Brevet FR3123974A1 — publié le 20221216

DISPOSITIF DE SECHAGE UNIVERSEL A ETAGES, AUTONOME, AVEC PROTECTION INCENDIE, ET ADAPTE A DES BOUES ET DES MATIERES SOLIDES HUMIDES L’invention concerne une installation de séchage de matières solides humides une installation de séchage de matériaux humides comprenant une unité (1) de production de gaz chaud et sec, et un sécheur (2). L’unité (1) de production de gaz chaud et sec comprend une arrivée de gaz extérieur et un système de pressurisation du gaz chaud et sec (11) assurant la circulation d’un gaz chaud et sec produit dans l’unité (1) de production de gaz chaud et sec vers le sécheur (2). Le sécheur (2) comprend au moins deux étages superposés de séchage de matériaux humides, un étage supérieur (21) et un étage inférieur (22), chaque étage comprenant un caisson de gaz chaud et sec (24), un fond mouvant (25) et un compartiment de gaz tiède et humide (26). Figure 1. DISPOSITIF DE SECHAGE UNIVERSEL A ETAGES, AUTONOME, AVEC SYSTEME DE PROTECTION INCENDIE, ADAPTE A DES BOUES ET DES MATIERES SOLIDES HUMIDES DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne le domaine du séchage de matériaux solides humides ou de boues et plus particulièrement les installations de séchage à gaz chaud et sec, par exemple de l’air chaud et sec ou de la vapeur surchauffée. ART ANTERIEUR L’utilisation de certains matériaux solides comme matières premières est difficile quand leur humidité est plus élevée que requis. Grâce à un processus de séchage, l'humidité peut être largement diminuée. Dans les unités de séchage complètes de l’art antérieur, on trouve une unité de production de gaz chaud et sec, par exemple d’air chaud et sec ou de la vapeur surchauffée, qui permet de chauffer le gaz, grâce à une source de chaleur qui peut être des fumées de combustion, ou toute autre source de chaleur. Ce gaz est envoyé vers la matière à sécher grâce à un système de soufflage ou de détente, si le gaz chaud et sec est sous pression. Le matériau à sécher est acheminé à la boite de réception du produit qui permet ensuite de le faire avancer de manière continue et de le répartir aux différents étages du sécheur où circule le gaz chaud et sec. Le matériau sec est ensuite évacué du sécheur pour être stocké ou transporté. Le gaz humide est évacué des différents étages de sécheur. Bien que ces types d’unité de séchage se ressemblent et apparaissent complètes, la plupart manquent d’éléments essentiels permettant un procédé de séchage efficace et sécurisé contre l’incendie. Ceci entraine des inconvénients majeurs : une grande perte d’énergie à cause de fuites de gaz chaud et sec à travers le sécheur et les convoyeurs amont et aval, ce qui engendre un rendement de séchage plus faible que le rendement qu’on pourrait atteindre avec cette invention, une régulation de séchage très compliquée qui dépend essentiellement de l’humidité du produit sec nécessitant un suivi permanent de cette humidité à l’aide de capteurs d’humidité spécifiques qui sont généralement très coûteux et peu fiables, une présence d’un opérateur en permanence pour contrôler le fonctionnement du sécheur, ce qui augmente le coût d’exploitation du sécheur, un manque de sécurité vis-à-vis des incendies à cause d’un risque d’inflammation du produit et des émissions de vapeurs toxiques ou malodorantes, des problèmes de colmatage du produit dans des convoyeurs d’entrée, en particulier en cas d’humidité très importante, comme par exemple avec des boues, ou de blocage de matière dans ces convoyeurs dans le cas de matériaux de grosses tailles comme les plaquettes forestières de granulométrie importante, un séchage de matières solides non satisfaisant, autrement dit, lorsque l’humidité du produit séché ne correspond pas à la valeur désirée, ce problème pouvant être généré par tous les problèmes mentionnés ci-dessus. La présente invention vient améliorer la situation en matière d’installation de séchage de matériaux humides. Plus particulièrement, un problème technique que se propose de résoudre l’invention est d’améliorer le séchage de matériaux humides, notamment en termes d’efficacité de séchage, d’énergie dépensée pour le séchage, de régulation du séchage, de prévention du risque incendie, d’entretien de l’installation et d’autonomie du fonctionnement de l’installation. Une solution de l’invention à ce problème posé a pour objet une installation de séchage de matériaux humides comprenant une unité de production de gaz chaud et sec, et un sécheur, l’unité de production de gaz chaud et sec comprenant une arrivée de gaz extérieur et un système de pressurisation du gaz chaud et sec assurant la circulation d’un gaz chaud et sec produit dans l’unité de production de gaz chaud et sec vers le sécheur ; le sécheur comprenant au moins deux étages superposés de séchage de matériaux humides, un étage supérieur et un étage inférieur, chaque étage comprenant un caisson de gaz chaud et sec, un fond mouvant et un compartiment de gaz tiède et humide ; ledit caisson de gaz chaud et sec étant en communication aéraulique avec l’unité de production de gaz chaud et sec grâce à au moins une gaine d’admission guidant le gaz chaud et sec de l’unité de production de gaz chaud et sec vers le caisson de gaz chaud et sec ; ledit fond mouvant surmontant le caisson de gaz chaud et sec, et comportant des lattes mobiles pour le convoyage des matériaux humides, lesdites lattes étant munies d’orifices pour la distribution de gaz chaud et sec dans le caisson de gaz chaud et sec vers les matériaux humides ; et ledit compartiment de gaz tiède et humide, surmontant le fond mouvant, et étant en communication aéraulique avec le caisson de gaz chaud et sec par lesdits orifices, pour le transit d’un gaz tiède et humide, après la traversée des matériaux humides, vers l’extérieur du sécheur ; caractérisée en ce que le compartiment de gaz tiède et humide de chaque étage est muni d’une bouche d’extraction du gaz tiède et humide, et en ce que l’étage supérieur présente une ouverture pour une admission des matériaux humides du compartiment de gaz tiède et humide de l’étage supérieur dans le compartiment de gaz tiède et humide de l’étage du dessous, par gravité. L’installation de séchage de l’invention permet en particulier l’amélioration du séchage des matériaux humides en apportant de l’étanchéité entre les étages du sécheur. En effet, en limitant la remontée de gaz tiède et humide à travers les étages du sécheur, le rendement de séchage des matériaux est amélioré. De manière avantageuse, - l’ouverture est une trappe à abattant, rotative ou à glissière, permettant de limiter des remontées de gaz tiède et humide d’un étage à un autre ; - l’installation de séchage comprend en outre un système de convoyage d’entrée des matériaux humides, assurant l’alimentation du sécheur en matériaux humides à l’étage supérieur du sécheur ; et/ou un système de convoyage de sortie de matériaux séchés, assurant l’évacuation des matériaux séchés en sortie de l’étage inférieur ; - le sécheur comprend en outre un système de contrôle commande permettant le contrôle de dispositifs de régulation et l’acquisition de signaux de l’installation ; - le sécheur comprend en outre un ou plusieurs étages intermédiaires, interposés entre l’étage supérieur et l’étage inférieur ; - chaque gaine d’admission comprend un dispositif de régulation du débit de gaz chaud et sec ; - le sécheur comprend en outre un système d’accueil et de répartition des matériaux humides, comprenant répartiteur de la matière, un décompacteur et/ou une vanne guillotine dont la hauteur de matière est réglable et de préférence ajustée grâce à des capteurs spécifiques, ledit système étant disposé en aval du système de convoyage d’entrée et en amont de l’étage supérieur du sécheur ; - le fond mouvant comprend en outre des tôles d’étanchéité, des traverses et des vérins, connectés entre eux pour assurer le mouvement du fond mouvant et l’avancement du matériau humide ; - les lattes mobiles comprennent un dispositif de protection des orifices ; - l’installation de séchage comprend en outre un système d’extraction de gaz tiède et humide pour évacuer le gaz chaud et sec chargé en humidité du compartiment de gaz tiède et humide de chaque étage vers l’extérieur par la bouche, ledit système d’extraction comprenant au moins un système d’aspiration en dépression et une pluralité de gaines d’évacuation, le compartiment de gaz tiède et humide de chaque étage du sécheur étant en communication aéraulique avec au moins une gaine d’évacuation ; - l’installation de séchage comprend outre un dispositif de mesure de la température, disposé dans les étages du sécheur, et/ou dans les gaines d’évacuation ; - l’installation de séchage comprend en outre un système de détection des incendies, et/ou un système d’extinction automatique d’un feu comprenant avantageusement des gicleurs d’eau et un dispositif d’arrêt automatique des ventilateurs et fermeture de registres ; - l’unité de production de gaz chaud et sec comprend en outre un échangeur thermique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels : – la est une vue schématique en coupe d’un mode de réalisation d’une installation de séchage selon l’invention, dans laquelle les flèches en pointillées représentent le sens de circulation du gaz chaud et sec dans l’unité 1 de production de gaz chaud et sec et le sécheur 2, les flèches hachurées représentent le sens de circulation de la matière solide à sécher à chaque étage 21, 22, 23 du sécheur 2, et les flèches quadrillées représentent l’évacuation du gaz tiède et humide par un système d’extraction 3 ; - la est une représentation simplifiée d’un système d’accueil et de répartition selon l’invention, montrant sa connexion avec l’étage supérieur 21 ; - la est une photo de cet exemple de système d’accueil et de répartition selon l’invention ; - la est une photo d’un exemple de fond mouvant 25 présent dans les étages 21, 22, 23 du sécheur et montrant des lattes 27 perforées ; – la représente une vue en trois dimensions de ce mode de réalisation d’une installation de séchage selon l’invention ; – la schématise un exemple de latte 27 du fond mouvant 25 de l’invention, vue du dessus ; - la , en trois dimensions, montre comment les trous 29 débouchant sur le dessus des lattes 27 sont protégés par un chapeau qui permet à la matière de circuler en évitant que les trous soient bouchés par la matière en mouvement. Le gaz chaud et sec sort horizontalement, perpendiculairement au sens de l’avancée de la matière ; - la montre une coupe transversale de la latte 27 à travers un trou 29 de passage : on y retrouve le trou 29 et son chapeau ; – la montre le fonctionnement des fonds mouvants 25 en 4 étapes selon l’avancement des lattes 27. Installation de séchage de matériaux humides comprenant une unité (1) de production de gaz chaud et sec, et un sécheur (2), l’unité (1) de production de gaz chaud et sec comprenant une arrivée de gaz extérieur et un système de pressurisation du gaz chaud et sec (11) assurant la circulation d’un gaz chaud et sec produit dans l’unité (1) de production de gaz chaud et sec vers le sécheur (2) ; le sécheur (2) comprenant au moins deux étages superposés de séchage de matériaux humides, un étage supérieur (21) et un étage inférieur (22), chaque étage comprenant un caisson de gaz chaud et sec (24), un fond mouvant (25) et un compartiment de gaz tiède et humide (26) ; ledit caisson de gaz chaud et sec (24) étant en communication aéraulique avec l’unité (1) de production de gaz chaud et sec grâce à au moins une gaine d’admission (12) guidant le gaz chaud et sec de l’unité (1) de production de gaz chaud et sec vers le caisson de gaz chaud et sec (24) ; ledit fond mouvant (25) surmontant le caisson de gaz chaud et sec (24), et comportant des lattes (27) mobiles pour le convoyage des matériaux humides, lesdites lattes (27) étant munies d’orifices (29) pour la distribution de gaz chaud et sec dans le caisson de gaz chaud et sec (24) vers les matériaux humides ; et ledit compartiment de gaz tiède et humide (26), surmontant le fond mouvant (25), et étant en communication aéraulique avec le caisson de gaz chaud et sec (24) par lesdits orifices (29), pour le transit d’un gaz tiède et humide, après la traversée des matériaux humides, vers l’extérieur du sécheur (2) ; caractérisée en ce que le compartiment de gaz tiède et humide (26) de chaque étage est muni d’une bouche (31) d’extraction du gaz tiède et humide, et en ce que l’étage supérieur (21) présente une ouverture (28) pour une admission des matériaux humides du compartiment de gaz tiède et humide (26) de l’étage supérieur dans le compartiment de gaz tiède et humide (26) de l’étage du dessous, par gravité. Installation de séchage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’ouverture (28) est une trappe à abattant, rotative ou à glissière, permettant de limiter des remontées de gaz tiède et humide d’un étage à un autre. Installation de séchage selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un système de convoyage d’entrée des matériaux humides, assurant l’alimentation du sécheur (2) en matériaux humides à l’étage supérieur (21) du sécheur (2) ; et/ou un système de convoyage de sortie de matériaux séchés, assurant l’évacuation des matériaux séchés en sortie de l’étage inférieur (22). Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sécheur (2) comprend en outre un système de contrôle commande permettant le contrôle de dispositifs de régulation et l’acquisition de signaux de l’installation . Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sécheur (2) comprend en outre un ou plusieurs étages intermédiaires (23), interposés entre l’étage supérieur (21) et l’étage inférieur (22) . Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque gaine d’admission (12) comprend un dispositif de régulation du débit de gaz chaud et sec. Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sécheur (2) comprend en outre un système d’accueil et de répartition des matériaux humides, comprenant répartiteur de la matière (20), un décompacteur (200) et/ou une vanne guillotine (201) dont la hauteur de matière est réglable et de préférence ajustée grâce à des capteurs spécifiques, ledit système étant disposé en aval du système de convoyage d’entrée et en amont de l’étage supérieur (21) du sécheur (2). Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fond mouvant (25) comprend en outre des tôles d’étanchéité, des traverses et des vérins, connectés entre eux pour assurer le mouvement du fond mouvant et l’avancement du matériau humide. Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les lattes (27) mobiles comprennent un dispositif de protection des orifices (29). Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un système d’extraction (3) de gaz tiède et humide pour évacuer le gaz chaud et sec chargé en humidité du compartiment de gaz tiède et humide (26) de chaque étage (21, 22, 23) vers l’extérieur par la bouche (31), ledit système d’extraction (3) comprenant au moins un système d’aspiration en dépression et une pluralité de gaines d’évacuation, le compartiment de gaz tiède et humide (26) de chaque étage du sécheur (2) étant en communication aéraulique avec au moins une gaine d’évacuation. Installation de séchage selon la revendication 10, caractérisée en ce qu’elle comprend outre un dispositif de mesure de la température, disposé dans les étages (21, 22, 23) du sécheur (2), et/ou dans les gaines d’évacuation. Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un système de détection des incendies, et/ou un système d’extinction automatique d’un feu comprenant avantageusement des gicleurs d’eau et un dispositif d’arrêt automatique des ventilateurs et fermeture de registres. Installation de séchage selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l’unité (1) de production de gaz chaud et sec comprend en outre un échangeur thermique (13).