 passe dans des échancrures 10,11 des parois de bout lc, id de la cuve et repose sur des paliers équipés de roulements et presse-étoupe d'étanchéïté. Les plaques 6 ont toute forme désirée, et sont de préférence cruciformes. Elles portent des racleurs 12 rigides ou souples distribués sur la surface de la plaque et sur la tranche de la plaque, les plaques sont disposées entre les disques creux en sorte que les racleurs raclent le produit qui serait collé aux disques et mettent le produit en mouvement. Les râcleurs balaient la surface des disques ou il subsiste entre les racleurs et la surface des disques un très faible intervalle, par exemple inférieur à 5-10 mm. La rotation des plaques est obtenue par entraînement en rotation de l'arbre 9, par un moteur schématisé en 13. La vitesse de rotation est de préférence de l'ordre de 10 à 100 tours par minute. L'invention n'est pas limitée à une forme particulière de plaques ou de racleurs. Dans la région centrale de la cuve, l'intervalle entre les disques est augmenté pour permettre d'insérer entre deux disques un émotteur 14 entraîné par un moteur 15. L'émotteur est par exemple un petit axe 16 muni de couteaux 17. Des ajutages 18 d'entrée d'air de soufflage débouchent dans le fond le de la cuve. Le nouveau sécheur présente notamment les avantages suivants par rapport au sécheur à disques classique. - Coût de construction beaucoup plus faible. Le rotor a une structure légère et ne nécessite plus l'introduction du fluide caloporteur par l'intermédiaire d'un joint tournant. - Les disques chauffants sont statiques. L'introduction et l'extraction des fluides est largement simplifiée. La facilité d'extraction des condensats est particulièrement avantageuse. La répartition régulière du chauffage sur toute la surface des disques peut ainsi être assurée. L'utilisation d'un rotor équipé de balais racleurs permet de créer une turbulence régulière sur la surface des disques et par conséquent accélérer le séchage et augmenter la quantité d'eau évaporée par m2 de surface chauffante. REVENDICATIONS 1. Séchoir pour produit humide, pâteux ou pulvérulent, notamment des boues d'une station d'épuration, qui comprend une chambre allongée (1) munie d'une entrée (2) de produit à sécher, d'une sortie (3) de produit séché et d'une sortie (4) de buées, cette chambre contenant une enfilade de disques creux parallèles (5) échelonnés dans la longueur de la chambre, des moyens pour faire circuler un fluide caloporteur dans les disques, des moyens de raclage et des moyens pour faire circuler le produit à sécher au contact de la surface extérieure des disques afln de réaliser le séchage du produit par échange de chaleur, caractérisé par le fait que lesdits disques creux (5) sont montés fixes dans la chambre et que la chambre comporte une pluralité de racleurs tournants (6, 12) interposés entre les disques et qui râclent les surfaces des disques. 2. Séchoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques creux (5) communiquent de proche en proche par des entrées et des sorties (5a, 5b) de fluide caloporteur situées à la périphérie des disques. 3. Séchoir selon la revendication 1 ou 2. caractérisé en ce que les disques creux (5) sont sensiblement coaxiaux et présentent des échancrures parallèles (8) coopérant pour constituer dans l'ensemble des disques un couloir partant de la périphérie des disques et aboutissant à proximité des centres des disques et les plaques tournantes (6) sont portées par un arbre tournant (9) introduit dans ce couloir et sensiblement coaxial aux disques. 4. Séchoir selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre comporte des émotteurs rotatifs (14) disposés entre certains des disques creux. 5. Séchoir selon la revendication 4. caractérisé en ce que les émotteurs (14) sont constitués par de petits arbres rotatifs (16) introduits entre les disques, parallèlement aux disques, et qui portent des couteaux (17). 6. Séchoir selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les émotteurs (14) sont disposés dans une région où le produit a formé des mottes, le broyage de celles-ci améliorant la vitesse de séchage. 7. Séchoir selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des ajutages (18) d'entrée d'air de soufflage disposés au fond de la chambre pour accélérer la migration de la vapeur. 8. Séchoir selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les disques creux (5) sont fixés individuellement aux parois (la, lb) de la chambre par des pattes de fixation (5a, 5b). 9. Séchoir selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites pattes de fixation (5a, 5b) sont creuses et constituent les entrées et les sorties de fluide caloporteur dans les disques et hors des disques. 10. Séchoir selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la chambre (1) a la forme d'une auge munie à une extrémité longitudinale d'une entrée haute (2) pour le produit à sécher et munie à l'extrémité opposée d'une sortie basse (3) de produit séché. 11. Séchoir selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les racleurs tournants sont constitués par des plaques (6) munies de racleurs (12). 12. Séchoir selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites plaques (6) sont cruciformes.