Brevet FR2865025A1 — publié le 20050715

L'invention concerne un procédé et une installation pour le séchage de produits pâteux, plus particulièrement de boues issues de l'épuration biologique. Le séchage des boues humides issues de l'épuration biologique s'effectue couramment par leur mise en contact avec des parois chaudes dans une chambre étanche à l'air. Les boues humides, après déshydratation mécanique, contiennent un extrait sec compris entre 6 et 25% suivant leur origine. Si l'on envoyait ces boues directement, sans autre préparation, sur les parois chaudes, une phase Visco-Plastique se développerait lorsque l'extrait sec atteindrait 50% environ, et la boue devenue collante et plastique adhérerait aux parois chaudes ce qui diminuerait drastiquement le rendement du séchage et perturberait considérablement le fonctionnement de l'installation, notamment si la boue doit être déplacée dans des intervalles faibles entre les parois. Pour éviter l'apparition de cette phase, il est connu de recycler une partie du produit séché, c'est-à-dire de prélever cette partie et de la transporter pour la mélanger à la boue humide en sorte que l'extrait sec de la boue humide ait une valeur supérieure à 50%. Ce procédé est bien connu dans l'industrie sous le nom de BACK MIXING . Dans l'industrie ce recyclage est réalisé grâce à l'utilisation de plusieurs transporteurs à vis. La pluralité est imposée par le fait que la sortie et l'entrée du séchoir sont localisées dans des plans différents. Les transporteurs remplissent également le rôle de séparation du produit fini et du produit recyclé. 2 2865025 Outre les inconvénients de gérer simultanément ces différentes fonctions, ces transporteurs sont la source d'entrée d'air parasite dans la chambre de séchage. Il est à noter que le procédé mettant en uvre la compression mécanique de la vapeur est incompatible avec la présence d'air dans les buées. Celles-ci ne se condensent alors que partiellement. Un but de l'invention est d'élever le degré de siccité du produit pâteux tout en évitant des entrées 10 d'air dans la chambre. On y parvient selon l'invention en réalisant le prélèvement, le transport et le mélange de ladite partie du produit séché intégralement à l'intérieur de la chambre. Une installation conforme à l'invention comprend donc une chambre étanche à l'air munie d'une entrée pour le produit pâteux et d'une sortie pour le produit séché, ladite chambre contenant des parois chaudes entre ladite entrée et ladite sortie pour que le produit pâteux vienne au contact desdites parois, la chambre contenant des moyens de recyclage pour prélever du produit séché en amont de ladite sortie et le transporter à proximité de ladite entrée. Dans une réalisation préférée, lesdits moyens comprennent un transporteur sans fin situé dans un carter muni d'une entrée de produit séché et d'une sortie du produit séché transporté. Dans une réalisation simple, ces moyens de recyclage internes comprennent une vis sans fin tournant dans un carter qui isole la vis du produit ambiant dans la chambre et qui présente une entrée pour recevoir le produit séché et une sortie pour évacuer du carter le produit séché transporté par la vis. 3 2865025 Le réglage de la vitesse de la rotation de la vis permet de régler le débit et donc la proportion de produit séché qui est ainsi recyclée, le reste du produit séché étant extrait de la chambre par la sortie de produit séché, de façon en soi connue. L'invention s'applique à tout séchoir et notamment aux séchoirs comportant des disques creux et fixes chauffés de l'intérieur et disposés en enfilade, ces disques étant séparés par des intervalles où tournent des bras de brassage montés sur un axe rotatif. Un exemple d'un tel séchoir est décrit dans la publication FR 2 712 076. Les bras de brassage et l'axe sur lequel ils sont montés constituent un rotor. Selon l'invention, la vis de recyclage est disposée sous l'enfilade des disques creux parallèlement à cette enfilade. Dans une réalisation préférée, la chambre contient un ou plusieurs couples de tels rotors, les deux rotors de chaque couple tournant autour d'axes de rotation parallèles et les bras des rotors tournant dans des intervalles entre les disques creux chauffants fixes, et à chaque couple est associée une vis de recyclage disposée sous les disques chauffants entre les rotors. L'invention sera encore expliquée ci-après en référence aux figures du dessin joint sur lequel: É la figure 1 est un schéma de principe d'un séchoir comportant un recyclage de l'invention, et É les figures 2 à 4 sont des coupes schématiques d'un 30 mode de réalisation du séchoir par des plans verticaux, la figure 2 étant une coupe suivant le plan C-C de la figure 4 et les figures 3 et 4 étant 4 2865025 des coupes suivant les plans respectifs A-A et B-B de la figure 2. La figure 1 est un schéma de principe de l'invention appliquée à un séchoir de boue biologique humide qui comprend une chambre (1) étanche à l'air, munie d'une entrée (2) de boue humide et d'une sortie (3) (non visible sur la figure) de produit séché, la chambre contenant une enfilade de disques creux chauffants fixes (4) et des bras (5) mélangeurs et racleurs montés sur un arbre (6) pour tourner dans les intervalles (7) entre les disques. Les disques sont chauffés de l'intérieur par circulation dans les disques d'un fluide caloporteur, de façon en soi connue. Un tel séchoir correspond dans son principe à celui qui fait l'objet de la publication FR 2 712 076. Selon l'invention, la chambre contient des moyens de recyclage d'une fraction du produit séché constitués d'une vis sans fin (8) parallèle à l'arbre (6) et logée dans un carter (9) muni d'une entrée (10) de produit séché disposée sous une extrémité de l'enfilade des disques, le carter présentant une sortie (11) disposée à l'autre extrémité de l'enfilade des disques. L'évacuation du produit séché hors du carter (9) est 25 facilitée par une palette (12). La vitesses de rotation de la vis sans fin (8) est réglée par un moteur (13) situé à l'extérieur de la chambre. Les figures 2 à 4 sont des schémas d'une réalisation préférée de séchoir qui comporte dans une chambre (15) étanche à l'air deux rotors horizontaux parallèles et côte à côte qui comprennent chacun une série de bras (16, 16') portés par des arbres respectifs 2865025 (17, 17') et tournant entre des disques chauffants fixes (18, 18') que les bras raclent en tournant. Selon l'invention, ces deux rotors déterminent entre eux un espace (19) où est logé un carter (8) qui 5 contient une vis de recyclage (9). La chambre présente une entrée (E) pour la boue humide, une sortie (S) pour le produit séché et une sortie (V) pour la vapeur résultant du séchage. On a également représenté les entrées (20, 20') qui servent à introduire dans les disques chauffants un fluide caloporteur. Les figures 3 et 4 sont des coupes schématiques du séchoir de la figure 2, respectivement par le plan A-A et par le plan B-B de la figure 2. On n'a pas représenté sur ces figures les moteurs d'entraînement respectifs des arbres (17, 17') des rotors et de la vis (9). De préférence, les arbres (17, 17') tournent en sens inverse l'un de l'autre pour assurer un meilleur malaxage. De fait, les entrées et les sorties sont ou non visibles sur les figures selon le plan de la figure. On a schématisé sur la figure 2, un dispositif (en soi connu) de compression mécanique de la vapeur qui comprend une communication (30) de la sortie de vapeur (V) avec un dépoussiéreur (31) suivi d'un compresseur (32) et une communication (33) du compresseur avec l'entrée (20) qui communique avec l'intérieur des disques chauffants. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui ont été décrits. 6 2865025 REVENDICATIONS 1. Procédé pour sécher un produit pâteux, par contact du produit pâteux avec des parois chaudes dans un chambre étanche à l'air munie d'une entrée pour le produit pâteux et d'une sortie pour le produit séché, qui comprend un prélèvement d'une partie du produit séché et un transport de la partie prélevé vers le produit pâteux pour élever le degré de siccité du produit pâteux à une valeur suffisante pour éviter que le produit pâteux adhère aux parois chauffées, caractérisé en ce que ce prélèvement et ce transport sont réalisés intégralement à l'intérieur de la chambre de façon à maintenir la chambre étanche à l'air. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on effectue ledit transport au moyen d'une vis sans fin logée dans un carter allongé situé sous lesdites parois chaudes, ledit carter présentant à une extrémité une entrée de produit séché et présentant à son extrémité opposée une sortie de produit séché et ladite chambre présentant une entrée de produit pâteux située à proximité de ladite sortie du carter. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on extrait de la chambre la vapeur résultant du séchage, on la comprime et on l'utilise pour chauffer lesdites parois. 4. Installation pour la mise en uvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 3, qui comprend une chambre (1) étanche à l'air munie d'une entrée (2) pour le produit pâteux et d'une sortie (3) pour le produit séché, ladite chambre contenant des parois chaudes (4), caractérisée en ce que la chambre contient des moyens de recyclage (8, 9) pour prélever du produit séché en amont 7 2865025 de ladite sortie et le transporter dans la chambre jusqu'à proximité de ladite entrée. 5. Installation selon la revendication 4 dans laquelle lesdits moyens de recyclage comprennent un transporteur sans fin (8) situé dans un carter (9) muni d'une entrée (10) pour le produit séché à recycler et d'une sortie (11) pour le produit séché transporté. 6. Installation selon la revendication 5 dans laquelle ledit transporteur sans fin (8) est une vis sans fin. 7. Installation selon la revendication 6 et qui comporte des moyens pour régler la vitesse de rotation de la vis sans fin afin de régler la fraction du produit séché qui est recyclée. 8. Installation selon l'une des revendications 4 à 7 dans laquelle la chambre contient un rotor constitué par un arbre tournant (6; 17, 17') qui porte des bras (5 16, 16') intercalés entre lesdites parois chaudes (4 18, 18'). 9. Installation selon la revendication 8 qui comprend au moins un couple de tels rotors (17, 16 17', 16'), les deux rotors tournant autour de deux axes parallèles, et dans laquelle les moyens de recyclage comprennent une vis sans fin (9) disposée dans un carter (8) dans un espace (19) situé entre les zones de rotation des bras (16, 16') des deux rotors. 10. Installation selon la revendication 9 dont les deux rotors (17, 16; 17', 16') tournent dans des sens inverses l'un de l'autre. 11. Installation selon la revendication 9 ou 10 dans laquelle les axes de rotation des deux rotors (17, 16 17', 16') sont situés dans un même plan horizontal et 8 2865025 dans laquelle la vis sans fin (9) tourne autour d'un axe horizontal situé dans le plan de symétrie des deux rotors, sous les axes des rotors. 12. Installation selon l'une des revendications 4 à 11 et qui comprend des moyens (30-33) pour extraire de la chambre la vapeur produite dans la chambre par le séchage du produit pâteux, la comprimer et la renvoyer dans la chambre pour chauffer lesdites parois. 13. Installation selon l'une des revendications 4 à 12 dans laquelle lesdites parois chaudes sont des parois creuses chauffées de l'intérieur par un fluide caloporteur. 14.Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 3 et/ou d'une installation selon l'une des revendications 4 à 13 au séchage des boues humides, notamment de boues biologiques humides. 25