Procédé et dispositif pour échauffer un fluide en circulation dans une installation destinée à vaporiser et sécher un
produit.
<EMI ID=1.1>
procédé et à un dispositif pour échauffer un fluide qui s'écoule d'un produit à vaporiser, et est différent de ce produit, dans une installation, comportant plusieurs étages de condensation à températures différentes, destinée à vaporiser et sécher ledit produit. Dans ce procédé le fluide en écoulement est constitué de préférence par de l'air, destiné à échauffer et transporter un produit à vaporiser dans l'installation de vaporisation, qui parvient ensuite dans un séchoir, notamment un séchoir à pulvérisation ou un séchoir à couche tourbillonnaire. Mais le procédé, objet de l'invention, permet aussi d'échauffer d'autres fluides s'écoulant à travers une telle installation et destinés par exemple à des ensembles auxiliaires tels que des post-séchoirs et des
<EMI ID=2.1>
On sait, dans des installation de ce genre, amener l'air, destiné à échauffer et transporter le produit à vaporiser dans
<EMI ID=3.1>
part, soutirer le condensât du dernier étage de condensation de l'installation de vaporisation et l'utiliser pour préchauffer l'air de chauffage et de transport avant que cet air parvienne dans le réchauffeur d'air. Par exemple, l'air prélevé dans l'at-
<EMI ID=4.1>
rature entre le fluide qui échauffe l'air (vapeur ou condensat) et l'air à échauffer- sont, sur de grands parcours,relativement grandes de sorte qu'il se produit des discontinuités d'entropie
<EMI ID=5.1>
fement de l'air est relativement faible.
L'invention a pour but de réduire le plus possible ces discontinuités d'entropie, c'est-à-dire de fournir un procédé du genre décrit au préambule qui présente une meilleure rentabilité.
Pour résoudre ce problème, le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que, dans au moins deux étages, l'écoulement de fluide en circulation est échauffé.,au moins partiellement, au moyen de vapeurs et/ou de condensat provenant d'au moins deux de ces étages de condensation. Du fait que les étages de condensation de l'installation de vaporisation présentent des <EMI ID=6.1>
tre ces vapeurs (éventuellement amenées encore à un niveau de pression supérieure �t par conséquent encore échauffées) et/au le condensat et les étages dans lesquels l'écoulement de fluide est échauffé, sont diminuées, ce qui correspond à une meilleure rentabilité du procédé.
Pour donner aux vapeurs la température, ou la pression, désirée, avec un rendement thermique avantageux, selon une solution préférentielle, la vapeur de chauffage, additionnée de vapeurs soutirées d'au moins un étage de condensation, est détendue avec production de travail, le mélange est comprimé, et amené à au moins un étage de condensation précédent et est utilisé ensuite comme vapeur de chauffage pour échauffer l'écoulement de fluide. Il en résulte finalement une augmentation de température et de pression des vapeurs soutirées et une ramenée de ces vapeurs à un étage de condensation à température ou à pression plus élevée, dans des conditions de rendement thermique avantageuses.
Mais la vapeur peut aussi, éventuellement avec addition de vapeurs soutirées d'au moins un étage de condensation, être détendue avec production-de travail et être amenée à au moins un étage pour échauffer l'écoulement de fluide. Dans ces conditions, la température ou la pression des vapeurs servant à échauffer l'écoulement de fluide est augmentée, ceci encore dans des conditions de rendement thermique avantageuses.
De plus, d'au moins un étage, pour le chauffage de l'écoulement de fluide, peut être extrait du condensat, avantageusement obtenu par condensation totale, qui est amené à au moins un étage précédent, considéré suivant la direction de l'écoulement.
Dans ces conditions la chaleur dégagée par un étage peut être utilisée, d'une manière avantageuse en ce qui concerne le rendement thermique, pour échauffer le fluide dans un étage précédent.
Selon une autre possibilité d'utiliser la chaleur dégagée par l'un des étages pour échauffer l'écoulement de fluide, d'au moins un étage, pour le chauffage de l'écoulement de fluide, est extrait du condensât, avantageusement obtenu par condensation totale, qui estramené en circuit fermé à un étage de condensation associé.
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
à une buse d'entraînement d'un compresseur destiné à comprimer les vapeurs soutirées.
Lorsque, dans ce qui précède, il est question d'un étage de condensation d'une installation de vaporisation, il faut en- tendre aussi un étage de condensation intermédiaire ou un étage de condensation final éventuellement existant.
L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins an- nexés dans lesquels :
- la figure 1 est un diagramme illustrant le mode d'ac- tion du procédé conforme à l'invention, comparé à un procédé connu,
- la figure 2 représente un premier mode de réalisation, d'uue installation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention,
- la figure 3 représente un mode de réalisation particulier d'une partie de l'installation de la figure 2,
- la figure 4 représente un mode de réalisation particulier d'une partie d'une installation analogue à celle de la figure 2, et
- la figure 5 représente une partie d'un autre mode de réalisation d'installation.
Sur la figure 1, la droite 10 représente graphiquement l'échauffement de l'air nécessaire pour sécher le produit vaporisé, en fonction de la chaleur fournie à cet air. On a porté en abscisses la température en degrés centigrades et en ordonnées la chaleur fournie en kcal/h. On a repéré les températures 15,
<EMI ID=9.1>
Selon l'état antérieur de la technique, on alimente le réchauffeur d'air en vapeur de chauffage à une température de
<EMI ID=10.1>
la vapeur de chauffage est complètement condensée (point!. de la figure 1) et est ramenée sous forme d'eau à une température de <EMI ID=11.1>
fage� Ceci est indiqué par la'coude de la courbe 12. La distance
<EMI ID=12.1> <EMI ID=13.1>
mise en oeuvre de celui-ci.
La condensation de la vapeur de chauffage est déjà achevée
<EMI ID=14.1>
de la figure 1). En premier lieu s'effectue son refroidissement de 200*C à cette température de 100*Ce
Ensuite s'effectue l'échauffement de l'air par condensa-
<EMI ID=15.1>
températures de la vapeur saturée de ces étages, (vapeurs prélevées dans les étages de condensation) sont voisines respectivement des températures de l'air à échauffer. La distance entre la droite 10 et la droite à plusieurs coudes 14 caractérise, en comparaison de la distance correspondante de la droite coudée 12, l'amélioration considérable du rendement thermique.
Dans le mode de réalisation de la figure 2 six étages de vaporisation ou de condensation,1 à VI, sont montés en série. A chaque évaporateur Vr est associé un séparateur A qui sépare les vapeurs du produit sortant de l'évaporateur et les amène, scus forme de vapeur de chauffage., à l'étage suivant. Le produit vaporisé sortant du séparateur A est amené, au moyen d'une pompe P, à l'étage de vaporisation suivant. Les chiffres inscrits dans les rectangles symbolisant les évaporateurs et les séparateurs indiquent les températures correspondantes en degrés centigrades.
Le produit à vaporiser parvient, par une canalisation 20, dans une cuve 22 d'où il est envoyé, par une pompe 24, dans un préchauffeur 26. Ensuite, le produit circulant dans la canalisation
30, traverse successivement les divers étages d'évaporation, de
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
la manière décrite, dans le séparateur A qui est associé à l'éta-
<EMI ID=18.1>
cendants de l'étage suivant II et ainsi de suite. Du séparateur du sixième étage VI, le produit vaporisé parvient dans une cuve
32 et, de là, par l'intermédiaire d'une pompe P et d'une canalisation 36, au dispositif pulvérisateur 38 d'un séchoir 40, d'un type en principe connu, qui pour cette raison ne sera pas décrit plus en détail.
Comme fluide de chauffage, de la vapeur de chauffage est amenée à l'étage 1 cette vapeur de chauffage est obtenue en amenant une vapeur primaire de chauffage,'* à
200*C, par exemple, et sous une pression de 15 bars, pour cons-
<EMI ID=19.1>
lequel la vapeur primaire de chauffage se détend en produisant du travail, ceci en comprimant des vapeurs qui, dans l'exemple considéré ici, sont soutirées de l'étage IV par la canalisation
46 à une température de 62*C et à une pression de 218 mbars.
<EMI ID=20.1>
vapeur de chauffage arrivée par la canalisation 42 est amené par une canalisation 50, qui n'a été représentée que schémati- quement, à un fond correspondant de l'étage II et est extrait du
<EMI ID=21.1>
canalisation 52 se raccorde à une canalisation 54 qui extrait
le condensat du préchauffeur 26. A travers une pompe 56 le condensat parvient, par une canalisation 58, à un préchauffeur 60 de l'air de chauffage et de transport destiné au séchoir 40. Le condensat qui traverse le préchauffeur 60 est extrait suivant la direction de la flèche.
Des évaporateurs des étages I à VI, sont soutirées,par des canalisations 62,des vapeurs qui sont amenées à divers étages d'un autre préchauffeur 64. La pression de ces vapeurs est adaptée à la température, qui augmente dans le préchauffeur 64, de l'air de chauffage et de transport. En dessous du préchauffeur
64, aux sorties des divers étages, on a indiqué les températures auxquelles, dans l'exemple de réalisation considéré ici, l'air de chauffage et de transport quitte les divers étages. Les vapeurs se condensent dans ces étages et sont extraites suivant la direction des flèches.
Après le second préchauffeur, l'air de chauffage et de transport parvient, à travers un réchauffeur classique 66, dans
<EMI ID=22.1>
le séchage du produit vaporisé.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, les vapeurs
<EMI ID=23.1>
par les canalisations 52... en divers courants qui parcourent les canalisations parallèles 68 et le condensat est amené des di-
<EMI ID=24.1>
correspondants, par les canalisations 70.
Dans le mode de réalisation de la figure 4 ce ne sont pas de se 04 0 4 009
<EMI ID=25.1>
s'écoule l'air de chauffage et de transport ou qui s'enroule
<EMI ID=26.1>
nalisation 76. Ensuite, le condensat est ramené, par la canali- sation 78, à l'évaporateur. Dans l'exemple de réalisation considéré ici on a supposé que l'évaporateur appartient à l'étage III de la figure 2.
Dans ce cas, il est important que la quantité de condensat mise en circulation en circuit fermé par unité de temps soit indépendante de la quantité de condensat qui se dépose dans cet étage de condensation. Dans ces conditions, l'extraction de chaleur peut être effectuée à volonté.
Dans ce cas, on suppose que dans l'étage de condensation III correspondant il peut s'accumuler suffisamment de condensât pour remplir de condensat le système de canalisations de ce cir-
<EMI ID=27.1>
rant de la manière dont cela se-produit.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, qui correspond essentiellement à l'installation de vaporisation de la figure 2, d'un séparateur A on dérive, par une canalisation 80, des vapeurs, par exemple à raison de 300 kg/h de vapeurs à une température de
<EMI ID=28.1>
viennent dans un compresseur 82 qui fonctionne avec de la vapeur de chauffage amenée, par la canalisation 84, à un débit de 300kg/h à une température de 200*C et sous une pression de 16 bars. La vapeur de chauffage se détend à l'intérieur du compresseur de vapeurs 82 en produisant du travail et délivre par la canalisation 86, dans le cas présent, 600 kg/h de vapeur, à une tempéra-
<EMI ID=29.1>
préchauffeur- d'air de chauffage et de transporte Le condensât fourni par la vapeur est extrait suivant la direction de la flèche.
Du fond 48 de l'évaporateur Vr le condensât est amené, par une canalisation 90, à un étage de préchauffage précédent
92 et de là est évacué suivant la direction de la flèche. Les divers nombres inscrits le long de la canalisation parcourue par l'écoulement d'air de chauffage et de transport indiquent encore les températures en degrés centigrades.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les
variantes.
REVENDICATIONS :
1. Procédé pour échauffer, un fluide qui s'écoule d'un produit à vaporiser, et est différent de ce produit, dans une installation, comportant plusieurs étages de condensation à températures différentes, destinée à vaporiser et sécher ledit produit, lequel procédé est caractérisé en ce que,dans.au moins
deux étages, l'écoulement de fluide en circulation est échauffée au moins partiellement, au moyen de vapeurs et/ou de condensat provenant d'au moins deux de ces étages de condensation.
Method and device for heating a circulating fluid in an installation intended to vaporize and dry a
product.
<EMI ID = 1.1>
process and a device for heating a fluid which flows from a product to be vaporized, and is different from this product, in an installation, comprising several stages of condensation at different temperatures, intended to vaporize and dry said product. In this process, the flowing fluid preferably consists of air, intended to heat and transport a product to be vaporized in the vaporization installation, which then arrives in a dryer, in particular a spray dryer or a layer dryer. swirling. However, the process which is the subject of the invention also makes it possible to heat other fluids flowing through such an installation and intended, for example, for auxiliary assemblies such as post-driers and
<EMI ID = 2.1>
It is known, in installations of this kind, to bring in air, intended to heat and transport the product to be vaporized in
<EMI ID = 3.1>
On the other hand, draw the condensate from the last condensation stage of the vaporization system and use it to preheat the heating and transport air before this air reaches the air heater. For example, the air taken from the atti-
<EMI ID = 4.1>
cross-over between the fluid which heats the air (vapor or condensate) and the air to be heated - are, over large paths, relatively large so that there are discontinuities of entropy
<EMI ID = 5.1>
The air is relatively weak.
The object of the invention is to reduce these entropy discontinuities as much as possible, that is to say to provide a method of the kind described in the preamble which has better profitability.
To solve this problem, the method according to the invention is characterized in that, in at least two stages, the flow of circulating fluid is heated, at least partially, by means of vapors and / or condensate from 'at least two of these condensation stages. Because the condensation stages of the vaporization installation have <EMI ID = 6.1>
tre these vapors (possibly still brought to a higher pressure level & t therefore still heated) and / to the condensate and the stages in which the fluid flow is heated, are reduced, which corresponds to a better profitability of the process.
To give the vapors the desired temperature or pressure, with an advantageous thermal efficiency, according to a preferred solution, the heating vapor, supplemented with vapors drawn from at least one stage of condensation, is expanded with production of work, the mixture is compressed, and brought to at least one previous condensation stage and is then used as heating vapor to heat the fluid flow. This ultimately results in an increase in temperature and pressure of the withdrawn vapors and a reduction of these vapors to a condensation stage at higher temperature or pressure, under advantageous thermal efficiency conditions.
But the vapor can also, possibly with the addition of vapors drawn from at least one stage of condensation, be expanded with production-work and be brought to at least one stage to heat the flow of fluid. Under these conditions, the temperature or pressure of the vapors used to heat the fluid flow is increased, this again under advantageous thermal efficiency conditions.
In addition, at least one stage, for heating the fluid flow, can be extracted from the condensate, advantageously obtained by total condensation, which is brought to at least one preceding stage, considered according to the direction of the flow. .
Under these conditions the heat given off by a stage can be used, advantageously with regard to the thermal efficiency, to heat the fluid in a preceding stage.
According to another possibility of using the heat released by one of the stages to heat the fluid flow, at least one stage, for heating the fluid flow, is extracted from the condensate, advantageously obtained by condensation total, which is timed in a closed circuit with an associated condensation stage.
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
to a compressor drive nozzle intended to compress the withdrawn vapors.
When, in the foregoing, reference is made to a condensing stage of a vaporization installation, an intermediate condensing stage or a possibly existing final condensing stage must also be understood.
The invention is explained in more detail below using certain of its embodiments, taken by way of illustration but in no way limiting, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a diagram illustrating the mode of action of the method according to the invention, compared with a known method,
FIG. 2 represents a first embodiment of an installation for implementing the method according to the invention,
FIG. 3 represents a particular embodiment of part of the installation of FIG. 2,
FIG. 4 represents a particular embodiment of a part of an installation similar to that of FIG. 2, and
- Figure 5 shows a part of another embodiment of the installation.
In FIG. 1, the line 10 graphically represents the heating of the air necessary for drying the vaporized product, as a function of the heat supplied to this air. The temperature in degrees centigrade was plotted on the abscissa and the heat supplied in kcal / h on the ordinate. We spotted temperatures 15,
<EMI ID = 9.1>
According to the prior art, the air heater is supplied with heating steam at a temperature of
<EMI ID = 10.1>
the heating vapor is completely condensed (point! in Figure 1) and is brought back in the form of water to a temperature of <EMI ID = 11.1>
fage � This is indicated by the elbow on curve 12. The distance
<EMI ID = 12.1> <EMI ID = 13.1>
implementation of it.
Condensation of the heating steam is already complete
<EMI ID = 14.1>
in Figure 1). First of all, its cooling of 200 ° C. takes place at this temperature of 100 ° C.
Then the air is heated by condensing
<EMI ID = 15.1>
saturated vapor temperatures of these stages (vapors taken from the condensation stages) are close to the temperatures of the air to be heated respectively. The distance between the straight line 10 and the straight line with several bends 14 characterizes, in comparison with the corresponding distance of the bent straight line 12, the considerable improvement in thermal efficiency.
In the embodiment of Figure 2 six stages of vaporization or condensation, 1 to VI, are connected in series. Each evaporator Vr is associated with a separator A which separates the vapors of the product leaving the evaporator and brings them, in the form of heating vapor, to the next stage. The vaporized product leaving separator A is brought, by means of a pump P, to the next vaporization stage. The figures written in the rectangles symbolizing the evaporators and the separators indicate the corresponding temperatures in degrees centigrade.
The product to be vaporized arrives, via a pipe 20, in a tank 22 from which it is sent, by a pump 24, in a preheater 26. Then, the product circulating in the pipe
30, successively crosses the various stages of evaporation,
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
as described, in the separator A which is associated with the step
<EMI ID = 18.1>
ashes of the next floor II and so on. From the separator of the sixth stage VI, the vaporized product reaches a tank
32 and, from there, via a pump P and a pipe 36, to the spray device 38 of a dryer 40, of a type in principle known, which for this reason will not be described further detail.
As heating fluid, heating steam is supplied to stage 1, this heating steam is obtained by supplying a primary heating steam, '* to
200 * C, for example, and under a pressure of 15 bars, to cons-
<EMI ID = 19.1>
which the primary heating vapor expands producing work, this by compressing vapors which, in the example considered here, are drawn from stage IV by the pipe
46 at a temperature of 62 ° C and a pressure of 218 mbar.
<EMI ID = 20.1>
heating steam arriving through line 42 is brought through line 50, which has only been shown diagrammatically, to a corresponding bottom of stage II and is extracted from the
<EMI ID = 21.1>
line 52 is connected to a line 54 which extracts
the condensate of the preheater 26. Through a pump 56 the condensate reaches, by a pipe 58, a preheater 60 of the heating and transport air intended for the dryer 40. The condensate which passes through the preheater 60 is extracted in the direction of the arrow.
Evaporators of stages I to VI are drawn off, via pipes 62, from the vapors which are brought to various stages of another preheater 64. The pressure of these vapors is adapted to the temperature, which increases in the preheater 64, heating and transport air. Below the preheater
64, at the exits of the various stages, the temperatures at which, in the embodiment considered here, the heating and transport air leaves the various stages have been indicated. The vapors condense in these stages and are extracted in the direction of the arrows.
After the second preheater, the heating and transport air passes, through a conventional heater 66, into
<EMI ID = 22.1>
drying the vaporized product.
In the embodiment of Figure 3, the vapors
<EMI ID = 23.1>
by the pipes 52 ... in various currents which run through the parallel pipes 68 and the condensate is brought from the
<EMI ID = 24.1>
corresponding, via pipelines 70.
In the embodiment of FIG. 4, it is not to stand 04 0 4 009
<EMI ID = 25.1>
heating and transport air flows or cools
<EMI ID = 26.1>
nalisation 76. Then, the condensate is brought back, by the canalization 78, to the evaporator. In the embodiment considered here, it has been assumed that the evaporator belongs to stage III of FIG. 2.
In this case, it is important that the quantity of condensate circulated in a closed circuit per unit of time is independent of the quantity of condensate which is deposited in this stage of condensation. Under these conditions, the heat extraction can be carried out at will.
In this case, it is assumed that in the corresponding condensing stage III it can accumulate enough condensate to fill the piping system of this circuit with condensate.
<EMI ID = 27.1>
rant about the way it happens.
In the embodiment of FIG. 5, which essentially corresponds to the vaporization installation of FIG. 2, of a separator A, vapors are derived, by a pipe 80, for example at the rate of 300 kg / h of vapors at a temperature of
<EMI ID = 28.1>
come in a compressor 82 which operates with heating steam supplied, via line 84, at a flow rate of 300 kg / h at a temperature of 200 ° C. and under a pressure of 16 bars. The heating steam expands inside the vapor compressor 82 producing work and delivers via line 86, in this case, 600 kg / h of steam, at a temperature
<EMI ID = 29.1>
heating and transport air preheater The condensate supplied by the steam is extracted in the direction of the arrow.
From the bottom 48 of the evaporator Vr, the condensate is brought, by a pipe 90, to a previous preheating stage
92 and from there is evacuated in the direction of the arrow. The various numbers written along the pipe traversed by the flow of heating and transport air still indicate the temperatures in degrees centigrade.
As is obvious, and as already follows from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all
variants.
CLAIMS:
1. Method for heating, a fluid which flows from a product to be vaporized, and is different from this product, in an installation, comprising several stages of condensation at different temperatures, intended to vaporize and dry said product, which method is characterized in that in at least
two stages, the flow of circulating fluid is heated at least partially, by means of vapors and / or condensate coming from at least two of these stages of condensation.