CA2741266C - Dispositif de sechage de biomasse solide et utilisation de ce dispositif - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de séchage de biomasse solide comportant une pluralité de cyclones (1A à 1E) disposés en série, chaque cyclone comportant une partie inférieure conique, dont un premier cyclone supérieur (1A) comporte une conduite d'alimentation en biomasse (6) et une conduite de sortie du gaz (3A) et dont les autres cyclones (16 à 1E) comportent une conduite d'entrée (4B à 4E) et une conduite de sortie (3B à 3E) du gaz, chaque cyclone comportant une conduite verticale inférieure (5A à 5E) d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent. Selon l'invention, ledit premier cyclone (1A) comporte égalament une conduite d'alimentation en gaz chaud (2) débouchant dans le plafond du cyclone supérieur (1A) et ladite conduite d'entrée du gaz (46 à 4E) des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
Description
Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No.: 11559-011 DISPOSITIF DE SÉCHAGE DE BIOMASSE SOLIDE ET UTILISATION DE CE
DISPOSITIF
L'invention concerne un dispositif de séchage de biomasse solide et une utilisation de ce dispositif.
Dans le contexte du changement climatique et de l'imposition de quotas d'émissions de dioxyde de carbone émis par les installations industrielles et notamment de production d'énergie à base de combustibles fossiles solides, il apparaît que la capture et le stockage de dioxyde de carbone qui est envisagé à moyen et long terme pour les installations de grande taille seront insuffisants pour répondre au facteur quatre de division des émissions de dioxyde de carbone en 2050.
La capture et le stockage de dioxyde de carbone devront être complétés par l'utilisation de biomasses agricoles et forestières pour les installations de capacité
moyenne et inférieure qui sont à même de collecter ces biomasses dans une zone géographique limitée.
Ces biomasses d'origine naturelle présentent l'inconvénient de fortes teneurs en humidité, ce qui a un effet pénalisant sur les rendements des installations de conversion tant de combustion que de gazéification. Sachant que des efforts technologiques doivent être apportés sur toutes les étapes de la conversion thermochimique de la biomasse, il est nécessaire d'améliorer les performances de l'étape de séchage et d'éviter que le séchage ne soit émetteur d'émissions spécifiques de dioxyde de carbone.
Il est connu dans les industries utilisatrices de biomasses du type fabrication des panneaux de particules, d'effectuer ce séchage en four tournant, alimenté par des fumées produites par des générateurs alimentés au gaz naturel. Ces fumées permettent de réduire l'humidité de départ des biomasses, qui est de 55 à 60 %, à environ 20 à 25 A, au prix d'une consommation énergétique chère et génératrice de dioxyde de carbone.
L'utilisation d'un four tournant est une technique primaire de contact gaz solides et peu compacte, connue pour des performances moyennes de séchage de biomasse. Elle possède par contre l'avantage de tolérer des biomasses grossières et d'être bien adaptée à des copeaux papetiers mais d'être limitée par les teneurs en sciures fines.
Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No. : 11559-011 Il existe par ailleurs des technologies en développement pour le séchage de lignite à haute teneur en humidité qui sont réalisées en lit fluidisé dense possédant des échangeurs immergés parcourus par de la vapeur. Mais ces technologies sont adaptées à
du lignite de faible granulométrie, destiné à une combustion à l'état pulvérisé très fin.
Le document de brevet US 2005/0274067 décrit un dispositif de séchage de biomasse en tant que carburant dans une installation de cimenterie. Le cru de cimenterie contenant ces biomasses est séché dans une section de préchauffage comportant une série d'étages de préchauffage de type cyclones, le cru étant introduit dans le cyclone supérieur et le gaz chaud provenant d'un four tournant étant introduit dans le cyclone inférieur, le séchage se réalisant à contre courant des solides et des gaz.
Le préchauffeur de type cyclone supérieur reçoit les solides par une conduite horizontale latérale amenant également le gaz en fin de boucle gazeuse et les solides séparés des gaz s'écoulent d'un cyclone à l'autre par une conduite verticale inférieur aux cyclones. Le préchauffeur de type cyclone inférieur reçoit le gaz chaud par une conduite horizontale latérale en début de boucle gazeuse.
Un tel dispositif de séchage pose les problèmes techniques suivants.
Un tel dispositif de séchage est très encombrant, chaque cyclone ayant un diamètre de l'ordre de 10 mètres et la hauteur totale de la série de cyclones étant de l'ordre de 80 mètres, et ne peut être installé en tout lieu.
Le séchage à contre courant s'applique exclusivement à une installation de type cimenterie où l'alimentation en gaz chaud est en partie basse.
L'invention résout ces problèmes techniques et propose un dispositif de séchage spécifiquement destiné à la biomasse, qui soit compact et particulièrement intégré à une installation de conversion thermochimique à lit fluidisé rapide, tout en assurant une forte turbulence de mélange avec des gaz chauds.
Pour ce faire, l'invention propose un dispositif de séchage de biomasse solide comportant une pluralité de cyclones disposés en série, dont un premier cyclone supérieur comporte une conduite d'alimentation en biomasse et une conduite de sortie du gaz et dont les autres cyclones comportent une conduite d'entrée et une conduite de sortie du gaz, chaque cyclone comportant une conduite verticale inférieure d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent, caractérisé en ce que ledit premier
DISPOSITIF
L'invention concerne un dispositif de séchage de biomasse solide et une utilisation de ce dispositif.
Dans le contexte du changement climatique et de l'imposition de quotas d'émissions de dioxyde de carbone émis par les installations industrielles et notamment de production d'énergie à base de combustibles fossiles solides, il apparaît que la capture et le stockage de dioxyde de carbone qui est envisagé à moyen et long terme pour les installations de grande taille seront insuffisants pour répondre au facteur quatre de division des émissions de dioxyde de carbone en 2050.
La capture et le stockage de dioxyde de carbone devront être complétés par l'utilisation de biomasses agricoles et forestières pour les installations de capacité
moyenne et inférieure qui sont à même de collecter ces biomasses dans une zone géographique limitée.
Ces biomasses d'origine naturelle présentent l'inconvénient de fortes teneurs en humidité, ce qui a un effet pénalisant sur les rendements des installations de conversion tant de combustion que de gazéification. Sachant que des efforts technologiques doivent être apportés sur toutes les étapes de la conversion thermochimique de la biomasse, il est nécessaire d'améliorer les performances de l'étape de séchage et d'éviter que le séchage ne soit émetteur d'émissions spécifiques de dioxyde de carbone.
Il est connu dans les industries utilisatrices de biomasses du type fabrication des panneaux de particules, d'effectuer ce séchage en four tournant, alimenté par des fumées produites par des générateurs alimentés au gaz naturel. Ces fumées permettent de réduire l'humidité de départ des biomasses, qui est de 55 à 60 %, à environ 20 à 25 A, au prix d'une consommation énergétique chère et génératrice de dioxyde de carbone.
L'utilisation d'un four tournant est une technique primaire de contact gaz solides et peu compacte, connue pour des performances moyennes de séchage de biomasse. Elle possède par contre l'avantage de tolérer des biomasses grossières et d'être bien adaptée à des copeaux papetiers mais d'être limitée par les teneurs en sciures fines.
Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No. : 11559-011 Il existe par ailleurs des technologies en développement pour le séchage de lignite à haute teneur en humidité qui sont réalisées en lit fluidisé dense possédant des échangeurs immergés parcourus par de la vapeur. Mais ces technologies sont adaptées à
du lignite de faible granulométrie, destiné à une combustion à l'état pulvérisé très fin.
Le document de brevet US 2005/0274067 décrit un dispositif de séchage de biomasse en tant que carburant dans une installation de cimenterie. Le cru de cimenterie contenant ces biomasses est séché dans une section de préchauffage comportant une série d'étages de préchauffage de type cyclones, le cru étant introduit dans le cyclone supérieur et le gaz chaud provenant d'un four tournant étant introduit dans le cyclone inférieur, le séchage se réalisant à contre courant des solides et des gaz.
Le préchauffeur de type cyclone supérieur reçoit les solides par une conduite horizontale latérale amenant également le gaz en fin de boucle gazeuse et les solides séparés des gaz s'écoulent d'un cyclone à l'autre par une conduite verticale inférieur aux cyclones. Le préchauffeur de type cyclone inférieur reçoit le gaz chaud par une conduite horizontale latérale en début de boucle gazeuse.
Un tel dispositif de séchage pose les problèmes techniques suivants.
Un tel dispositif de séchage est très encombrant, chaque cyclone ayant un diamètre de l'ordre de 10 mètres et la hauteur totale de la série de cyclones étant de l'ordre de 80 mètres, et ne peut être installé en tout lieu.
Le séchage à contre courant s'applique exclusivement à une installation de type cimenterie où l'alimentation en gaz chaud est en partie basse.
L'invention résout ces problèmes techniques et propose un dispositif de séchage spécifiquement destiné à la biomasse, qui soit compact et particulièrement intégré à une installation de conversion thermochimique à lit fluidisé rapide, tout en assurant une forte turbulence de mélange avec des gaz chauds.
Pour ce faire, l'invention propose un dispositif de séchage de biomasse solide comportant une pluralité de cyclones disposés en série, dont un premier cyclone supérieur comporte une conduite d'alimentation en biomasse et une conduite de sortie du gaz et dont les autres cyclones comportent une conduite d'entrée et une conduite de sortie du gaz, chaque cyclone comportant une conduite verticale inférieure d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent, caractérisé en ce que ledit premier
-2-Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No. : 11559-011 cyclone comporte également une conduite d'alimentation en gaz chaud débouchant dans le plafond du cyclone supérieur et ladite conduite d'entrée du gaz des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
L'invention concerne également un dispositif de séchage de biomasse solide comportant une pluralité de cyclones disposés en série, chaque cyclone comportant une partie inférieure conique, dont un premier cyclone supérieur comporte une conduite d'entrée de gaz chaud débouchant dans le plafond du cyclone supérieur et une conduite de sortie de gaz, chaque cyclone comportant une conduite verticale inférieure d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent, caractérisé en ce que ledit premier cyclone supérieur comporte une conduite d'alimentation en biomasse, les autres cyclones comportent une conduite d'entrée et une conduite de sortie du gaz et ladite conduite d'entrée du gaz des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
Pour améliorer les rendements de conversion thermochimique des biomasses et réduire leur humidité à environ 10 % , humidité équivalente à celle de combustibles fossiles solides de type charbon, il est nécessaire d'effectuer un séchage mettant en oeuvre une forte turbulence de mélange avec des gaz chauds contenant de l'oxygène et éventuellement des solides, sans toutefois enflammer ces biomasses et assurer un temps de séjour suffisant pour ces migrations d'humidité dans les particules poreuses de biomasse qui auront été préparées en granulométrie. Une amélioration de performances exige de réduire le spectre granulométrique des biomasses en entrée pour contrôler leur temps de séjour et le rendre homogène. La compacité du dispositif de séchage est essentielle pour réduire les coûts d'investissement.
L'invention concerne également une utilisation d'un tel dispositif de séchage de biomasse solide, caractérisée en ce que ledit gaz chaud est prélevé sur des fumées de combustion ou sur du gaz de synthèse à une température d'environ 600 à 700 C.
L'invention concerne enfin une utilisation d'un tel dispositif de séchage de biomasse solide, caractérisée en ce que des solides inertes sont mélangés à la biomasse alimentée et sont récupérés en sortie du dispositif de séchage pour être recyclés dans la biomasse alimentée.
L'invention concerne également un dispositif de séchage de biomasse solide comportant une pluralité de cyclones disposés en série, chaque cyclone comportant une partie inférieure conique, dont un premier cyclone supérieur comporte une conduite d'entrée de gaz chaud débouchant dans le plafond du cyclone supérieur et une conduite de sortie de gaz, chaque cyclone comportant une conduite verticale inférieure d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent, caractérisé en ce que ledit premier cyclone supérieur comporte une conduite d'alimentation en biomasse, les autres cyclones comportent une conduite d'entrée et une conduite de sortie du gaz et ladite conduite d'entrée du gaz des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
Pour améliorer les rendements de conversion thermochimique des biomasses et réduire leur humidité à environ 10 % , humidité équivalente à celle de combustibles fossiles solides de type charbon, il est nécessaire d'effectuer un séchage mettant en oeuvre une forte turbulence de mélange avec des gaz chauds contenant de l'oxygène et éventuellement des solides, sans toutefois enflammer ces biomasses et assurer un temps de séjour suffisant pour ces migrations d'humidité dans les particules poreuses de biomasse qui auront été préparées en granulométrie. Une amélioration de performances exige de réduire le spectre granulométrique des biomasses en entrée pour contrôler leur temps de séjour et le rendre homogène. La compacité du dispositif de séchage est essentielle pour réduire les coûts d'investissement.
L'invention concerne également une utilisation d'un tel dispositif de séchage de biomasse solide, caractérisée en ce que ledit gaz chaud est prélevé sur des fumées de combustion ou sur du gaz de synthèse à une température d'environ 600 à 700 C.
L'invention concerne enfin une utilisation d'un tel dispositif de séchage de biomasse solide, caractérisée en ce que des solides inertes sont mélangés à la biomasse alimentée et sont récupérés en sortie du dispositif de séchage pour être recyclés dans la biomasse alimentée.
-3-Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No. : 11559-01 1 L'invention concerne en plus l'utilisation d'un dispositif de séchage de biomasse solide tel que décrit ci-dessus, caractérisé en qu'il est installé dans une boucle à lit fluidisé rapide comportant un réacteur, un cyclone de séparation associé et une conduite de retour des solides de ce cyclone vers le réacteur, ladite conduite d'alimentation en gaz chaud étant alimenté par des gaz soutirés en sortie dudit cyclone de séparation.
L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention.
La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective de détail d'un tel dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
La figure 3 est une vue de dessus de détail d'un tel dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
La figure 4 est une vue schématique en plan d'une installation de conversion thermochimique à lit fluidisé rapide équipé d'un dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
Comme illustré sur la figure 1, un dispositif de séchage de biomasse solide, conforme à l'invention, comporte une pluralité de cyclones à haute vitesse disposés en série, cinq cyclones lA à 1 E selon l'exemple représenté, chaque cyclone comportant une partie inférieure conique et une partie supérieure cylindrique.
Un premier cyclone lA comporte une conduite d'alimentation en gaz chaud 2 et une conduite de sortie du gaz 3A et les autres cyclones 1B à JE comportent une conduite d'entrée 4B à 4E et une conduite de sortie 3B à 3E du gaz. Chaque cyclone comporte une conduite verticale inférieure 5A à 5E d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent, disposée sur l'axe de symétrie du cyclone correspondant.
La conduite d'alimentation 2 en gaz chaud débouche dans le plafond du cyclone supérieur lA et la conduite d'entrée 4B à 4E du gaz des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention.
La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective de détail d'un tel dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
La figure 3 est une vue de dessus de détail d'un tel dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
La figure 4 est une vue schématique en plan d'une installation de conversion thermochimique à lit fluidisé rapide équipé d'un dispositif de séchage de biomasse conforme à l'invention.
Comme illustré sur la figure 1, un dispositif de séchage de biomasse solide, conforme à l'invention, comporte une pluralité de cyclones à haute vitesse disposés en série, cinq cyclones lA à 1 E selon l'exemple représenté, chaque cyclone comportant une partie inférieure conique et une partie supérieure cylindrique.
Un premier cyclone lA comporte une conduite d'alimentation en gaz chaud 2 et une conduite de sortie du gaz 3A et les autres cyclones 1B à JE comportent une conduite d'entrée 4B à 4E et une conduite de sortie 3B à 3E du gaz. Chaque cyclone comporte une conduite verticale inférieure 5A à 5E d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent, disposée sur l'axe de symétrie du cyclone correspondant.
La conduite d'alimentation 2 en gaz chaud débouche dans le plafond du cyclone supérieur lA et la conduite d'entrée 4B à 4E du gaz des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
-4-Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No. : 11559-01 l La conduite d'alimentation 2 et les conduites d'entrée 4B à 4E du gaz sont inclinées, d'au moins 20 par rapport à l'horizontale, dans un dernier tronçon en partie haute du cyclone correspondant et à écoulement dirigé vers le bas La conduite de sortie 3B à 3E du gaz est quant à elle disposée latéralement à
la partie conique du cyclone correspondant et inclinée vers le bas.
La biomasse est alimentée dans le cyclone supérieur 1A par une conduite verticale 6 disposée sur l'axe de symétrie de ce cyclone.
La pluralité de cyclones 1A à 1E est disposée en une tour, leurs axes de symétrie étant alignés en une droite X. Cet agencement minimise la charpente de support.
Le gaz de séchage contenant l'humidité évaporée à la sortie du dernier cyclone 1E, évacué par la conduite de sortie 3E, est dirigé vers une filtration et une condensation pour une réutilisation de l'eau puis un transfert vers un procédé aval de transformation ou un rejet à l'atmosphère après traitement éventuel de substances volatiles contenues.
Les figures 2 et 3 représentent plus en détail les conduites de sortie et d'entrée du gaz entre deux cyclones 1B et 1C. Sur ces figures sont également représentées les conduites verticales inférieures 5A et 5B d'écoulement des solides correspondants.
La conduite d'entrée du gaz 4C débouche dans le plafond du cyclone 1C à
proximité de la périphérie de ce dernier de préférence par une fente en arc de cercle, de largeur constante. Le bord périphérique externe de cette fente est disposé en continuité avec la paroi cylindrique du cyclone 1C, afin de ne pas réduire la vitesse des solides.
Le cyclone 1B comporte une conduite de sortie des fumées latérale 3B, par sa partie conique inférieure.
Conduite de sortie 3B et conduite d'entrée 4C sont raccordées en une conduite unique qui présente une géométrie de liaison à longueur minimum pour raccorder la conduite de sortie latérale inclinée 3B de gaz par le cône inférieur du cyclone 113 avec la conduite d'entrée de gaz chaud 4C au plafond du cyclone suivant I C.
Le tronçon de conduite de sortie inclinée 3B est suivie d'un tronçon de conduite de course verticale 7 puis du tronçon de conduite d'entrée inclinée 4C. De préférence, un angle de 45 dans un plan horizontal de projection est aménagé entre le tronçon de
la partie conique du cyclone correspondant et inclinée vers le bas.
La biomasse est alimentée dans le cyclone supérieur 1A par une conduite verticale 6 disposée sur l'axe de symétrie de ce cyclone.
La pluralité de cyclones 1A à 1E est disposée en une tour, leurs axes de symétrie étant alignés en une droite X. Cet agencement minimise la charpente de support.
Le gaz de séchage contenant l'humidité évaporée à la sortie du dernier cyclone 1E, évacué par la conduite de sortie 3E, est dirigé vers une filtration et une condensation pour une réutilisation de l'eau puis un transfert vers un procédé aval de transformation ou un rejet à l'atmosphère après traitement éventuel de substances volatiles contenues.
Les figures 2 et 3 représentent plus en détail les conduites de sortie et d'entrée du gaz entre deux cyclones 1B et 1C. Sur ces figures sont également représentées les conduites verticales inférieures 5A et 5B d'écoulement des solides correspondants.
La conduite d'entrée du gaz 4C débouche dans le plafond du cyclone 1C à
proximité de la périphérie de ce dernier de préférence par une fente en arc de cercle, de largeur constante. Le bord périphérique externe de cette fente est disposé en continuité avec la paroi cylindrique du cyclone 1C, afin de ne pas réduire la vitesse des solides.
Le cyclone 1B comporte une conduite de sortie des fumées latérale 3B, par sa partie conique inférieure.
Conduite de sortie 3B et conduite d'entrée 4C sont raccordées en une conduite unique qui présente une géométrie de liaison à longueur minimum pour raccorder la conduite de sortie latérale inclinée 3B de gaz par le cône inférieur du cyclone 113 avec la conduite d'entrée de gaz chaud 4C au plafond du cyclone suivant I C.
Le tronçon de conduite de sortie inclinée 3B est suivie d'un tronçon de conduite de course verticale 7 puis du tronçon de conduite d'entrée inclinée 4C. De préférence, un angle de 45 dans un plan horizontal de projection est aménagé entre le tronçon de
-5-Application No. : 2,741,266 Attorney Docket No. : 11559-01 conduite de sortie latérale inclinée 3B du cyclone 1B et le tronçon de conduite d'entrée inclinée 4C au plafond du cyclone adjacent 1C.
Selon une utilisation préférée de ce dispositif de séchage de biomasse solide, le gaz chaud introduit dans la conduite d'alimentation 2 est prélevé sur des gaz issus d'une installation de combustion, par exemple combustion à l'air, oxycombustion ou cycle thermochimique, ou sur du gaz de synthèse, à une température d'environ 600 à
700 C.
Avantageusement, pour améliorer la mise en contact des gaz chauds avec la biomasse à sécher, des solides inertes pouvant jouer le rôle de caloporteur, par exemple des sables, des argiles, des cendres circulantes ou des minéraux, sont mélangés à la biomasse alimentée par la conduite 6 et sont récupérés en sortie du dispositif de séchage, séparés par tamisage partiel de la biomasse séchée, pour être recyclés dans la biomasse à
sécher alimentée en tête du dispositif de séchage, comme illustré par une ligne pointillée 16 en figure 1.
Cette boucle de solides inertes mélangés à la biomasse à sécher avec les gaz chauds favorise les écoulements par rinçage des gaines, entre les cyclones successifs et augmente le contact avec la biomasse pour accélérer la cinétique de séchage.
La figure 4 illustre un exemple d'utilisation de ce dispositif de séchage de biomasse solide.
Ce dispositif de séchage de biomasse solide, comportant par exemple deux cyclones 1A et I B en série, est installé dans une boucle à lit fluidisé
rapide comportant un réacteur 10, un cyclone de séparation 11 associé et une conduite de retour 12 des solides de ce cyclone vers le réacteur, la conduite d'alimentation 2 en gaz chaud étant alimenté par des gaz soutirés en sortie du cyclone de séparation 11.
La biomasse séchée est alimentée par la conduite 6 et en sortie du dispositif de séchage, évacuée par la conduite 5B, est injectée dans le bas du réacteur 10.
Le gaz de séchage contenant l'humidité évaporée à la sortie du dernier cyclone 1B, est évacué par la conduite 15. Des solides sont soutirés de la conduite de retour 12 et, après refroidissement par un échangeur 13 à une température d'environ 600 C à 700 C, sont mélangés au moyen d'une conduite 14 à la biomasse alimentée au dispositif de séchage, par la conduite 6.
Selon une utilisation préférée de ce dispositif de séchage de biomasse solide, le gaz chaud introduit dans la conduite d'alimentation 2 est prélevé sur des gaz issus d'une installation de combustion, par exemple combustion à l'air, oxycombustion ou cycle thermochimique, ou sur du gaz de synthèse, à une température d'environ 600 à
700 C.
Avantageusement, pour améliorer la mise en contact des gaz chauds avec la biomasse à sécher, des solides inertes pouvant jouer le rôle de caloporteur, par exemple des sables, des argiles, des cendres circulantes ou des minéraux, sont mélangés à la biomasse alimentée par la conduite 6 et sont récupérés en sortie du dispositif de séchage, séparés par tamisage partiel de la biomasse séchée, pour être recyclés dans la biomasse à
sécher alimentée en tête du dispositif de séchage, comme illustré par une ligne pointillée 16 en figure 1.
Cette boucle de solides inertes mélangés à la biomasse à sécher avec les gaz chauds favorise les écoulements par rinçage des gaines, entre les cyclones successifs et augmente le contact avec la biomasse pour accélérer la cinétique de séchage.
La figure 4 illustre un exemple d'utilisation de ce dispositif de séchage de biomasse solide.
Ce dispositif de séchage de biomasse solide, comportant par exemple deux cyclones 1A et I B en série, est installé dans une boucle à lit fluidisé
rapide comportant un réacteur 10, un cyclone de séparation 11 associé et une conduite de retour 12 des solides de ce cyclone vers le réacteur, la conduite d'alimentation 2 en gaz chaud étant alimenté par des gaz soutirés en sortie du cyclone de séparation 11.
La biomasse séchée est alimentée par la conduite 6 et en sortie du dispositif de séchage, évacuée par la conduite 5B, est injectée dans le bas du réacteur 10.
Le gaz de séchage contenant l'humidité évaporée à la sortie du dernier cyclone 1B, est évacué par la conduite 15. Des solides sont soutirés de la conduite de retour 12 et, après refroidissement par un échangeur 13 à une température d'environ 600 C à 700 C, sont mélangés au moyen d'une conduite 14 à la biomasse alimentée au dispositif de séchage, par la conduite 6.
-6-
Claims (9)
1. Dispositif de séchage de biomasse solide comportant une pluralité de cyclones (1A à 1E) disposés en série, chaque cyclone comportant une partie inférieure conique et un plafond, dont un premier cyclone supérieur (1A) comporte une première conduite d'entrée de gaz chaud (2) débouchant dans le plafond du premier cyclone supérieur (1A) et une conduite de sortie de gaz (3A), chaque cyclone comportant une conduite verticale inférieure (5A à 5E) d'écoulement des solides vers le plafond du cyclone adjacent ; le dispositif étant caractérisé
en ce que :
ledit premier cyclone supérieur (1A) comporte aussi une conduite d'alimentation en biomasse (6) ;
les autres cyclones (1B à 1E) comportent chacun une conduite d'entrée du gaz (4B à 4E) et une conduite de sortie du gaz (3B à 3E) ; et ladite conduite d'entrée du gaz (4B à 4E) des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
en ce que :
ledit premier cyclone supérieur (1A) comporte aussi une conduite d'alimentation en biomasse (6) ;
les autres cyclones (1B à 1E) comportent chacun une conduite d'entrée du gaz (4B à 4E) et une conduite de sortie du gaz (3B à 3E) ; et ladite conduite d'entrée du gaz (4B à 4E) des autres cyclones débouche également dans le plafond du cyclone correspondant.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite conduite d'alimentation en gaz chaud (2) et lesdites conduites d'entrée (4B à 4E) du gaz sont inclinées dans un dernier tronçon en partie haute du cyclone correspondant et à écoulement dirigé vers le bas.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite inclinaison est d'au moins 20° par rapport à l'horizontale.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite conduite de sortie du gaz (3B à 3E) est disposée latéralement à ladite partie conique du cyclone et inclinée vers le bas.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite conduite d'alimentation en biomasse (6) est une conduite verticale (6) disposée sur l'axe de symétrie du premier cyclone supérieur.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pluralité de cyclones (1A à 1E) est disposée en une tour, leurs axes de symétrie (X) étant alignés.
7. Utilisation du dispositif de séchage de biomasse solide tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour produire une biomasse séchée, caractérisée en que ledit dispositif est installé dans une boucle à lit fluidisé rapide comportant un réacteur (10), un cyclone de séparation associé (11) et une conduite de retour des solides (12) de ce cyclone vers le réacteur, ladite conduite d'alimentation en gaz chaud (2) étant alimentée par des gaz soutirés en sortie dudit cyclone de séparation (11).
8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la biomasse séchée en sortie du dispositif de séchage est injectée dans ledit réacteur (10).
9. Utilisation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que des solides sont soutirés de ladite conduite de retour (12) et sont mélangés à la biomasse alimentée au dispositif de séchage.
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