BE1026679B1 - Appareil de traitement thermique - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un appareil, et l’utilisation d’un tel appareil, pour le traitement thermique d’un produit, tel que de la matière en vrac entre autres, ledit appareil comprenant : une chambre de traitement configurée pour traiter ledit produit ; une unité de génération configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur à travers la chambre de traitement ; un moyen de détermination de poids configuré pour déterminer une valeur représentative du poids dudit produit en fonction du temps durant le traitement du produit ; et un moyen de conditionnement configuré pour contrôler en fonction du temps au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur à travers la chambre de traitement, en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée.

Description

APPAREIL DE TRAITEMENT THERMIQUE
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention a trait à un appareil de traitement thermique de produits tels que de la matière en vrac.
ANTÉCÉDENTS DE L’INVENTION
Selon une solution connue, la détermination de la perte de masse d'un produit durant le traitement thermique, par exemple durant le séchage, requiert une mise en contact du produit avec un flux de gaz, ce dernier se trouvant dans un état différent de son état initial une fois passé à travers le produit. Les grandeurs typiquement mesurées au cours du traitement thermique sont la température, la vitesse, ainsi que la composition chimique du flux de gaz, avant et après contact avec le produit. La composition chimique du flux de gaz peut comprendre de la vapeur, éventuellement saturée et/ou surchauffée, de l'air, éventuellement humide, de l'azote, etc. La vitesse du flux de gaz, quant à elle, s'obtient généralement par l'intermédiaire d'une mesure de pression statique et de pression dynamique, selon un principe connu tel que le principe de Pitot.
Il est dès lors possible de quantifier le débit massique du gaz en se basant sur la mesure des grandeurs précitées. La différence entre le débit massique évalué après contact avec le produit et le débit massique évalué avant contact avec le produit correspond à la perte de masse du produit durant le traitement thermique, ou, en d'autres termes, à la quantité d'eau évaporée dans l'exemple d'un séchage. Cependant, cette solution ne jouit pas d'une bonne précision, les erreurs relatives sur la perte de masse du produit pouvant atteindre une vingtaine de pourcents. Ainsi, concevoir une installation industrielle basée sur cette solution n'est pas envisageable, même si cette dernière fournit un comportement qualitatif de la quantité d'eau évaporée quittant le produit.
Selon une solution connue dans l'industrie, un appareil de traitement thermique opérant selon une méthode dite continue peut comprendre un tunnel dans lequel le produit est inséré et acheminé par exemple sur une bande transporteuse, ainsi qu'une chambre de traitement, un ventilateur, un brûleur et des capteurs de température, de pression et d'humidité. Un flux de gaz est dirigé vers le produit, ledit gaz devenant de plus en plus froid et humide au cours du traitement thermique du produit. Dans l'exemple d'un séchage, la partie du produit située en début de bande transporteuse ressentant ainsi le gaz le plus froid et le plus humide, il est nécessaire de créer une atmosphère non uniforme au sein du tunnel, en fonction de la position du produit sur la bande transporteuse, ce qui
BE2018/5678 complique la mise en œuvre d’un tel procédé industriel. Des améliorations techniques sont donc requises dans ce domaine.
RÉSUMÉ
L’objectif de modes de réalisation de l’invention est de proposer un appareil de traitement thermique, par exemple de séchage, de produits tels que de la matière en vrac, qui soit capable d’améliorer la précision sur la détermination de la perte de masse du produit durant le traitement thermique. Plus particulièrement, des modes de réalisation de l’invention ont pour but de proposer un appareil de traitement thermique de produits tels que de la matière en vrac, qui opère selon une méthode dite discontinue ou batch, et qui soit capable de simuler à une échelle industrielle le fonctionnement d’un appareil de traitement thermique continu, tout en permettant un gain d’espace grâce à un volume total réduit.
Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un appareil pour traiter thermiquement un produit, tel que de la matière en vrac entre autres, ledit appareil comprenant une chambre de traitement configurée pour traiter ledit produit, une unité de génération configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur à travers la chambre de traitement, un moyen de détermination de poids configuré pour déterminer une valeur représentative du poids dudit produit en fonction du temps durant le traitement du produit, ainsi qu’un moyen de conditionnement configuré pour contrôler en fonction du temps au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur à travers la chambre de traitement, en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée.
Un mode de réalisation de l’invention repose donc sur un appareil de traitement thermique, par exemple de séchage, permettant de suivre l’évolution temporelle d’une valeur représentative du poids du produit à traiter thermiquement. Ladite valeur peut par exemple correspondre à la masse d’eau qui a été évaporée du produit au cours d’un séchage. Ainsi, un bilan massique d’eau évaporée peut non seulement être obtenu sur base des valeurs de débit massique de gaz avant et après contact avec le produit, mais la masse d’eau évaporée peut également être connue tout au long du processus de séchage du produit. Ceci permet d’obtenir une courbe de la quantité d’eau évaporée en fonction du temps. Le moyen de conditionnement étant configuré pour contrôler en fonction du temps au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur à travers la chambre de traitement, en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée, cela permet de mettre en place un appareil de traitement thermique de produits selon une méthode discontinue capable de simuler à une échelle industrielle le fonctionnement d’un appareil de
BE2018/5678 traitement thermique continu, tout en améliorant la précision sur la détermination de la perte de masse du produit durant le traitement thermique et en permettant un gain d'espace.
Selon des exemples de modes de réalisation, le traitement thermique comprend l'un quelconque ou plusieurs des traitements suivants : séchage, chauffage, torréfaction, pyrolyse, gazéification, ou une combinaison des traitements précités.
Ainsi, outre l'exemple susmentionné du séchage, le présent appareil permet entre autres le chauffage, la torréfaction, la pyrolyse et la gazéification de produits tels que de la matière en vrac. Ainsi, le présent appareil ne se limite pas à l'évaporation d'eau d'un produit. Il permet également de traiter par exemple des fibres de verre usagées dans lesquelles des composants organiques se trouvent. Il s'agit dès lors de gazéifier lesdits composants organiques en chauffant les fibres de verre, tout en empêchant une arrivée d'oxygène dans la chambre de traitement. Les fibres de verre peuvent donc être réutilisées après traitement thermique, et la quantité de composants organiques gazéifiés est déterminée par la perte de poids des fibres de verre. En plus d'une évaporation, des réactions chimiques peuvent avoir lieu au sein d'un tel appareil, par exemple lors de tests réalisés avec des grains de café. Ainsi, le présent appareil permet de réaliser une série de tests sur un grand nombre de produits différents. Il permet également un traitement thermique en utilisant de l'air ou de la vapeur.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de détermination de poids est configuré pour déterminer ladite valeur représentative du poids du produit substantiellement en temps réel. Le moyen de conditionnement est configuré pour contrôler ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur substantiellement en temps réel.
Typiquement, différentes phases interviennent durant le traitement thermique du produit. Dans l'exemple d'un séchage, dans un premier temps, la densité d'eau au sein du produit est homogène. La phase de chauffe du produit conduit à une quantité d'évaporation augmentant avec le temps, car il est facile d'évaporer l'eau à la surface du produit. Le taux d'évaporation diminue ensuite, jusqu'à s'annuler à un maximum, ou pic, de la courbe. Avant le pic, le taux d'évaporation dépend des conditions de l'atmosphère créée autour du produit. Au-delà du pic, la quantité d'eau évaporée devient décroissante en fonction du temps, et s'annule lorsque toute l'eau a été évaporée du produit. L'humidité qui a migré au sein du produit devient une barrière aux migrations d'eau suivantes. Ainsi, il est utile de connaître le taux de dissipation de l'eau au sein du produit au-delà du pic.
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La détermination dudit pic d’évaporation peut être utile pour le dimensionnement d’un appareil de traitement thermique, par exemple d’un appareil de séchage. Selon un mode de réalisation, le moyen de détermination de poids peut être configuré pour faire l’acquisition de quantités d’eau évaporée un nombre suffisant de fois au cours du temps, de préférence en temps réel, afin d’obtenir une courbe temporelle précise. Il est à noter que certains produits ne possèdent pas de pic du fait de leur composition chimique ; leur courbe temporelle présente immédiatement une quantité d’eau évaporée décroissante en fonction du temps.
Selon un mode de réalisation préféré, la chambre de traitement comprend un support configuré pour supporter le produit durant le traitement. Ledit support est connecté au moyen de détermination de poids de sorte que le moyen de détermination de poids mesure le poids du support et la valeur représentative du poids du produit sur le support.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de détermination de poids est situé hors de la chambre de traitement.
Ainsi, le moyen de détermination de poids peut opérer à des températures ambiantes et ne doit pas être capable de résister à la gamme de température typiquement rencontrée dans un appareil de traitement thermique, à savoir jusqu’à 850 °C.
Selon un mode de réalisation préféré, le support est connecté au moyen de détermination de poids par au moins un élément de connexion. De préférence, ledit au moins un élément de connexion dépasse partiellement hors de la chambre de traitement à travers une paroi de la chambre de traitement.
Cette disposition est préférée car il est préféré de placer les capteurs de poids à l’extérieur de la chambre de traitement, alors que le support s’y trouve à l’intérieur. A ce stade, le type de paroi n’est pas précisé ; il peut s’agir d’une paroi inférieure, supérieure ou latérale de la chambre de traitement.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit au moins un élément de connexion est agencé en utilisant un joint de telle sorte que la chambre de traitement est imperméable à l’air et/ou à un gaz. Ledit au moins un élément de connexion est autorisé à se mouvoir par rapport à ladite paroi le long d’un axe, typiquement un axe vertical.
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Ainsi, la chambre de traitement étant imperméable à l'air et/ou à tout autre gaz, la détermination de la valeur représentative du poids du produit n'est pas corrompue par le poids de matière qui se serait infiltrée dans la chambre de traitement, ce qui améliore la précision des mesures de poids. De plus, comme le poids du produit varie en fonction du temps, l'élément de connexion doit être libre de se mouvoir le long d'un axe, en fonction de l'évolution du poids du produit.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit joint est placé entre ledit au moins un élément de connexion et la paroi de la chambre de traitement.
Selon un exemple de mode de réalisation, le joint comprend un joint flexible configuré pour autoriser ledit au moins un élément de connexion à se mouvoir sans friction le long dudit axe.
Selon un autre exemple de mode de réalisation, le joint comprend un joint liquide, de préférence un joint à huile, configuré pour autoriser ledit au moins un élément de connexion à se mouvoir sans friction le long dudit axe.
Ainsi, ce mouvement peut s'opérer sans friction, ni autre force de résistance audit mouvement, pour éviter de perturber les mesures de poids. Les deux modes de réalisation susmentionnés facilitent la conception du joint prévu à cet effet.
Selon un mode de réalisation préféré, un matériau dudit au moins un élément de connexion comprend un matériau présentant une faible conductivité thermique.
En effet, un matériau présentant une faible conductivité thermique, autrement dit un isolant thermique, permet de protéger le moyen de détermination de poids d'éventuels dégâts occasionnés par la chaleur. Un exemple d'un tel matériau est le téflon, mais d'autres isolants thermiques sont envisageables.
Selon un exemple de mode de réalisation, ledit au moins un élément de connexion est un pilier, et la paroi est une paroi inférieure de la chambre de traitement.
Selon un autre exemple de mode de réalisation, ledit au moins un élément de connexion est un élément de suspension, et la paroi est une paroi supérieure de la chambre de traitement.
Ainsi, la connexion entre le support et le moyen de détermination de poids s'opère soit à travers le sol, soit à travers le plafond de la chambre de traitement. Ces deux modes de réalisation ont
BE2018/5678 l'avantage d'être facilement mis en œuvre, compte tenu que le poids est une force localement verticale.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de détermination de poids comprend au moins un capteur de force.
Dans un mode de réalisation faisant intervenir un support, ledit au moins un capteur de force ne mesure que le poids du support et la valeur représentative du poids du produit sur le support, ce qui permet d'utiliser des capteurs de force de taille standard, et de bonne sensibilité, augmentant ainsi la précision sur les mesures de poids. Dans le cas d'un produit en vrac, il est à noter que ce qui est effectivement mesuré du produit est son poids total. Dès lors, de préférence l'unité de génération de gaz et/ou de vapeur du présent appareil est configurée pour générer un flux de telle sorte que chaque particule du produit à traiter thermiquement ressente substantiellement le même flux, et de telle sorte que, dans l'exemple d'un séchage, l'évaporation d'eau de chaque particule du produit prise séparément soit proche de l'évaporation moyenne d'eau du produit total.
Selon un exemple de mode de réalisation, ledit au moins un capteur de force comprend un élément piézoélectrique.
En effet, les éléments piézoélectriques sont des composants de capteurs de force permettant d'obtenir des mesures précises de poids.
Selon un mode de réalisation préféré, l'unité de génération est configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur dans une direction ascendante et/ou dans une direction descendante à travers la chambre de traitement.
Ainsi, le produit peut être traité thermiquement de manière plus uniforme que dans le cas d'une seule direction de flux de gaz et/ou de vapeur, qu'elle soit ascendante ou descendante. En cas de flux de gaz et/ou de vapeur ascendant, le poids mesuré sera moindre, et il convient de prendre en compte cet effet dans la correction de la valeur mesurée. Dans le cas d'un produit en vrac, une alternative est de ne prévoir qu'une seule direction de flux de gaz et/ou de vapeur, et de mettre en vibration le produit de manière à modifier la couche qui est exposée au flux de gaz et/ou de vapeur.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de détermination de poids est configuré pour déterminer ladite valeur représentative du poids du produit périodiquement, au moins toutes les 30 s, de préférence au moins toutes les secondes.
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Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de conditionnement est configuré pour ajuster ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur, en fonction d'une modification de ladite valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur contrôlée par le moyen de conditionnement comprend l'une quelconque ou plus que les propriétés suivantes : température, vitesse, taux d'humidité, composition chimique, ou une combinaison des propriétés précitées.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de conditionnement est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, la température du flux de gaz et/ou de vapeur en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée, de telle sorte que ladite température est maintenue entre 20 °C et 850 °C, de préférence supérieure à 50 °C.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de conditionnement est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, la vitesse du flux de gaz et/ou de vapeur en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée, de telle sorte que ladite vitesse est maintenue entre 0.1 m/s et 20 m/s, de préférence supérieure à 0.5 m/s.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de conditionnement est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, le taux d'humidité du flux de gaz et/ou de vapeur en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée, de telle sorte que ledit taux d'humidité est maintenu entre 0.1 % et 100 %, de préférence supérieur à 50 %.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de conditionnement est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, le taux d'oxygène du flux de gaz et/ou de vapeur en fonction de la valeur représentative du poids du produit qui a été déterminée, de telle sorte que ledit taux d'oxygène est maintenu entre 0 % et 21 %, de préférence inférieur à 15 %.
Ces valeurs de température, de vitesse, de taux d'humidité et de taux d'oxygène sont en effet les valeurs préférentielles à considérer pour garantir un bon régime de fonctionnement de l'appareil de traitement thermique selon la présente invention. Le moyen de conditionnement est configuré pour contrôler lesdites propriétés précitées de préférence en temps réel pour augmenter la précision atteinte par un tel appareil.
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Selon un second aspect de l'invention, il est proposé une utilisation d'un appareil selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents pour le traitement thermique d'un produit, tel que de la matière en vrac entre autres, ledit traitement thermique comprenant l'un quelconque ou plusieurs des traitements suivants : séchage, chauffage, torréfaction, pyrolyse, gazéification, ou une combinaison des traitements précités.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Des modes de réalisation de la présente invention seront décrits ci-après dans de plus amples détails, en référence aux dessins annexés. Dans les dessins, des numéros de référence identiques correspondent à des caractéristiques identiques ou similaires.
La Figure 1 illustre une vue schématique d'un exemple de mode de réalisation d'un appareil de traitement thermique selon l'invention ;
La Figure 2 illustre une vue schématique d'un exemple de mode de réalisation détaillé d'un appareil de traitement thermique selon l'invention ;
Les Figures 3a-3b illustrent une vue schématique de deux exemples de mode de réalisation d'une chambre de traitement selon l'invention ;
Les Figures 4a-4b illustrent une vue schématique de deux exemples de mode de réalisation d'une interface entre un élément de connexion et une paroi de la chambre de traitement selon l'invention;
Les Figures 5a-5b illustrent une vue schématique de deux autres exemples de mode de réalisation d'une interface entre un élément de connexion et une paroi de la chambre de traitement selon l'invention.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION
La Figure 1 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation d'un appareil de traitement thermique selon l'invention.
Dans l'exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 1, un appareil 1 pour traiter thermiquement un produit P, tel que de la matière en vrac entre autres, comprend une chambre de traitement 100 configurée pour traiter ledit produit P, une unité de génération 200 configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur F à travers la chambre de traitement 100, ainsi qu'un moyen de détermination de poids 300 configuré pour déterminer une valeur représentative du poids dudit produit P en fonction du temps durant le traitement du produit P, et un moyen de conditionnement 400 configuré pour contrôler en fonction du temps au moins une propriété du flux de gaz et/ou de
BE2018/5678 vapeur F à travers la chambre de traitement 100, en fonction de la valeur représentative du poids du produit P qui a été déterminée.
L'appareil de traitement thermique 1 permet donc de suivre l'évolution temporelle d'une valeur représentative du poids du produit P à traiter thermiquement. Ladite valeur peut par exemple correspondre à la masse d'eau qui a été évaporée du produit P au cours d'un séchage. Ainsi, la masse d'eau évaporée peut également être connue tout au long du processus de séchage du produit. Ceci permet d'obtenir une courbe de la quantité d'eau évaporée au cours du temps. Le traitement thermique comprend l'un quelconque ou plusieurs des traitements suivants : séchage, chauffage, torréfaction, pyrolyse, gazéification, ou une combinaison des traitements précités. Ainsi, l'appareil de traitement thermique 1 ne se limite pas à l'évaporation d'eau d'un produit, mais permet également de traiter par exemple des fibres de verre usagées dans lesquelles des composants organiques se trouvent, comme expliqué plus haut dans le texte. Ainsi, l'appareil de traitement thermique 1 permet de réaliser une série de tests sur un grand nombre de produits différents. Il permet aussi un traitement thermique en utilisant de la vapeur, éventuellement saturée et/ou surchauffée, de l'air, éventuellement humide, de l'azote, etc.
La chambre de traitement 100 comprend un support 101 configuré pour supporter le produit P durant le traitement. Ledit support 101 est connecté au moyen de détermination de poids 300 de sorte que ce dernier mesure le poids du support 101 et la valeur représentative du poids du produit P sur le support 101.
L'unité de génération 200 est configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur F dans une direction ascendante et/ou dans une direction descendante à travers la chambre de traitement 100. En cas de flux de gaz et/ou de vapeur ascendant, le poids mesuré sera moindre, et il convient de prendre en compte cet effet dans la correction de la valeur représentative du poids du produit P qui est déterminée. Dans le cas d'un produit P en vrac, une alternative est de ne prévoir qu'une seule direction de flux de gaz et/ou de vapeur F, par exemple descendante, et de mettre en vibration le produit P de manière à modifier la couche qui est exposée au flux de gaz et/ou de vapeur F.
Le moyen de détermination de poids 300 peut comprendre au moins un capteur de force, et peut être situé hors de la chambre de traitement 100. Ledit au moins un capteur de force peut comprendre un élément piézoélectrique. En outre, le moyen de détermination de poids 300 peut être configuré pour déterminer ladite valeur représentative du poids du produit P substantiellement en temps réel. De cette manière, il peut être configuré pour déterminer ladite valeur représentative
BE2018/5678 du poids du produit P périodiquement, au moins toutes les 30 s, de préférence au moins toutes les secondes.
Le moyen de conditionnement 400 peut être configuré pour contrôler ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur F substantiellement en temps réel. Ainsi, il peut être configuré pour ajuster ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur F, en fonction d'une modification de ladite valeur représentative du poids du produit P qui a été déterminée. Ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur F contrôlée par le moyen de conditionnement 400 comprend l'une quelconque ou plus que les propriétés suivantes : température, vitesse, taux d'humidité, composition chimique, ou une combinaison des propriétés précitées. Par exemple, le moyen de conditionnement 400 peut être configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, la température, la vitesse, le taux d'humidité et le taux d'oxygène du flux de gaz et/ou de vapeur F, de telle sorte que ladite température est maintenue entre 20 °C et 850 °C, de préférence supérieure à 50 °C, que ladite vitesse est maintenue entre 0.1 m/s et 20 m/s, de préférence supérieure à 0.5 m/s, que ledit taux d'humidité est maintenu entre 0.1 % et 100 %, de préférence supérieur à 50 %, et que ledit taux d'oxygène est maintenu entre 0 % et 21 %, de préférence inférieur à 15 %.
La Figure 2 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation détaillé d'un appareil de traitement thermique selon l'invention.
Dans l'exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 2, l'appareil de traitement thermique 1 comprend une chambre de traitement 100, une unité de génération 200, ainsi qu'un moyen de détermination de poids et un moyen de conditionnement (non représentés par souci de clarté). La description des fonctionnalités et caractéristiques des composants susmentionnés de l'appareil de traitement thermique 1 présentée dans le texte se rapportant à la Figure 1 reste valable pour la Figure 2.
La chambre de traitement 100 peut comprendre en outre des capteurs de température TT et de pression PT. L'unité de génération 200 peut comprendre en outre un ventilateur réglable 201 pour réguler la vitesse du flux de gaz et/ou de vapeur F, un dispositif tel qu'une résistance électrique 202 pour réguler la température du flux de gaz et/ou de vapeur F, ainsi qu'un dispositif tel qu'un pont de Wheatstone 203 pour modifier la direction du flux de gaz et/ou de vapeur F, ascendante et/ou descendante.
De plus, l'unité de génération peut comprendre plusieurs vannes réglables 204, 205, 206, 207. La vanne 204 est comprise dans un circuit d'entrée d'air frais, tandis que la vanne 205 est comprise
BE2018/5678 dans un circuit d’évacuation de gaz usagés. La vanne 206 est quant à elle comprise dans un circuit d’injection d’eau déminéralisée (situé en amont ou en aval du dispositif 202), au cas où plus d’humidité est requise dans l’appareil de traitement thermique 1. Elle permet donc de réguler le taux d’humidité du flux de gaz et/ou de vapeur F. Enfin, en cas d’utilisation de vapeur surchauffée, la vanne 207 est comprise dans un circuit d’évacuation d’excès de vapeur. En effet, une surpression est créée suite à l’évaporation de l’eau du produit P. Dans le cas de vapeur surchauffée, les vannes 204 et 205 sont fermées. Au début du traitement, un taux élevé d’humidité est présent dans le flux de gaz et/ou de vapeur. Au cours du traitement, ce taux est réduit alors que le produit devient plus sec. La création d’humidité au sein de la chambre de traitement 100 est réalisable lorsque le produit est relativement humide. S’il s’agit d’un produit relativement sec, ou si le volume du produit est significativement inférieur au volume de la chambre de traitement 100, il peut être utile de générer de l’humidité dans une portion de l’appareil de traitement thermique 1 située en amont du produit.
Les Figures 3a-3b illustrent de manière schématique deux exemples de mode de réalisation d’une chambre de traitement selon l’invention.
Dans les exemples de mode de réalisation illustrés dans les Figures 3a-3b, la chambre de traitement 100 comprend un support 101 configuré pour supporter le produit P durant le traitement. Le support 101 est connecté au moyen de détermination de poids (non représenté par souci de clarté) de sorte que ce dernier mesure le poids du support 101 et la valeur représentative du poids du produit P sur le support 101. Le support peut comprendre en outre un plateau 111 sur lequel repose le produit P. Le support 101 est connecté au moyen de détermination de poids par au moins un élément de connexion 102 ; 112, de préférence par trois éléments de connexion 102, 103, 104 ;
112, 113, 114. Ainsi, de préférence le plateau aura la forme d’un triangle, plus préférablement la forme d’un triangle équilatéral. Par exemple, les trois éléments de connexion 102, 103, 104 ; 112,
113, 114 peuvent se trouver aux sommets de ce triangle. L’homme de métier comprendra que le nombre d’éléments de connexion peut varier, tout comme la forme du plateau.
Le moyen de détermination de poids peut comprendre au moins un capteur de force, et peut être situé dans et/ou hors de la chambre de traitement 100. Ainsi, le moyen de détermination de poids peut opérer à des températures et taux d’humidité ambiants et ne doit pas être capable de résister à la gamme de température et de taux d’humidité typiquement rencontrée dans un appareil de traitement thermique, à savoir jusqu’à 850 °C et dans une atmosphère de vapeur surchauffée, correspondant à un taux d’humidité maximal. De plus, ledit au moins un capteur de force peut comprendre un élément piézoélectrique.
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Ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 dépasse partiellement hors de la chambre de traitement 100 à travers une paroi 110 ; 110’ de la chambre de traitement 100. Il peut s’agir d’une paroi inférieure 110 comme illustré sur la Figure 3a, ou bien d’une paroi supérieure 110’ comme illustré sur la Figure 3b. Dans le premier cas, ledit au moins un élément de connexion correspond à un pilier 102 ; dans le second cas il correspond à un élément de suspension 112, tel qu’un câble. Dans les deux cas, ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 est agencé en utilisant un joint (pas représenté par souci de clarté) de telle sorte que la chambre de traitement 100 est imperméable à l’air et/ou à tout autre gaz. De plus, ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 est autorisé à se mouvoir sans friction, ni autre force de résistance audit mouvement, par rapport à la paroi 110 ; 110’ le long d’un axe, typiquement un axe vertical.
Ln matériau dudit au moins un élément de connexion 102 ; 112 peut comprendre un matériau présentant une faible conductivité thermique, autrement dit un isolant thermique, permettant de protéger le moyen de détermination de poids d’éventuels dégâts occasionnés par la chaleur. Ln exemple d’un tel matériau est le téflon, mais l’homme de métier comprendra que d’autres isolants thermiques sont envisageables.
Les Figures 4a-4b illustrent de manière schématique deux exemples de mode de réalisation d’une interface entre un élément de connexion et une paroi de la chambre de traitement selon l’invention. Dans les exemples de mode de réalisation illustrés dans les Figures 4a-4b, ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 dépasse partiellement hors de la chambre de traitement (pas représentée par souci de clarté) à travers une paroi 110 ; 110’ de la chambre de traitement. Il est en outre autorisé à se mouvoir par rapport à la paroi 110 ; 110’ le long d’un axe, typiquement un axe vertical. Dans le cas illustré sur la Figure 4a, ledit au moins un élément de connexion correspond à un pilier 102 ; dans le cas illustré à la Figure 4b il correspond à un élément de suspension 112, tel qu’un câble.
De préférence, le joint 120 ; 120’ est placé entre ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 et la paroi 110 ; 110’ de la chambre de traitement. La paroi correspond à une paroi inférieure 110 comme illustré à la Figure 4a, ou à une paroi supérieure 110’ comme illustré à la Figure 4b. Le joint comprend un joint flexible 120 ; 120’ configuré pour autoriser ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 à se mouvoir sans friction, ni autre force de résistance audit mouvement, le long de l’axe. Le joint flexible 120 ; 120’ comprend un matériau imperméable à l’air et/ou à tout autre gaz, et résistant à haute température. Le joint flexible 120 ; 120’ comprend également un matériau remplissant la fonction de compensateur pour compenser l’effet de l’expansion thermique des matériaux constituant la paroi 110 ; 110’, ledit au moins élément de connexion 102 ; 112 et le
BE2018/5678 joint flexible 120 ; 120'. Il peut s'agir d'un seul matériau capable de remplir fonctions susmentionnées, ou d'une association de matériaux remplissant des fonctions différentes.
Les Figures 5a-5b illustrent de manière schématique deux autres exemples de mode de réalisation d'une interface entre un élément de connexion et une paroi de la chambre de traitement selon l'invention.
Dans les exemples de mode de réalisation illustrés dans les Figures 5a-5b, le joint comprend un joint liquide 130 ; 130', de préférence un joint à huile, configuré pour autoriser ledit au moins un élément de connexion 102 ; 112 à se mouvoir sans friction, ni autre force de résistance audit mouvement, le long de l'axe. Le joint liquide 130 ; 130' comprend au moins une cellule contenant de l'huile, ou tout autre liquide incompressible, ainsi qu'un moins un élément fixé audit au moins un élément de connexion 102 ; 112. Cet élément est libre de se mouvoir dans ladite au moins une cellule contenant de l'huile. Cette solution est similaire à la technologie des vérins hydrauliques, et assure l'imperméabilité de la chambre de traitement (pas représentée par souci de clarté) à l'air et/ou à un gaz. Par ailleurs, les autres fonctionnalités et caractéristiques des joints 120 ; 120' étant communes aux joints 130 ; 130', leur description présentée dans le texte se rapportant aux Figures 4a-4b reste valable pour les Figures 5a-5b.
Les principes de l'invention ont été décrits ci-dessus en conjonction avec des modes de réalisation spécifiques, mais l'homme de métier comprendra que cette description a uniquement vocation d'exemple et ne saurait limiter la portée de la protection qui est déterminée par les revendications annexées.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Un appareil (1) de traitement thermique d'un produit (P), tel que de la matière en vrac entre autres, ledit appareil comprenant :
une chambre de traitement (100) configurée pour traiter ledit produit (P) ;
une unité de génération (200) configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur (F) à travers la chambre de traitement (100) ;
un moyen de détermination de poids (300) configuré pour déterminer une valeur représentative du poids dudit produit (P) en fonction du temps durant le traitement du produit (P) ;
un moyen de conditionnement (400) configuré pour contrôler en fonction du temps au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur (F) à travers la chambre de traitement (100), en fonction de la valeur représentative du poids du produit (P) qui a été déterminée.
2. L'appareil selon la revendication 1, dans lequel le moyen de détermination de poids (300) est configuré pour déterminer ladite valeur représentative du poids du produit (P) substantiellement en temps réel ; et dans lequel le moyen de conditionnement (400) est configuré pour contrôler ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur (F) substantiellement en temps réel.
3. L'appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la chambre de traitement (100) comprend un support (101) configuré pour supporter le produit (P) durant le traitement ; dans lequel ledit support (101) est connecté au moyen de détermination de poids (300) de sorte que le moyen de détermination de poids (300) mesure le poids du support (101) et la valeur représentative du poids du produit (P) sur le support (101).
4. L'appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination de poids (300) est situé hors de la chambre de traitement (100).
5 conditionnement (400) est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, le taux d'oxygène du flux de gaz et/ou de vapeur (F) en fonction de la valeur représentative du poids du produit (P) qui a été déterminée, de telle sorte que ledit taux d'oxygène est maintenu entre 0 % et 21 %, de préférence inférieur à 15 %.
5. L'appareil selon les revendications 3et 4, dans lequel le support (101) est connecté au moyen de détermination de poids (300) par au moins un élément de connexion (102 ; 112) ; et dans lequel ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) dépasse partiellement hors de la chambre de traitement (100) à travers une paroi (110 ; 110') de la chambre de traitement (100).
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6. L'appareil selon la revendication 5, dans lequel ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) est agencé en utilisant un joint de telle sorte que la chambre de traitement (100) est imperméable à l'air et/ou à un gaz ; dans lequel ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) est autorisé à se mouvoir par rapport à ladite paroi (110 ; 110') le long d'un axe.
7. L'appareil selon la revendication 6, dans lequel ledit joint est placé entre ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) et la paroi (110 ; 110') de la chambre de traitement (100).
8. L'appareil selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le joint comprend un joint flexible (120 ; 120') configuré pour autoriser ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) à se mouvoir sans friction le long dudit axe.
9. L'appareil selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le joint comprend un joint liquide (130 ; 130') configuré pour autoriser ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) à se mouvoir sans friction le long dudit axe.
10. L'appareil selon l'une quelconque des revendications 5-9, dans lequel un matériau dudit au moins un élément de connexion comprend un matériau présentant une faible conductivité thermique.
11. L'appareil selon l'une quelconque des revendications 5-10, dans lequel ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) est un pilier (102) ; et dans lequel la paroi (110, 110') est une paroi inférieure (110) de la chambre de traitement (100).
12. L'appareil selon l'une quelconque des revendications 5-10, dans lequel ledit au moins un élément de connexion (102 ; 112) est un élément de suspension (112) ; et dans lequel la paroi (110, 110') est une paroi supérieure (110') de la chambre de traitement (100).
13. L'appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination de poids (300) comprend au moins un capteur de force.
14. L'appareil selon la revendication 12, dans lequel ledit au moins un capteur de force comprend un élément piézoélectrique.
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15. L'appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité de génération (200) est configurée pour générer un flux de gaz et/ou de vapeur (F) dans une direction ascendante et/ou dans une direction descendante à travers la chambre de traitement (100).
16. L’appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination de poids (300) est configuré pour déterminer ladite valeur représentative du poids du produit (P) périodiquement, au moins toutes les 30 s, de préférence au moins toutes les secondes.
17. L’appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de conditionnement (400) est configuré pour ajuster ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur (F), en fonction d’une modification de ladite valeur représentative du poids du produit (P) qui a été déterminée.
18. L’appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une propriété du flux de gaz et/ou de vapeur (F) contrôlée par le moyen de conditionnement (400) comprend l’une quelconque ou plus que les propriétés suivantes : température, vitesse, taux d’humidité, composition chimique, ou une combinaison des propriétés précitées.
19. L’appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de conditionnement (400) est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, la température du flux de gaz et/ou de vapeur (F) en fonction de la valeur représentative du poids du produit (P) qui a été déterminée, de telle sorte que ladite température est maintenue entre 20 °C et 850 °C, de préférence supérieure à 50 °C.
20. L’appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de conditionnement (400) est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, la vitesse du flux de gaz et/ou de vapeur (F) en fonction de la valeur représentative du poids du produit (P) qui a été déterminée, de telle sorte que ladite vitesse est maintenue entre 0.1 m/s et 20 m/s, de préférence supérieure à 0,5 m/s.
21. L’appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de conditionnement (400) est configuré pour contrôler, de préférence en temps réel, le taux d’humidité du flux de gaz et/ou de vapeur (F) en fonction de la valeur représentative du
BE2018/5678 poids du produit (P) qui a été déterminée, de telle sorte que ledit taux d'humidité est maintenu entre 0.1 % et 100 %, de préférence supérieur à 50 %.
22. L'appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de
10 23. Utilisation d'un appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes pour le traitement thermique d'un produit (P), tel que de la matière en vrac entre autres, ledit traitement thermique comprenant l'un quelconque ou plusieurs des traitements suivants : séchage, chauffage, torréfaction, pyrolyse, gazéification, ou une combinaison des traitements précités.
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