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On connaît des procédés pour le séchage de matières humides selon lesquels la matière humide est amenée dans un sécheur traversé par un courant d'air chaud. Le courant d'air chaud entraîne la matière sur une étendue déterminée, l'humidité de la matière étant ainsi cédée à l'air. A l'extrémité du conduit de séchage se fait alors, au moyen d'un cyclone ou d'un filtre à poussière, la séparation de la matière séchée et de l'air humide. Ce procédé connu se différencie des autres procédés de séchage connus par le temps très court de séchage qu'il demande et il est par conséquent particulièrement applicable pour les produits pulvéru- lents et granuleux sensibles à la température.
Selon l'humidité initiale se présentant dans le produit et selon l'humidité désirée finalement dans le produit séché, le procédé est appliqué en une ou en plusieurs phases.
Il est possible, lorsqu'on applique un procédé à plusieurs phases, de faire travailler l'installation de façon que l'humidité relative de l'air d'évacuation de la première phase soit aussi élevée que possible. La ma- tière, à la fin de la première phase, a encore une teneur en humidité élevée de façon correspondante, avec laquelle elle entre dans la deuxième phase. Dans la deuxième phase ou, dans le cas d'installations à phases plus nombreuses, dans les phases suivantes, on travaille avec des satura- tions d'air d'évacuation'-plus faibles et des températures d'air d'évacuation plus élevées et on est de ce fait à même de régler l'humidité finale désirée dans la matière sèche.
Tandis que pour la chaleur spécifique nécessaire (calories/ kilogramme d'eau évaporée) au cours de la première phase, des valeurs très faibles sont admises, parce que l'on travaille avec de fortes saturations de l'air d'évacuation, la chaleur spécifique nécessaire au cours de la deuxième phase ou des phases suivantes est plus importante.
Dans le cas de ce procédé connu, le niveau de la température de l'air chaud pénétrant dans le sécheur dépend de la sensibilité à la température du produit à sécher; lors du séchage de matière sensibles à la température, par conséquent, une faible chute de chaleur seulement est disponible, ce qui rend le procédé de séchage non économique.
Le but de la présente invention est de permettre un séchage avec des températures d'air chaud sensiblement plus élevées qu'il n'était usuel jusqu'ici. Ceci est obtenu, suivant l'invention, par le fait qu'on fait traverser une chambre de traitement par un courant d'air réglé à un degré de chaleur plus élevé et par un courant d'air réglé à un degré moins élevé, par des voies séparées, avec le but, toutefois, de les réunir ultérieurement, le courant d'air plus froid servant de support pour le produit mouillé et le courant d'air plus chaud ayant une température supérieure à la température permise pour le produit à sécher.
Ce mode de travail a pour avantage d'assurer, dans la zone de mélange des deux courants d'air chaud réglés différemment de la chambre de traitement, une température inférieure à la température de mélange théorique. Comme le produit mouillé se trouve dans le courant d'air plus froid et que celui-ci se mélange peu à peu au courant d'air chaud, il ne peut se produire aucune surchauffe, ni avant la zone de mélange ni dans celleci, puisque, au cours de l'opération de mélange des courants d'air chaud, il se produit continûment une évaporation partielle de l'humidité contenue dans le produit mouillé. Dans le cas du mode de travail décrit, on dispose, pour le procédé de séchage, d'une chute de température plus gran@ de, ceci assurant une plus grande économie.
On applique le procédé conforme à l'invention avec un avantage particulier en amenant un jet d'air moins chaud, sous forme de tourillon ou d'enveloppe, autour d'un jet d'air chaud et en introduisant le produit mouillé dans le courant d'air moins chaud. Ce mode de travail est parti@@- lièrement avantageux lorsque le procédé de séchage doit être appliqué en
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deux phases ou davantage, auquel cas l'air d'évacuation de la dernière phase de séchage par exemple est utilisé comme courant d'air froid pour le mélange avec le courant d'air chaud, dans la première phase de séchage par exemple. L'air ramené contient toujours, notamment, comme la pratique l'a montré, certaines quantités de poussière, qui ne peuvent être séparées qu'au moyen de dispositifs de dépoussiérage importants.
Si ceci ne se fait pas, un simple retour de L'air, dans le cas de matières sensibles à la température, n'est pas possible. Aux parois qui se'trouvent dans la région de la réunion des courants d'air réglés de façons différentes, en particulier, il se produit, par suite de la formation des tourbillons, des dépôts de produit, qui, dans le cas de matières sensibles à la température, mènent à des endommagements ou à des décompositions.
Suivant l'invention, un procédé de séchage à deux phases, avec retour de l'air d'évacuation, peut être appliqué sans difficulté, du fait que les quantités de poussière contenues dans le courant d'air plus froid sont forcément amenées aux parois externes plus froides et sont mélangées au produit mouillé. De ce fait, on ne doit pas recourir à des dispositifs de dépoussièrage compliqués et coûteux pour l'air de retour et la chaleur contenue dans l'air de retour peu saturé d'humidité peut être complètement utilisée pour le séchage au cours de la première phase.
Dans le cas où le courant d'air plus froid est amené sous forme de tourbillon autour du courant d'air plus chaud, on choisit avantageusement, pour le courant d'air externe, plus froid, une vitesse axiale supérieure à celle du courant d'air chaud, si bien que ce 'dernier est partiellement décomposé, de l'extérieur vers l'intérieur, par la formation des tourbillons.
De ce fait, il se produit, en un temps extraordinairement court, un mélange préalable de l'air chaud avec l'air plus froid.
Une chambre de traitement comparable à un tube de Venturi convient pour la mise en oeuvre du procédé décrit. Les courants d'air sont amenés dans cette chambre de telle façon que l'air plus froid soit amené au commencement, tangentiellement ou axialement, que l'air chaud soit amené par un conduit axial, jusqu'à l'endroit le plus étroit du dispositif et que le produit mouillé soit également, avantageusement, amené en cet endroit plus étroit. A l'extrémité opposée, le dispositif comparable au tube de Venturi s'ouvre sur le côté d'aspiration d'un vetillateur à marche rapide, qui, de façon connue également, peut être conformé en désintégrateur, un conduit pour la matière séchée étant raccordé à ia tubulure d'échappement de ce ven- tilateur.
Un avantage de l'introduction tangentielle de l'air plus froid réside dans le fait que la poussière de produit éventuellement contenue dans cet air est chassée par centrifugation, dans une mesure importante, vers la paroi, le produit mouillé, lors de son amenée, se mélangeant avec la poussière séche, si bien que le mélange de produit se déplace en spirales à la paroi. Par cette mesure, il est d'une part assuré que la température de la paroi sera maintenue faible derrière l'endroit d'introduction de l'air chaud et que, d'autre part, aucune quantité importante de produit ne pourra arriver directement dans le jet d'air chaud et, par suite, être chauffée d'une façon inadmissible.
Pour la protection de la poussière très fine se trouvant dans l'air de retour ou dans l'air de circulation, qui n'a pas été chassée par centrifugation, il est prévu,autour du conduit d'amenée de l'air chaud, une enveloppe par laquelle de faibles quantités d'air froid sont aspirées.
Dans ce mode de réalisation de l'objet de l'invention, il est essentiel que le produit à sécher ne vienne pas directement en contact avec le jet d'air chaud, comme il glisse, de façon prédominante, en spirales à la paroi interne du corps de mélange, qui, de son coté, est additionnellement refroidie par le tourbillon d'air plus froid. Par cette mesure, la température de la paroi est maintenue froide dans la zone dangereuse de l'entrée d'air chaud. Un abaissement sensible de la température se produit
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déjà par l'évaporation de l'humidité dans la chambre de traitement. Mais la chute définitive de la température se produit après le mélange intime du produit mouillé et de l'air sec dans le ventilateur ou désintégrateur même.
De ce fait, la température diminue dans une mesure telle que, à l'intérieur d'un conduit raccordé à la sortie du dispositif précité, dans le cas de matières collantes ou thermoplastiques, le produit ne soit plus soumis au danger d'un endommagement.
Aux figures 1 à 5 des dessins ci-annexés, on peut voir,, à titre d'exemples, deux dispositifs servant à illistrer les conditions d'écoulement proposées selon l'invention aussi que leur mode de fonctionnement.
La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un dispositif;
La figure 2 représente une coupe transversale d'un dispositif à l'endroit d'introduction de l'air de retour; la figure 3 représente une coupe transversale à l'endroit le plus étroit du dispositif; la figure 4 représente une coupe transversale du ventilateur ou
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désintégrateur, et la figure 5 représente une coupe longitudinale d'un dispositif dans lequel de l'air plus froid est amené sous forme d'enveloppe.
La chambre de traitement se composant d'un corps comparable à un tube de Venturi se décompose, suivant la figure 1, en une partie d'entrée 1, en forme de cône tronqué, en une partie cylindrique 2 et en une partie de sortie 3, également en forme de cône tronqué. Le corps précité est combiné de telle façon que la partie cylindrique 2 relie entre elles les sections transversales les plus petites des parties 1 et 3 en forme de cône tronqué.
La partie de sortie en forme de cône tronqué 3 s'ouvre sur le ventilateur ou désintégrateur 9, à l'extrémité du refoulement duquel est raccordé le conduit 12 du dispositif de sécnage. Comme on peut le voir à la figure 2, l'air de retour est amené tangentiellement, par un conduit 5, dans la partie d'entrée 1, travaillant comme un cyclone. Le conduit 6 servant à l'amenée de l'air chaud et le conduit 7 servant à l'amenée de l'agent froid, par exemple de l'air froid, sont disposés coaxialement par rapport à la partie d'entrée 1 et sont maintenus par le cauvercle 4. Le conduit 6 s'avance avantageusement dans la partie d'entrée 1 jusqu'à la partie cylindrique 2. La partie d'entrée 1 est avantageusement pourvue, sur toute sa longueur, d'un isolant 10.
La partie d'entrée 1 se prolonge par la partie cylindrique 2, dans laquelle, comme on peut le voir à la figure 3, débouchent tangentiellement ou radialement une ou même plusieurs tubulures 8 pour l'amenée du produit mouillé.
Il est également possible d'amener le produit mouillé par une fente dont la longueur correspond à celle du diamètre du conduit cylindrique. A la partie cylindrique 2 se raccorde la partie de sortie 3. Celle-ci peut être pourvue d'une enveloppe 11 pour l'air ou le liquide froid, qui entre en 13 et sort en 14. La partie de sortie 3 s'ouvre sur le côté d'aspiration du ventilateur ou désintégrateur 9, dont les aubes tournantes 15 ont le même sens de rotation que le tourbillon de l'air de retour ou le sens de rotation opposé.
Le conduit à air froid 7 dépasse avantageusement un peu, à l'endroit désigné par 16, l'orifice du conduit à air chaud 6, ce qui détermine une as- piration de l'air froid et empêche en outre que le produit ne soit directement en contact avec l'ouverture du conduit à air chaud 6.
Si l'on désire décomposer complètement le jet d'air chaud avant l'entrée dans le désintégrateur déjà, il peut être avantageux de donner une forme cylindrique et même une forme de gicleur à la partie de sortie en forme de cône tronqué 3, ou encore de la prolonger. Les angles d'ouverture des parties d'entrée et de sortie en forme de cône tronqué sont adaptées aux propriétés de la matière à sécher. De même, la vitesse du jet d'air chaud et la vitesse axiale de l'air plus froid sont calculées de façon à corres-
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pondre aux conditions particulières données.
La figure 5 représente, en coupe longitudinale, un autre disposi- tif.Ici, l'air de retour, l'air de circulation ou l'air frais est amené par les tubulures en forme de tuyau 5. Avec ce genre d'amenée, il ne se pro- duit aucune rotation de l'air plus froid mais celui-ci entoure simplement sous forme d'enveloppe froide, le jet d'air chaud pénétrant dans le conduit 6. Pour le reste, le dispositif est conformé de la même façon que le dispo- sitif représenté à la figure 1. Dans les cas illustrés aux figures 1 et 5, le produit mouillé est amené à l'endroit le plus étroit du dispositif.
Mais il est également possible évidemment de prévoir l'amenée du produit mouillé avant celle de l'air de retour déjà, au moyen d'un ventilateur ou désintégrateur spécial, monté dans le conduit à air plus froid, les tubulu- res 8, qui étaient prévues pour l'amenée du produit mouillée étant alors supprimées.Ceci peut être avantageux en particulier dans le cas de matières très sensibles à la température puisque l'air de retour, par suite de sa faible saturation, peut encore absorber de l'eau du produit mouillé et se re- froidir jusqu'à ce qu'il soit près d'atteindre le point de condensation.
Par un chauffage modéré du conduit à air de retour, on empêche un refroidis- sement au-delà du point de condensation.
Le procédé et les dispositifs peuvent donc, suivant ce qui précède être employés tant dans le cas de sécheurs opérant en une phase que dans le cas de sécheurs opérant en plusieurs phases. Au lieu de travailler avec de l'air chaud introduit centralement, on peut éventuellement aussi, dans le cas de matières moins sensibles à la température, travailler avec une flamme directe, le gaz de chauffage étant dans ce cas amené par exemple par le con- duit 6 représenté à la figure 1 et l'air de combustion, par le conduit 7, également représenté à la figure 1.
Le procédé décrit et les dispositifs représentés servant à sa mise en oeuvre peuvent faire l'objet de modifications multiples et présenter des conformations différentes, sans pour cela que l'on s'écarte du cadre de l'in- vention. Ainsi, le procédé ne se limite pas à l'emploi de deux courants d'air de températures différentes seulement; on pourrait employer un nombre plus grand de courants d'air ayant des températures différentes.
Dans ce qui précède, on a décrit l'application de l'invention avec utilisation d'air. Au lieu d'air, on pourrait cependant aussi utiliser d'au- tres gaz. Lors du séchage de produits sensibles à l'oxygène ou en cas de dan- ger d'explosions de poussière/gaz, par exemple, on peut utilement, au lieu d'air, employer de l'azote, de l'anhydride carbonique ou de la vapeur d'eau surchauffée; si l'on veut atteindre des températures particulièrement élevées, on peut avantageusement employer des gaz qui sont obtenus par combustion de combustibles solides, liquides ou gazeux.
Par le procédé faisant l'objet de l'invention, on peut sécher de façon impeccable des matières humides de natures très différentes, par exem- ple des produits minéraux, des pierres et des terres, des charbons, de la tourbe, des produits chimiques d'origine organique et inorganique, des pro- duits alimentaires, des produite du bois et de la cellulose, de même que des matières artificielles fabriquées par polymérisation et polycondensation, etc...
Exemple.
Si une matière artificielle thermoplastique, avec une température de ramollissement inférieure d'environ 60 C., doit être séchée, on peut y arriver par l'application, en continu ou en discontinu, du procédé de sécha- ge, en employant par exemple une armoire de séchage à circulation d'air et à claies, avec des températures d'air relativement basses seulement, se si- tuant aux environs de la température de ramollissement ou légèrement au-des- sus de celle-ci. Dans ce cas, on devra souvant appliquer des durées de sécha- ge allant d'un certain nombre d'heures à plusieurs jours. Du fait de ces
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longues durées de séchage., il peut déjà se produire un certain endommagement aux températures relativement basses, qui peuvent même, dans certains cas, si situer en dessous de la température de ramollissement.
De plus, un tel procédé de séchage n'est pas économique. Lorsqu'on emploie les sécheurs à courants connus jusqu'ici, agencés pour travailler en une ou plusieurs pha- ses, il est possible, il est vrai, d'élever la température de l'air de sé- chage à environ 120 C. dans le cas de produits ayant la température de ra- mollissement précitée, puisque dans ce cas, le séchage se fait en un temps court et que la température des particules ne dépasse pas la température limite de refroidissement surtout dans la première partie du séchage.
Mais si l'on dépasse 120 C. pour la température de l'air de séchage, on observe, par suite de la surchauffe des faces des paroïsp des cuissons de produits sur celles-ci, ce qui détermine tout d'abord des concrétions et mène même finalement à des décompositions du produit. Cependant, avec le procédé con- forme à la présente invention, on obtient un séchage impeccable, même lors- qu'il s'agit de matières fortement sensibles à la chaleur.
Si l'on prévoit, devant le ventilateur ou le désintégrateur du sécheur, la zone de mélange proposée suivant l'invention, on arrive, dans le cas d'une température d'air de retour d'environ 60 C. et d'une tempéra- ture d'air chaud de 250 C. (dans le cas de quantités égales d'air de retour et d'air chaud et d'une température de mélange théorique d'environ 155 C), à sécher la matière thermoplastique sans cuissons sur les faces desparois du dispositif de mélange, du ventilateur ou du désintégrateur et du conduit du sécheur.
Dans ce cas, la température mesurée à proximité de la paroi de la partie de sortie 3 du dispositif de mélange, le long de l'enveloppe, ne se chiffre qu'à environ 80 C.-120 C.; la température dans l'axe médian du dispositif de mélange, mesurée de l'entrée d'air chaud jusqu'au point précédant l'entrée dans le désintégrateur, passe de 250 G. à 140 C., aucun produit n'étant à constater dans le jet d'air chaud. La température de mélange théorique précitée de 155 C. n'est atteinte en aucun endroit du dispositif de mélange puisqu'une certaine évaporation d'eau et, par suite, un abaissement de la température ont déjà lieu.
Le reste du mélange se fait dans le ventilateur ou dans le désintégrateur 9, d'où la température, mésurée dans le conduit 12, peu après la tubulure de sortie du désintégrateur, descend à environ 65 C. Comme tout le procédé, jusqu'à ce point de mesure, se déroule en environ 1/50 à 1/100 seconde, il ne s'exerce aucune influence défavorable sur le produit. Il est surprenant que le produit ainsi séché présente une stabilité à la chaleur plus élevée que le produit séché de la manière habituelle oonnue jusqu'ici. De plus, il se présente sous une forme très uniforme., Les températures citées dans l'exemple doivent être établies pour chaque produite d'un cas à l'autre.
La vitesse de l'air de retour se chiffre, dans cet agencement d'essai, à environ 25 m./seconde, dans la tubulure d'entrée tangentielle et s'accroît dans la partie d'entrée en forme de gicleur, jusqu'à l'endroit le plus étroit du dispositif, pour atteindre 45 m./seconde. L'air chaud s'écoule avec une vitesse de 25m. /seconde dans le conduit central. Environ 5% de la quantité d'air chaud est fournie sous forme d'air froid dans l'enveloppe du conduit d'amenée de l'air chaud.
R E V E N D I C A T 1 0 N S.
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