CA1272038A - Procede et installation de refroidissement, au moyen d'un fluide frigorigene d'une poudre - Google Patents
Procede et installation de refroidissement, au moyen d'un fluide frigorigene d'une poudreInfo
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Abstract
La présente invention concerne une installation pour le refroidissement, au moyen d'un fluide frigorigène, d'une poudre, notamment d'une poudre de détergent, dans laquelle la poudre tombe dans une trémie de réception avant sa distribution en direction d'un poste situé en aval. Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comprend, dans la trémie de réception de la poudre, un dispositif d'injection d'un fluide frigorigène liquéfié, ce dispositif étant relié à un réservoir de ce fluide sous pression. On peut ainsi obtenir un refroidissement sélectif de la poudre seule avec un apport frigorifique variable, et ce, dans les meilleures conditions de sécurité.
Description
La presente invention concerne un procedé et une installation de refroidissement, au moyen d'un fluide frigorigène, d'une poudre e-t notanment d'une poudre de detergent.
5Dans les industries de fabrication de poudres, il es-t necessaire de refroidir celles-ci pour diverses raisons tenant aussi bien à la constitution particulière des poudres qu'aux exigences posees par les operations de conditionnem~nt. Tel est par exemple le cas des poudres de lessive dites 'teconGmiques", qui travaillent à basse temperature (30 à
60CJ au lieu de l'ebullition et auxquelles sont adjoints des agents lavants, tensio-actifs ou d'autres additifs specifiques qui ne supp~rtent pas des temperatures de conditionnement-elevees. Generalement, une poudre de lessive est produite en continu, à des tonnages allant de 10 à 50 tonnes/h, sur une seule installation. Les matières premières (liquides et solides), après avoir ete melangees puis sechees (par exemple à l'air chaud), sont transportees! au moyen de bandes tr~msporteuses, sous forme d'une poudre ayant une granulometrie moyenne de 500 microns. La poudre arrive ensuite en bas d'un cylindre vertical ou leg~re~ent incliné, en etant encore à une temperature de 70 ~ 90C. La poudre est alors aspiree vers le haut, dans ce cylindre, avec de l'air anbiant plus froid et elle arrive en un point situe à 10 à 40 mètres plus haut, point où elle se separe de l'air par gravite. La poudre tombe ensuite dans une ou plusieurs tremies de reception d'où elle est reprise pour recevoir les additifs specifiques, avant d'8tre dirigee vers l'atelier de conditionnement.
La temperature desiree dans la tremie de reception de la poudre de lessive est de 25 a 40C environ. Or, dès que la tem~erature de l'air aspire au bas du cylindre elevateur par courant d'air est relativement elevee (en ete notamment), le refroidissen~nt de la poudre realise par 30 echan~e thermique avec cet air aspiré se revèle insuffisant. On a donc ete amene à mettre en oeuvre des procedes de refroidissement additionnels pour pen~ettre d'atteindre la temperature desiree dans la tremie de reception.
Suivant un procede connu dans lequel on assure le 35 refroidissement par un groupe mecanique, on utilise un groupe frigorifique qui refroidit soit la poudre seule ~au moyen d'un echangeur solide/liquide par exemple) soit l'air seul, soit encore à la fois l'air ... i 1~ r'~3;3~3 et la poudre. Ce procede presente l'inconvenient d'avoir un faible rende~ent, d'etre tres onereux, peu fiable et de ne pas être souple.
Vn autre procéde qui a été essaye, consiste à pulvériser de l'azote liquide au bas du cylindre élévateur par courant d'air. A cet effet, on détend et vaporise de l'azote liquide sous tres faible pression, à la base du cylindre elevateur et ~ l'entrée de l'air aspire.
Le di~spositif de pulvérisation d'azote liquide peut être constitué par un simple tore perce de trous diriges vers le haut ou par une rampe de tubes d'æ rivee d'azote liquide orientes vers le haut. L'echange des frigories avec l'air et ia poudre aspirés vers le haut est relativement hcm~gene du fait du nombre de Reynolds et de la hauteur du cylindre elevateur à
courant d'air.
Ce dernier procede presente toutefois l'inconvenient que l'on refroidit à la fois l'air et la poudre. Par ailleurs, toute fuite d'azote, par suite d'un arr8t ou d'une deficience quelconque du ventilateur, ou tout bouchage du dispositif d'injection d'azote liquide par des retcmbees d'agglcmerat de poudre constituent un risque pour les utilisateurs. Il est donc imperativement nécessaire de prevoir des systemes de sécilrité.
Le brevet US 4,222,527 décrit un procéde de cryo-broyage dans lequel un produit particulaire à broyer est d'abord refroidi dans une tremie cylindrique à l'aide d'azote liquide. Celui-ci est envoyé par une canne percee d'ouvertures orientees vers le haut et placee à la base de la tremie. Le produit ainsi prerefroidi est ensuite broye sous injection d'azote liquide, à basse temperature.
Un tel systeme comporte des inconvenients qui le rende inapplicable à son utilisation dans le refroidissement des poudres détergentes. Placé dans une tremie contenant une épaisseur importante de poudre, la canne percee d'ouvertures se bouche rapidement. De plus, sa forme ne permet pas d'obtenir un refroidissement homogène de la poudre.
La présente invention vise à remedier à ces inconvenients en procurant un procedé et une installation de conception remarquablement simple, d'une mise en oeuvre tres facile, permettant d'o~tenir un refroidissement selectif de la poudre seule avec un apport frigorifique variable, et ce, dans les meilleures conditions de sécurité.
A cet effet, ce procede de refroidissement, au moyen d'un fluide frigorigène, d'une poudre, notamment d'une poudre de detergent, est caracterise en ce qu'on injecte le fluide frigorigène, à l'etat liquefie, au sein m~.e de la poudre stockee dans une tremie de reception de celle-ci.
L'invention a egalemen-t pour objet une ins-tallation pour la mise en oeuvre du procede precite, dans laquelle la poudre tombe dans une trémie de reception avant sa distribution en d:irection d'un poste situe en aval, cette installation etant caracterisee en ce qu'elle cc~rend, dans la tremie de reception de la poudre, un dispositif d'injection d'un fluide frigorigene liquéfié, ce dispositif etant relie à un reservoir de ce fluide sous pression.
L'installation comprend egalement un ensemble de regulation comprenant un capteur de temperature pour relever la temperature de la poudre à la sortie de la tremie, et des moyens de c~nmande du debit du fluide frigorigène en direction du dispositif d'injection, en Eonction de la temperature de la poudre relevée par le capteur.
Le proc~de et l'installation suivant l'inventior~ permettent de refroidir, dans la tremie, la po~ldre sans modifier ses caracteristiques physico-chimiques et sa granulom~.trie, et ce quel que soit le debit de la pou~re à la sortie de la tremie.
Le fluide frigorigène utilise dans le procede et l'installation suivant l'invention est choisi de manière à être inerte vis-à-vis de la poudre et il peut être constitue, de preference, par de l'azote liquide.
Pa rapport aux procédes de refroidissement connus, le procede suivant l'invention offre l'avantage de permettre de realiser une economie très importante d'azote liquide. Par ailleurs, ce procede presente une très grande souplesse de mise en oeuvre du fait que le debit d'azote liquide peut etre aisement adapte aux conditions de la production et notamment au debit de la poudre refroidie à la sortie de la tremie. Le procéde suivant l'invention permet egalement de realiser une econGmie additionnelle sur l'energie de rechauffage de l'air evacue en haut du cylindre elevateur à courant d'air, en vue d'une utilisation de cet air pour le sechage, etant donné que l'air utilise pour l'entra~nement de la poudre dans le cylindre elevateur n'est pas refroidi. Le procede n'exige pas l'obligation d'installer une detection d'oxygène car le refroidissement n'est pas realisé au niveau des ateliers. Enfin, l'injection du fluide cryogenique au sein meme de la poudre stockee dans la tremie de reception entraîne un effet d'inertage à llegard de cette poudre, alors que dans le procedé conventionnel l'azote gazeux est entraîne ~ l'exterieur avec l'air.
On décrira, ci-apres, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'execution de la presente invention, en reference au dessin annexe sur lequel :
La figure 1 est une vue en coupe verticale schematique d'une installation de refroidissement d'une poudre contenue dans une tremie de reception.
La figure 2 est une vue en plan d'un dispositif d'injection d'azote liquide dans la poudre.
La figure 3 est une vue en coupe verticale partielle, faite suivant la ligne III-III de la figure 2, du dispositif d'injection d'azote liquide.
L'installation de refroidissement representee sur la figure 1 est destinee à refroidir une masse de poudre 1 contenue dans une tremle de reception 2. Cette tremie de reception 2, de forme tronconi~ue ou pyra~idale, est situee en dessous de l'extrem1te superieure d'un cylindre elevateur 3 vertical ou leg2rement incliné, dans lequel la poudre est aspiree avec de l'air ambiant. A l'extremité superieure du cylindre elevateur à courant d'air 3, la poudre se separe du courant d'air et tc~be dans la tremie 2, cc~me il est indique par la fleche en trait plein f, tandis que l'air continue son mouvement vers l'exterieur, cc~me il est indique par la fleche fl en tirets. Ainsi, dans une premiere phase du procede (phase non necessaire, le procede selon l'invention pouvant debuter dans la phase suivante uniquement), la poudre est tout d'abord prerefroidie par l'air d'aspiration (système dit " air-lift "). A la base de la tremie de reception 2, se trouve un dispositif extracteur doseur 4, par exemple du type à vanne rotative, lequel assure la distribution, sur une bande transporteuse, d'un debit approprie de poudre 1 refroidie à une temFerature determinee.
Suivant l'invention le refroidissement de la poudre 1 est realise au sein meme de celle-ci, alors qu'elle se trouve contenue dans la tremie de reception 2, et ce au moyen d'un dispositif d'injection d'un fluide cryogenique liquefie, par exemple d'azote liquide. Ce dispositif 35 d'injection 5 est avantageusement constitue par un cadre tubulaire de for~;e polygonale ou circulaire en plan, s'etendant horizontalement en travers de la tremie 2 et qui est relie, à 1'exterieur, à une source d'azote liquide. La forme du cadre tubulaire est adaptee ~ la section de la tremie de manière à se trouver à une distance des bords de la tremie suffisante pour eviter à l'azote liquide d'entrer en contact avec ses parois avant vaporisation. Dans une vue en co~lpe (fig. 2), la surface B
entre les bords de la tremie et le cadre tubulaire est sensiblement egale à la surface A situe~e à l'interieur du cadre. Ce cadre tubulaire S est perce d'orifices, notclmment de fentes 6, regulièrement répartis sur sa paroi. La section et le nombre de ces fentes 6 dependent du debit d'azote liquide desire. Ces fentes ont generalement une section egale environ à
la moitie de celle du cadre, avec une sym~trie dans le plan de coupe (fig.3) de manière à injecter la meme quantite d'azote vers les surfaces A et B. (hauteur D/2 d'une fente pour une hauteur D du cadre).
L'azote liquide est injecte sous pression afin de pouvoir penetrer dans la poudre. Les fentes 6 sont de préference orm~es dans la partie inferieure de la paroi interne du cadre tubulaire 5 de manière que chacune de ces fentes 6 laisse sortir un jet elementaire d'azote liquide dirige vers le bas et vers l'axe vertical de la tremie, c'est-~-dire vers la zone où la pression de la poudre est la plus elevee.
Ve preference, le cadre tubulaire 5 assurant l'injection d'azote liquide doit se trouver à une hauteur, à partir du bas de la tremie de reception 2, qui est ccmprise entre la moitie et le tiers de la hauteur de la masse de poudre 1.
Le dispositif 5 d'injection d'azote liquide au sein de la masse de poudre l permet d'obtenir les debits d'azote liquide souhaites, tout en evitant le "renardage" ou remontee d'azote liquide ou gazeux froid dans des fissures se creant dans la masse de poudre 1. Le dispositif d'injection 5 doit être egalement conçu pour permettre une bonne homcgeneite de la repartition des frigories apportees, tout en ne se ~ouchant pas, c'est-à-dire qu'il ne doit pas être obture par suite d'un givrage dû aux lO à 15 ~ d'humidite de la poudre 1 ou bien par la poudre elle-meme.
Le dispositif d'injection 5 est relie~ par l'intermediaire d'une ligne cryogenique isolee 7, à un reservoir (ou evaporateur) d'azote liquide 8 sous pression, du fait de la hauteur à laquelle doit s'effectuer l'injection de l'azote liquide dans la poudre l.
L'installation de refroidissement suivant l'invention ccrprend par ailleurs un ensemble de regulation du d~bit de l'azote liquide 3~
b injecte dans la poudre 1. Cet ens~mble comprend un regulateur proprement dit 9 qui est connecte à une sonde de température 10 engagee dans la partie inferieure de la tremie 2, pour mesurer en permanence la temperature de la poudre 1 à la sortie de cette tremie. Ce regulateur agit à son tour sur une ou plusieurs vannes branchees sur la ligne cryogenique 7. Dans la forme d'execution non limitative representee sur le dessin, le regulateur 9 commande deux vannes 11 et 12 hranchees en parallèle.
Le ~ait d'utiliser deux vannes 11, 12, permet de realiser des regulations du type "tout, peu ou rien". La regulation en "tout ou peu"
(ouverture de l'une des deux vannes 11 et 12 ou des deux vannes à la fois) garantit un m~indre taux de diphasique, par suite d'un ecoulement permanent de la phase gazeuse dans la ligne cryogénique 7. De plus, les à-coups et surpressions dans la poudre 1 sont lLmltes, d'où une reduction très forte des envolees de "fines" et des surpressions exercees sur le dispositif extracteur doseur 4. Cette envolee de fines est égalenEnt evitee du fait de la forme tronconique pyramldale de la tremie, ce qui permet une diminution de la vitesse du gaz lors de son ascensiorl, compte tenu de l'augmentation de surface de la tremie vers le haut.
On voit, d'après la description qui prec~de, que le refroidissement est realise, par injection directe d'azote liquide, en un endroit où seule la poudre 1 est presente, la temperature de cette poudre ayant dejà ete abaissee prealablement par suite de son passage à travers le cylindre elevateur à courant d'air 3. Cette injection directe d'azote liquide, par l'intermediaire du dispositif d'injection 5, au sein ~me de la masse de poudre l permet une regulation de la puissance frigorifique sur une tres large plage.
On dor~lera, ci-apres, à titre dlexemple, les resultats comparatifs obtenus par injection d'un fluide cryogenique à la base du cylindre elevateur par courant d'air, suivant le procede conventionnel et par injection de ce fluide en partie haute, dans la trémie de reception 2 situee à 30 mètres par rapport au sol. Pour un debit de poudre fixe de 30 000 kg/h, une temperature de poudre en partie basse de 80C, de l'air en partie basse de 28C et une temperature de poudre desiree de 35C, une chaleur specifique de la poudre de 0,33 kcal/kg et une chaleur specifique de l'air de 0,24 Xcal/kg on conscmme, suivant le procede con~entionnel consistant à injecter l'azote liquide à la base du cylindre elevateur à
courant d'air, un debit horaire de 4 111 l/h alors qu'avec le procéde suivant l'invention, dans lequel l'injection d'azote liquide s'effectue en partie haute, dans la tremie 2, le debit horaire est seulement de 1 739 l/h. Autrement dit, le procedé suivant l'invention permet de reduire d'enviroll 58 ~ la conscmmation horaire d'azote liquide nécessaire pour obtenir, à la sortie de la tremie de reception 2, une poudre ayant la temperature désirée de 35C.
Bien que l'on ait decrit, dans ce qui precede, l'application du procede et de l'installation suivant l'invention au refroidissement d'une poudre de detergent, avant le conditionnement de celle~ci, il va de soi qu'ils peuvent egalement etre employes dans d'autres domaines industriels, par ex~l~le pour le conditionnement de poudres de colorants, autre~ent dit chaque fois que la temperature de la poudre doit être abaissee à une valeur desiree.
5Dans les industries de fabrication de poudres, il es-t necessaire de refroidir celles-ci pour diverses raisons tenant aussi bien à la constitution particulière des poudres qu'aux exigences posees par les operations de conditionnem~nt. Tel est par exemple le cas des poudres de lessive dites 'teconGmiques", qui travaillent à basse temperature (30 à
60CJ au lieu de l'ebullition et auxquelles sont adjoints des agents lavants, tensio-actifs ou d'autres additifs specifiques qui ne supp~rtent pas des temperatures de conditionnement-elevees. Generalement, une poudre de lessive est produite en continu, à des tonnages allant de 10 à 50 tonnes/h, sur une seule installation. Les matières premières (liquides et solides), après avoir ete melangees puis sechees (par exemple à l'air chaud), sont transportees! au moyen de bandes tr~msporteuses, sous forme d'une poudre ayant une granulometrie moyenne de 500 microns. La poudre arrive ensuite en bas d'un cylindre vertical ou leg~re~ent incliné, en etant encore à une temperature de 70 ~ 90C. La poudre est alors aspiree vers le haut, dans ce cylindre, avec de l'air anbiant plus froid et elle arrive en un point situe à 10 à 40 mètres plus haut, point où elle se separe de l'air par gravite. La poudre tombe ensuite dans une ou plusieurs tremies de reception d'où elle est reprise pour recevoir les additifs specifiques, avant d'8tre dirigee vers l'atelier de conditionnement.
La temperature desiree dans la tremie de reception de la poudre de lessive est de 25 a 40C environ. Or, dès que la tem~erature de l'air aspire au bas du cylindre elevateur par courant d'air est relativement elevee (en ete notamment), le refroidissen~nt de la poudre realise par 30 echan~e thermique avec cet air aspiré se revèle insuffisant. On a donc ete amene à mettre en oeuvre des procedes de refroidissement additionnels pour pen~ettre d'atteindre la temperature desiree dans la tremie de reception.
Suivant un procede connu dans lequel on assure le 35 refroidissement par un groupe mecanique, on utilise un groupe frigorifique qui refroidit soit la poudre seule ~au moyen d'un echangeur solide/liquide par exemple) soit l'air seul, soit encore à la fois l'air ... i 1~ r'~3;3~3 et la poudre. Ce procede presente l'inconvenient d'avoir un faible rende~ent, d'etre tres onereux, peu fiable et de ne pas être souple.
Vn autre procéde qui a été essaye, consiste à pulvériser de l'azote liquide au bas du cylindre élévateur par courant d'air. A cet effet, on détend et vaporise de l'azote liquide sous tres faible pression, à la base du cylindre elevateur et ~ l'entrée de l'air aspire.
Le di~spositif de pulvérisation d'azote liquide peut être constitué par un simple tore perce de trous diriges vers le haut ou par une rampe de tubes d'æ rivee d'azote liquide orientes vers le haut. L'echange des frigories avec l'air et ia poudre aspirés vers le haut est relativement hcm~gene du fait du nombre de Reynolds et de la hauteur du cylindre elevateur à
courant d'air.
Ce dernier procede presente toutefois l'inconvenient que l'on refroidit à la fois l'air et la poudre. Par ailleurs, toute fuite d'azote, par suite d'un arr8t ou d'une deficience quelconque du ventilateur, ou tout bouchage du dispositif d'injection d'azote liquide par des retcmbees d'agglcmerat de poudre constituent un risque pour les utilisateurs. Il est donc imperativement nécessaire de prevoir des systemes de sécilrité.
Le brevet US 4,222,527 décrit un procéde de cryo-broyage dans lequel un produit particulaire à broyer est d'abord refroidi dans une tremie cylindrique à l'aide d'azote liquide. Celui-ci est envoyé par une canne percee d'ouvertures orientees vers le haut et placee à la base de la tremie. Le produit ainsi prerefroidi est ensuite broye sous injection d'azote liquide, à basse temperature.
Un tel systeme comporte des inconvenients qui le rende inapplicable à son utilisation dans le refroidissement des poudres détergentes. Placé dans une tremie contenant une épaisseur importante de poudre, la canne percee d'ouvertures se bouche rapidement. De plus, sa forme ne permet pas d'obtenir un refroidissement homogène de la poudre.
La présente invention vise à remedier à ces inconvenients en procurant un procedé et une installation de conception remarquablement simple, d'une mise en oeuvre tres facile, permettant d'o~tenir un refroidissement selectif de la poudre seule avec un apport frigorifique variable, et ce, dans les meilleures conditions de sécurité.
A cet effet, ce procede de refroidissement, au moyen d'un fluide frigorigène, d'une poudre, notamment d'une poudre de detergent, est caracterise en ce qu'on injecte le fluide frigorigène, à l'etat liquefie, au sein m~.e de la poudre stockee dans une tremie de reception de celle-ci.
L'invention a egalemen-t pour objet une ins-tallation pour la mise en oeuvre du procede precite, dans laquelle la poudre tombe dans une trémie de reception avant sa distribution en d:irection d'un poste situe en aval, cette installation etant caracterisee en ce qu'elle cc~rend, dans la tremie de reception de la poudre, un dispositif d'injection d'un fluide frigorigene liquéfié, ce dispositif etant relie à un reservoir de ce fluide sous pression.
L'installation comprend egalement un ensemble de regulation comprenant un capteur de temperature pour relever la temperature de la poudre à la sortie de la tremie, et des moyens de c~nmande du debit du fluide frigorigène en direction du dispositif d'injection, en Eonction de la temperature de la poudre relevée par le capteur.
Le proc~de et l'installation suivant l'inventior~ permettent de refroidir, dans la tremie, la po~ldre sans modifier ses caracteristiques physico-chimiques et sa granulom~.trie, et ce quel que soit le debit de la pou~re à la sortie de la tremie.
Le fluide frigorigène utilise dans le procede et l'installation suivant l'invention est choisi de manière à être inerte vis-à-vis de la poudre et il peut être constitue, de preference, par de l'azote liquide.
Pa rapport aux procédes de refroidissement connus, le procede suivant l'invention offre l'avantage de permettre de realiser une economie très importante d'azote liquide. Par ailleurs, ce procede presente une très grande souplesse de mise en oeuvre du fait que le debit d'azote liquide peut etre aisement adapte aux conditions de la production et notamment au debit de la poudre refroidie à la sortie de la tremie. Le procéde suivant l'invention permet egalement de realiser une econGmie additionnelle sur l'energie de rechauffage de l'air evacue en haut du cylindre elevateur à courant d'air, en vue d'une utilisation de cet air pour le sechage, etant donné que l'air utilise pour l'entra~nement de la poudre dans le cylindre elevateur n'est pas refroidi. Le procede n'exige pas l'obligation d'installer une detection d'oxygène car le refroidissement n'est pas realisé au niveau des ateliers. Enfin, l'injection du fluide cryogenique au sein meme de la poudre stockee dans la tremie de reception entraîne un effet d'inertage à llegard de cette poudre, alors que dans le procedé conventionnel l'azote gazeux est entraîne ~ l'exterieur avec l'air.
On décrira, ci-apres, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'execution de la presente invention, en reference au dessin annexe sur lequel :
La figure 1 est une vue en coupe verticale schematique d'une installation de refroidissement d'une poudre contenue dans une tremie de reception.
La figure 2 est une vue en plan d'un dispositif d'injection d'azote liquide dans la poudre.
La figure 3 est une vue en coupe verticale partielle, faite suivant la ligne III-III de la figure 2, du dispositif d'injection d'azote liquide.
L'installation de refroidissement representee sur la figure 1 est destinee à refroidir une masse de poudre 1 contenue dans une tremle de reception 2. Cette tremie de reception 2, de forme tronconi~ue ou pyra~idale, est situee en dessous de l'extrem1te superieure d'un cylindre elevateur 3 vertical ou leg2rement incliné, dans lequel la poudre est aspiree avec de l'air ambiant. A l'extremité superieure du cylindre elevateur à courant d'air 3, la poudre se separe du courant d'air et tc~be dans la tremie 2, cc~me il est indique par la fleche en trait plein f, tandis que l'air continue son mouvement vers l'exterieur, cc~me il est indique par la fleche fl en tirets. Ainsi, dans une premiere phase du procede (phase non necessaire, le procede selon l'invention pouvant debuter dans la phase suivante uniquement), la poudre est tout d'abord prerefroidie par l'air d'aspiration (système dit " air-lift "). A la base de la tremie de reception 2, se trouve un dispositif extracteur doseur 4, par exemple du type à vanne rotative, lequel assure la distribution, sur une bande transporteuse, d'un debit approprie de poudre 1 refroidie à une temFerature determinee.
Suivant l'invention le refroidissement de la poudre 1 est realise au sein meme de celle-ci, alors qu'elle se trouve contenue dans la tremie de reception 2, et ce au moyen d'un dispositif d'injection d'un fluide cryogenique liquefie, par exemple d'azote liquide. Ce dispositif 35 d'injection 5 est avantageusement constitue par un cadre tubulaire de for~;e polygonale ou circulaire en plan, s'etendant horizontalement en travers de la tremie 2 et qui est relie, à 1'exterieur, à une source d'azote liquide. La forme du cadre tubulaire est adaptee ~ la section de la tremie de manière à se trouver à une distance des bords de la tremie suffisante pour eviter à l'azote liquide d'entrer en contact avec ses parois avant vaporisation. Dans une vue en co~lpe (fig. 2), la surface B
entre les bords de la tremie et le cadre tubulaire est sensiblement egale à la surface A situe~e à l'interieur du cadre. Ce cadre tubulaire S est perce d'orifices, notclmment de fentes 6, regulièrement répartis sur sa paroi. La section et le nombre de ces fentes 6 dependent du debit d'azote liquide desire. Ces fentes ont generalement une section egale environ à
la moitie de celle du cadre, avec une sym~trie dans le plan de coupe (fig.3) de manière à injecter la meme quantite d'azote vers les surfaces A et B. (hauteur D/2 d'une fente pour une hauteur D du cadre).
L'azote liquide est injecte sous pression afin de pouvoir penetrer dans la poudre. Les fentes 6 sont de préference orm~es dans la partie inferieure de la paroi interne du cadre tubulaire 5 de manière que chacune de ces fentes 6 laisse sortir un jet elementaire d'azote liquide dirige vers le bas et vers l'axe vertical de la tremie, c'est-~-dire vers la zone où la pression de la poudre est la plus elevee.
Ve preference, le cadre tubulaire 5 assurant l'injection d'azote liquide doit se trouver à une hauteur, à partir du bas de la tremie de reception 2, qui est ccmprise entre la moitie et le tiers de la hauteur de la masse de poudre 1.
Le dispositif 5 d'injection d'azote liquide au sein de la masse de poudre l permet d'obtenir les debits d'azote liquide souhaites, tout en evitant le "renardage" ou remontee d'azote liquide ou gazeux froid dans des fissures se creant dans la masse de poudre 1. Le dispositif d'injection 5 doit être egalement conçu pour permettre une bonne homcgeneite de la repartition des frigories apportees, tout en ne se ~ouchant pas, c'est-à-dire qu'il ne doit pas être obture par suite d'un givrage dû aux lO à 15 ~ d'humidite de la poudre 1 ou bien par la poudre elle-meme.
Le dispositif d'injection 5 est relie~ par l'intermediaire d'une ligne cryogenique isolee 7, à un reservoir (ou evaporateur) d'azote liquide 8 sous pression, du fait de la hauteur à laquelle doit s'effectuer l'injection de l'azote liquide dans la poudre l.
L'installation de refroidissement suivant l'invention ccrprend par ailleurs un ensemble de regulation du d~bit de l'azote liquide 3~
b injecte dans la poudre 1. Cet ens~mble comprend un regulateur proprement dit 9 qui est connecte à une sonde de température 10 engagee dans la partie inferieure de la tremie 2, pour mesurer en permanence la temperature de la poudre 1 à la sortie de cette tremie. Ce regulateur agit à son tour sur une ou plusieurs vannes branchees sur la ligne cryogenique 7. Dans la forme d'execution non limitative representee sur le dessin, le regulateur 9 commande deux vannes 11 et 12 hranchees en parallèle.
Le ~ait d'utiliser deux vannes 11, 12, permet de realiser des regulations du type "tout, peu ou rien". La regulation en "tout ou peu"
(ouverture de l'une des deux vannes 11 et 12 ou des deux vannes à la fois) garantit un m~indre taux de diphasique, par suite d'un ecoulement permanent de la phase gazeuse dans la ligne cryogénique 7. De plus, les à-coups et surpressions dans la poudre 1 sont lLmltes, d'où une reduction très forte des envolees de "fines" et des surpressions exercees sur le dispositif extracteur doseur 4. Cette envolee de fines est égalenEnt evitee du fait de la forme tronconique pyramldale de la tremie, ce qui permet une diminution de la vitesse du gaz lors de son ascensiorl, compte tenu de l'augmentation de surface de la tremie vers le haut.
On voit, d'après la description qui prec~de, que le refroidissement est realise, par injection directe d'azote liquide, en un endroit où seule la poudre 1 est presente, la temperature de cette poudre ayant dejà ete abaissee prealablement par suite de son passage à travers le cylindre elevateur à courant d'air 3. Cette injection directe d'azote liquide, par l'intermediaire du dispositif d'injection 5, au sein ~me de la masse de poudre l permet une regulation de la puissance frigorifique sur une tres large plage.
On dor~lera, ci-apres, à titre dlexemple, les resultats comparatifs obtenus par injection d'un fluide cryogenique à la base du cylindre elevateur par courant d'air, suivant le procede conventionnel et par injection de ce fluide en partie haute, dans la trémie de reception 2 situee à 30 mètres par rapport au sol. Pour un debit de poudre fixe de 30 000 kg/h, une temperature de poudre en partie basse de 80C, de l'air en partie basse de 28C et une temperature de poudre desiree de 35C, une chaleur specifique de la poudre de 0,33 kcal/kg et une chaleur specifique de l'air de 0,24 Xcal/kg on conscmme, suivant le procede con~entionnel consistant à injecter l'azote liquide à la base du cylindre elevateur à
courant d'air, un debit horaire de 4 111 l/h alors qu'avec le procéde suivant l'invention, dans lequel l'injection d'azote liquide s'effectue en partie haute, dans la tremie 2, le debit horaire est seulement de 1 739 l/h. Autrement dit, le procedé suivant l'invention permet de reduire d'enviroll 58 ~ la conscmmation horaire d'azote liquide nécessaire pour obtenir, à la sortie de la tremie de reception 2, une poudre ayant la temperature désirée de 35C.
Bien que l'on ait decrit, dans ce qui precede, l'application du procede et de l'installation suivant l'invention au refroidissement d'une poudre de detergent, avant le conditionnement de celle~ci, il va de soi qu'ils peuvent egalement etre employes dans d'autres domaines industriels, par ex~l~le pour le conditionnement de poudres de colorants, autre~ent dit chaque fois que la temperature de la poudre doit être abaissee à une valeur desiree.
Claims (17)
1. Procédé de refroidissement au moyen d'un fluide frigorigène d'une masse de poudre, notamment de poudre de détergent, contenue dans une trémie de réception fixe, caractérisé en ce qu'on injecte le fluide frigorigène à l'état liquéfie, au moyen d'un dispositif d'injection comportant une série d'orifices, au sein même de la masse de poudre stockée dans la trémie et nettement au-dessous de la surface de la masse de poudre, de façon que le fluide frigorigène entre directement en contact avec la masse de poudre alors qu'il est encore à l'état liquide.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on injecte le fluide frigorigène liquéfié sous la forme de jets élémentaires dirigés vers le bas et vers l'axe vertical de la trémie de réception.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on injecte le fluide frigorigène liquéfié sous pression dans la masse de poudre.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on utilise, en tant que fluide frigorigène liquéfié, un fluide inerte vis-à-vis de la poudre et de préférence de l'azote liquide.
5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la poudre a une granulométrie moyenne de 500 microns.
6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la trémie a une forme tronconique.
7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la trémie a une forme de pyramide inversée.
8. Installation pour le refroidissement au moyen d'un fluide frigorigène d'une masse de poudre, notamment de poudre de détergent, caractérisée en ce qu'elle comprend une trémie de réception fixe contenant la masse de poudre, un dispositif d'injection d'un fluide frigorigène liquéfié au sein de la masse de poudre de façon que le fluide frigorigène entre directement en contact avec la masse de poudre alors qu'il est encore à l'état liquide, ce dispositif comportant une série d'orifices et étant dispose nettement au-dessous de la surface de la masse de poudre, et un réservoir dudit fluide relié au dispositif d'injection.
9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend également un ensemble de régulation comprenant un capteur de température pour relever la température de la poudre à la sortie de la trémie, et des moyens de commande du débit du fluide frigorigène en direction du dispositif d'injection, en fonction de la température de la poudre relevée par le capteur.
10. Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de commande du débit du fluide frigorigène comprennent deux vannes branchées en parallèle, l'ensemble de régulation agissant sur ces deux vannes.
11. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'injection comprend un cadre tubulaire de forme annulaire, notamment polygonale ou circulaire, en plan, s'étendant horizontalement en travers de la trémie, et ce cadre tubulaire est percé d'orifices, notamment de fentes, régulièrement réparties sur sa paroi, la section et le nombre de ces orifices dépendant du débit de fluide frigorigène désiré.
12. Installation suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les orifices sont formes dns la partie inférieure de la paroi interne du cadre tubulaire et sont orientés de manière que chacun de ces orifices laisse sortir un jet élémentaire de fluide frigorigène dirigé vers le bas et vers l'axe vertical de la trémie, c'est-à-dire vers la zone où la pression de la poudre est la plus élevée.
13. Installation suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le cadre tubulaire assurant l'injection se trouve à une hauteur, à partir du bas de la trémie de réception, qui est comprise entre la moitié et le tiers de la hauteur de la masse de poudre.
14. Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que la trémie est précédée par des moyens d'aspiration de la poudre qui aspirent la poudre à partir d'une source de poudre séparée pour l'amener dans la trémie, vers le haut de la masse de poudre contenue dans la trémie, par un courant d'air qui crée un refroidissement préalable de cette poudre.
15. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la poudre a une granulométrie moyenne de 500 microns.
16. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'injection est disposé dans une trémie de réception fixe ayant une forme tronconique.
17. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'injection est disposé dans une trémie de réception fixe ayant une forme de pyramide inversée.
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