EP3164217A1 - Procédé et dispositif pour le séchage et le broyage de matériaux humides - Google Patents

Procédé et dispositif pour le séchage et le broyage de matériaux humides

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EP3164217A1
EP3164217A1 EP15753081.7A EP15753081A EP3164217A1 EP 3164217 A1 EP3164217 A1 EP 3164217A1 EP 15753081 A EP15753081 A EP 15753081A EP 3164217 A1 EP3164217 A1 EP 3164217A1
Authority
EP
European Patent Office
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drying
mill
filtering
grinding
hot gas
Prior art date
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Application number
EP15753081.7A
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German (de)
English (en)
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EP3164217B1 (fr
Inventor
Jean-Marc Marechal
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Broyeur Poittemill Ingenierie
Original Assignee
Broyeur Poittemill Ingenierie
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Publication date
Application filed by Broyeur Poittemill Ingenierie filed Critical Broyeur Poittemill Ingenierie
Publication of EP3164217A1 publication Critical patent/EP3164217A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3164217B1 publication Critical patent/EP3164217B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for its implementation, intended to grind, that is to say reduce to a range of particle size, in the form of fine particles or dust, inert raw materials, and having a non-negligible water content, for example having a moisture content between 10% and 90%, and especially between 15% and 85%.
  • the process of the invention is applicable to any wet material, which is either powdery, plastic, powdery, fibrous, gelatinous, or pasty.
  • the process of the invention finds application in several fields such as construction, communication routes, or food processing, or the environment, or chemistry, or cosmetics ...
  • the process makes it possible to treat clay, which, once ground, is intended for the ceramic industry.
  • the material may consist of algae, pasta, co-products from, for example, rendering or processing of seafood, dairy products, animal or vegetable protein, oilcake
  • the material may consist of sewage sludge.
  • the material may be from a precipitation or granulation process ...
  • grinders are used for example, either rollers, or pendulum, or attrition, or impact, or sprayers, usually mills aunterlic type.
  • the high quantities and volumes to be treated and the resistance of the materials to be crushed therefore require large and resistant installations that consume energy.
  • the final particle size must be within a narrow range.
  • grinding generates dust by definition, which should be avoided from the installation.
  • the raw material is wet, such as clay.
  • the difficulty increases further if the material, in addition to its moisture content, has a fibrous structure, gelatinous, or is high viscosity.
  • a known drying installation comprises an enclosure into which are introduced on the one hand the material to be dried in bulk, and on the other hand a stream of gas (usually air) hot.
  • Known drying systems are diverse and include, among others, so-called fast dryers, spray towers, drying tunnels, rotary dryers.
  • the moisture content at the start is generally between 10% and 50%.
  • the dried material is recovered with a reduced moisture content, typically between 0.1% and 20%.
  • the drying chamber is preferably cylindrical and rotary. It is further connected, via a filter, a ventilation means that sucks the hot air loaded with dust, and recovers the latter to add to semi dry material coming directly from the enclosure.
  • the dried material (at the exit of the dryer) is then directed to a second separate grinding plant, which comprises, in known manner, a "dynamic separator" provided with a known mill (of the roller or pendulum type) and at the base of which is blown a hot gas (usually air).
  • a second separate grinding plant which comprises, in known manner, a "dynamic separator” provided with a known mill (of the roller or pendulum type) and at the base of which is blown a hot gas (usually air).
  • the outlet of the mill is connected to a vacuum means, via a filter that separates the hot air loaded with moisture and dust, to recover the dried milled material.
  • the mill base is connected to an additional source of pulsed hot gas to complete the drying.
  • the final material must not only be ground to a given grain size, but must also have a moisture content within a given range, and in particular less than an imposed maximum. This last parameter is crucial for the ceramic industry.
  • the present invention overcomes these drawbacks and proposes a method and an installation which makes it possible to obtain in a sure manner the desired grain size and the desired moisture content, which have a reduced overall dimension, which consumes less energy, and this compared with to the two known successive installations.
  • the installation intended for drying and grinding of inert materials, raw, wet of the type comprising:
  • Drying means comprising an enclosure into which the material to be dried in bulk is introduced;
  • Dust filtering means at the exit of the mill; is characterized in that it comprises a single means of suction of the hot air (loaded with moisture and possibly dust according to the material) downstream of the mill, said suction means being common to the drying means and to the mill.
  • the installation of the invention has the advantage, compared to the prior art, of being simpler and therefore less expensive to build (a only suction means and therefore only one means of filtration) and in operation (energy saving).
  • the invention is advantageous in that:
  • the installation comprises means for conveying hot gas from the source, passing through the various drying, grinding and filtering means to the single suction means downstream of the installation and arranged downstream of the filtering means.
  • one or only suction means means a suction means which is only able to suck up and extract all the gas flowing in the installation from upstream to downstream, and arranged downstream of the installation.
  • this suction means located downstream of the installation may include one or more suction elements of the fan type.
  • the dust filtering means of the mill are arranged downstream of the mill, and said single suction means is arranged downstream of the filtering means.
  • the installation further comprises an auxiliary source of hot gas connected to the inlet of the mill.
  • the hot gas is preferably air, and can come either from an additional source provided for this purpose, or from a source different from another device and thus recovering the hot air from a process completely independent of the drying / grinding plant of the invention.
  • the drying chamber is for example of the type: fast dryer, spray tower, drying tunnel, rotary dryer.
  • the air mill is for example of the roller type or the pendular type.
  • dust collector means for example of the cyclone type, and in particular two successive cyclones, at the outlet of the drying chamber, and the outlet of said dust collector means being connected to the inlet of the mill.
  • the installation optionally comprises means for feeding and mixing the crushed dried material from the mill with additive materials, such as, for example, sand, wood, pigment, barium or any combination thereof.
  • the invention also relates to a process for manufacturing a dried and ground material, of suitable particle size and having a pre-established moisture content, comprising successively at least one step of drying a material by introducing a hot gas , a step of grinding the dried material, and a step of filtering the dried and ground material to provide the appropriate particle size, characterized in that it comprises a single step of suction and exhaust gas which is carried out only after the filtering step.
  • the hot gas circulates in a single circuit from the drying step, through the milling and filtering steps, to be sucked and extracted after the filtering step.
  • the grinding step comprises the introduction of a stream of additional hot gas, this additional gas mixing with the gas from the drying step, all of the gases being sucked after the filtering step.
  • Figure 1 is a simplified flow chart showing the different steps of the method and installation.
  • Figure 2 is a simplified side diagram of the first part of the installation.
  • Figure 3 is a simplified side diagram of the second part of the installation.
  • FIG. 1 shows a schematic view in the form of a flowchart of the different steps of the method, and of the various stations of the installation according to the invention.
  • the functional block 1 represents the material or materials to be treated, that is to say, to dry and grind to obtain a material of a suitable particle size on the one hand, and having a desired moisture content on the other hand.
  • the invention is described hereinafter in a specific example of a particular material, namely clay, which has a high viscosity, and a high water content (between 10 and 35% moisture). It is understood that the invention is not limited to this material and may include in particular all the wet materials mentioned above.
  • the clay undergoes a prior treatment, known per se, and consisting of:
  • the material thus mechanically prepared in a coarse manner is conveyed to a drying station, referenced by block 2.
  • the means drying are connected to a means 3 for generating hot air (known in itself).
  • the material of the drying means is conveyed to grinding means 4, then downstream of the latter is provided a filtering means 6.
  • the grinding means 4 are further connected to a second hot air generator 5.
  • the filtering means 6 from which the dried and ground material is extracted are connected to a single suction means 7.
  • the materials resulting from the filtering step 6 are conveyed (arrow 8) to a mixing station of the treated material, to additives, represented by the functional block 9.
  • the various additives or added or complementary materials come from different reserves, symbolized by the functional block 10.
  • the additives or complementary products and materials are arranged in storage means or reserves referenced 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, and 10F (addition of liquid - water, solute, etc. - in the case clay.
  • the materials and their additives, once mixed, are subjected to a final treatment for use, such as cooking for example in the case of clay, and represented by the functional block 1 1.
  • the means of the invention are represented in detail, namely the drying means (block 2 of FIG. 1), the grinding means (blocks 4 and 5 of FIG. 1), and the filtering means (blocks 6 and 7 of FIG. 1).
  • the raw material or grossly worked mechanically (block 1 of Figure 1) is conveyed, via a conveyor 12, of known type, to a hopper 13 located vertically above the inlet 14A located in upper part of drying means 14, of known type, such as for example a fast dryer.
  • the drying means 14 also comprise a second feed inlet 14B located at the rear, and connected to a source of hot air 15 (block 3 of FIG. 1), of the type known per se and drawing ambient air. by an air intake 16.
  • the drying means 14 penetrates on the one hand the product or the wet material, and on the other hand hot air.
  • the path of hot air, and wet material have been symbolized by lines or curves traversing all the different devices, means and devices to achieve the final product.
  • the flow or path of hot air is symbolized by discontinuous lines, while the path of the material or wet material, semi-wet or dry, is represented by continuous lines or paths.
  • the drying means 14 comprise downstream two outlets from which are evacuated three families of materials and products:
  • the dry or semi-dry material 17 is conveyed by a conveyor 20, known in itself and arranged substantially horizontally.
  • the upstream end 20A of the conveyor 20 is located vertically below the lower outlet 14C of the drying means 14, while the downstream end 20B of the conveyor 20 is located vertically above a lifting device 23 provided with a noria of buckets or the like attached to an endless chain.
  • the dust-laden air 18 of the material and the hot gas 19 (coming from the drying means 14) are conveyed to the inlet.
  • cyclonic type dust collector means consisting in this instance of two successive cyclones 25 and 26.
  • the two cyclones 25 and 26 comprise a discharge outlet respectively 25A and 26A, each equipped with a rotary lock 25B and 26B, and of which open the larger solid particles from semi-dry or dry material dust while the finest particles are retained in the corresponding cyclone. About 95 to 97% of the dust is thus recovered via cyclones 25 and 26.
  • the material particles from the cyclones are represented by the paths 18A and 18B respectively.
  • This hot air still contains a little dust (about 2 to 5%).
  • the material particles 18A and 18B from the two cyclones form dry matter which is poured on the first horizontal conveyor 20, to join the material 17 directly from the outlet of the drying means 14.
  • the dry material reaches the downstream end 24B of said conveyor, to be conveyed via a rotary lock 27, at the base of a mill 28 (block 4 of FIG. 1), of the known type in itself and of the aerodynamic type.
  • a mill may consist of the known mill type pendulum referenced PM.
  • the hot air stream 19A At the base and at the inlet of the mill 28 is also introduced the hot air stream 19A from the cyclones 25 and 26. To the hot air stream 19A penetrating the base of the mill 28, is added a second stream of hot air 29 from a second hot air generator 30 (block 5 of Figure 1), collecting the ambient air 31 to heat it according to known techniques.
  • the second hot air generator 30 at the base of the mill is optional.
  • the mill 28 delivers, at its upper outlet 28A, via a dynamic classifier known under the trade name DYNAIR, a mixture of dry milled material, in the form of dust, and hot air, along respective paths 31 and 32, which penetrate filtering means or filter 33 (block 6 of FIG. 1) known in itself and of the type for example an automatic compressed-air pulse bag filter known under the trade name INTENSIV FILTER or FB FILTRATION or DELTA NEU.
  • DYNAIR dynamic classifier
  • filtering means or filter 33 block 6 of FIG. 1
  • the filtering means 33 receive a mixture from the mill, containing hot air charged with moisture and dry material, this mixture is filtered to separate the moist air from the material.
  • the dry product extracted is conveyed under the reference 8 to the means for adding and mixing additives and complementary materials, represented by the block 9 of Figure 1 (and which is not visible in Figure 2).
  • the hot, damp, dust-free gas is discharged via a path 34 which opens out according to the invention onto the single suction means 7 (FIG. 1).
  • the latter consists of a vacuum fan 35, of the type known per se, and the output of which is connected to a vent stack conduit 36, to either the atmosphere or to means for recovering the calories that remain in the original hot air stream.
  • the hot air thus follows a circuit through the various means / successive stations of the plant for manufacturing the dried and milled material at the particle size and at the humidity rate. hoc, this hot air from the first hot air generating means (3, 15) located upstream of the drying means 2 ( Figures 1 and 2) to be sucked and extracted only by the single fan 35 (means d suction 7) downstream of the filter 33.
  • the hot air has a continuous path in a single circuit, from the hot air generation means 1 5 located upstream of the installation, to the evacuation 36, connected to the single fan vacuum cleaner 35, and this through all the means and devices described above, namely the drying means, the dust collector cyclones, the grinder, and the filter.
  • the suction means 7, and the vacuum fan 35 is thus unique for the entire installation.
  • the dry material treated, by drying, grinding and filtering, and referenced 8 is conveyed to a third horizontal conveyor 37, at the base of which, in the upper part, are arranged containers or reserve means of additional materials, additives, additional or other and represented by the functional block 10 ( Figure 1).
  • the containers 10A to 10E are five in the example shown, it being understood that the number and content of these containers are based on the needs, and the material to be treated.
  • the container 10A contains sand, the container 10B of the wood, the container 10C of the white clay, the container 10D of the pigments, and the container 10E of the barium carbonate, and the water inlet 10F.
  • a mixer 38 which may consist of a single, two or more successive mixers, of the type known per se or in themselves, on a fourth horizontal conveyor 39.
  • the latter conveys the final processed product, that is to say dried, crushed, filtered, and with the additives, and therefore a dry product directly usable, referenced 40, to so-called processing means of use, such as for example cooking, in the case of a material of origin under clay form.
  • processing means of use such as for example cooking, in the case of a material of origin under clay form.
  • the utilization treatment means are also supplied with cooking waste (chamotte resulting from bricks or broken or non-compliant tiles) from a source G, via an additional horizontal conveyor 41 .
  • the manufacturing process takes into account the various operating parameters of the installation, including:

Abstract

La présente invention concerne une installation destinée au séchage et au broyage de matériaux inertes bruts, humides, du type comportant; Des moyens de séchage comprenant une enceinte dans laquelle est introduit le matériau à sécher en vrac; Une source de gaz chaud puisé à l'entrée des moyens de séchage; Un broyeur du type aéraulique; Des moyens de filtrage des poussières, à la sortie du broyeur; caractérisée en ce qu'elle comprend un seul moyen d'aspiration de l'air chaud situé en aval du broyeur et étant commun aux moyens de séchage et au broyeur. Il est prévu des moyens d'acheminement du gaz chaud provenant de la source, passant par les différents moyens de séchage, broyage et filtrage jusqu'à l'unique moyen d'aspiration en aval de l'installation et agencé en aval des moyens de filtrage.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE SECHAGE
ET LE BROYAGE DE MATERIAUX HUMIDES
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour sa mise en œuvre, destiné à broyer, c'est-à-dire réduire à une plage de granulométrie donnée, sous forme de particules fines ou poussières, des matériaux bruts inertes, et présentant une teneur en eau non négligeable, par exemple ayant un taux d'humidité entre 10 % et 90 %, et notamment entre 15% et 85 %.
Le procédé de l'invention est applicable à tout matériau humide, qui est soit pulvérulent, à l'état plastique, poudreux, fibreux, gélatineux, ou pâteux. Ainsi, le procédé de l'invention trouve application dans plusieurs domaines comme la construction, les voies de communication, ou l'agroalimentaire, ou l'environnement, ou la chimie, ou la cosmétique...
Par exemple, dans la construction, le procédé permet de traiter de l'argile, qui une fois broyée, est destinée à l'industrie de la céramique. Dans l'agroalimentaire, le matériau peut-être constitué d'algues, de pâte alimentaire, de coproduits issus par exemple de l'équarrissage ou de la transformation des produits de la mer, de produits laitiers, de protéines animales ou végétales, de tourteaux végétaux, Dans le domaine de l'environnement, le matériau peut être constitué de boues de station d'épuration. Dans le domaine de la chimie, le matériau peut être issu d'un procédé de précipitation ou de granulation ...
A cette fin, de manière connue, on utilise des broyeurs par exemple, soit à rouleaux, soit pendulaires, soit à attrition, soit à impact, soit de pulvériseurs, en général des broyeurs du type aéraulique. Les quantités et volumes à traiter élevés et la résistance des matériaux à broyer (roches et cailloux) nécessitent donc des installations résistantes et de grande taille, et qui sont consommatrices d'énergie. Par ailleurs, la granulométrie finale doit être comprise dans une fourchette étroite. Enfin, le broyage engendre des poussières par définition, dont il convient d'éviter la propagation hors de l'installation.
On comprend que le broyage de tels matériaux soulève des difficultés de mise en œuvre.
A ces difficultés s'en ajoutent d'autres lorsque le matériau brut est humide, comme par exemple de l'argile. La difficulté augmente encore si le matériau, outre son taux d'humidité, présente une structure fibreuse, gélatineuse, ou est à viscosité élevée.
En effet, avant le broyage, il convient de sécher le matériau brut humide, c'est-à-dire de réduire sa teneur en eau.
Pour ce faire, de manière connue, on utilise deux installations successives, une première de séchage, suivie d'une seconde pour le broyage.
Une installation de séchage connue comprend une enceinte dans laquelle sont introduits d'une part le matériau à sécher en vrac, et d'autre part un courant de gaz (usuellement de l'air) chaud. Les systèmes de séchage connus sont divers et incluent entre autres les sécheurs dits rapides, les tours d'atomisation, les tunnels de séchage, les sécheurs rotatifs.
Dans l'exemple du traitement de l'argile, le taux d'humidité au départ est généralement compris entre 10% et 50 %. A la sortie de l'enceinte de séchage, on récupère le matériau séché, avec un taux d'humidité réduit, typiquement entre 0,1 % et 20 %.
L'enceinte de séchage est de préférence cylindrique et rotative. Elle est en outre reliée, via un filtre, à un moyen de ventilation qui aspire l'air chaud chargé de poussière, et récupère ces dernières pour les ajouter au matériau semi sec sortant directement de l'enceinte.
Puis, le matériau séché (à la sortie du sécheur) est ensuite dirigé vers une seconde installation de broyage distincte, qui comporte, de façon connue, un « séparateur dynamique » pourvu d'un broyeur connu (du type à rouleaux ou pendulaire) et à la base duquel est insufflé un gaz chaud (usuellement de l'air). La sortie du broyeur est reliée à un moyen aspirateur, via un filtre qui sépare l'air chaud chargé d'humidité et de poussières, pour récupérer le matériau broyé séché. Optionnellement, la base du broyeur est reliée à une source additionnelle de gaz chaud puisé, afin de compléter le séchage.
Ce procédé connu, basé sur deux installations distinctes et successives, présente des inconvénients.
Le matériau final doit être non seulement broyé selon une granulométrie donnée, mais doit aussi présenter un taux d'humidité compris dans une plage donnée, et notamment inférieure à un maximum imposé. Ce dernier paramètre est crucial pour l'industrie de la céramique.
Or, les installations connues de séchage d'une part et de broyage d'autre part, qui fonctionnent en série, possèdent chacune leur propres paramètres de fonctionnement : température du gaz, débit de gaz, débit de matériau à traiter, pertes de charge, taux de poussières. Ceci a plusieurs conséquences désavantageuses :
- La gestion des paramètres est rendue compliquée, ce qui augmente l'incertitude sur la granulométrie d'une part et le taux d'humidité d'autre part.
- Ces installations doubles sont encombrantes.
- Les coûts d'installation, de maintenance et de consommation sont élevés. La présente invention remédie à ces inconvénients et propose un procédé et une installation qui permettent d'obtenir de manière sure la granulométrie et le taux d'humidité souhaités, qui présentent une dimension globale réduite, qui consomme moins d'énergie, et ce par rapport aux deux installations successives connues.
A cette fin, selon l'invention, l'installation destinée au séchage et au broyage de matériaux inertes bruts, humides, du type comportant :
• Des moyens de séchage comprenant une enceinte dans laquelle est introduit le matériau à sécher en vrac ;
· Une source de gaz chaud puisé à l'entrée des moyens de séchage ;
• Un broyeur du type aéraulique ;
• Des moyens de filtrage des poussières, à la sortie du broyeur ; est caractérisée en ce qu'elle comprend un seul moyen d'aspiration de l'air chaud (chargé d'humidité et éventuellement de poussières selon le matériau) en aval du broyeur, ledit moyen d'aspiration étant commun aux moyens de séchage et au broyeur.
Ainsi, l'installation de l'invention présente l'avantage, par rapport à l'art antérieur, d'être plus simple, donc moins onéreuse à la construction (un seul moyen d'aspiration et par suite un seul moyen de filtration) et en fonctionnement (économie d'énergie).
Dans une application donnée à titre illustratif, le matériau étant de l'argile humide, l'invention est avantageuse en ce que :
• Les défauts de cuisson dus à la présence de carbonate et/ou de coquillages dans l'argile, sont éliminés ;
• La quantité d'additifs est réduite ;
• La matière première est plus homogène ; il en résulte une porosité réduite des produits finis, tels que tuiles et briques, dont la résistance au gel et aux intempéries s'en trouve augmentée.
• La granulométrie étant plus fine, l'aspect esthétique et superficiel des produits finis est amélioré.
• La durée de vie des moules de cuisson généralement en plâtre est augmentée, dans certains cas doublée.
• Certaines carrières d'argile considérée comme de mauvaise qualité, ou de manutention difficile, peuvent continuer à être exploitées, alors qu'avec les installations connues, elles ne sont plus rentables ou onéreuses d'exploitation, ou ne permettent pas de fabriquer des produits finis présentant les qualités requises.
Selon une caractéristique, l'installation comporte des moyens d'acheminement du gaz chaud provenant de la source, passant par les différents moyens de séchage, broyage et filtrage jusqu'à l'unique moyen d'aspiration en aval de l'installation et agencé en aval des moyens de filtrage.
On entend par « un seul ou unique moyen d'aspiration », un moyen d'aspiration qui est seul apte à aspirer et extraire l'ensemble du gaz circulant dans l'installation depuis l'amont jusqu'à l'aval, et agencé à l'aval de l'installation. Pour autant, ce moyen d'aspiration situé à l'aval de l'installation peut comprendre un ou plusieurs éléments d'aspiration du type ventilateurs. En outre les moyens de filtrage des poussières du broyeur sont agencés en aval du broyeur, et ledit moyen unique d'aspiration est disposé en aval des moyens de filtrage.
Afin de compléter le séchage de matériaux à taux d'humidité élevé, l'installation comporte en outre une source auxiliaire de gaz chaud reliée à l'entrée du broyeur.
Le gaz chaud est de préférence de l'air, et peut provenir soit d'une source additionnelle prévue à cet effet, soit d'une source distincte d'un autre dispositif permettant ainsi de récupérer l'air chaud issu d'un processus complètement indépendant de l'installation de séchage/broyage de l'invention.
L'enceinte de séchage est par exemple du type : sécheur dit rapide, tour d'atomisation, tunnel de séchage, sécheur rotatif.
Le broyeur aéraulique est par exemple du type à rouleaux ou du type pendulaire. De manière préférée, il est prévu des moyens dépoussiéreurs, par exemple du type cyclone, et notamment deux cyclones successifs, à la sortie de l'enceinte de séchage, et la sortie desdits moyens dépoussiéreurs étant reliée à l'entrée du broyeur. L'installation comporte en option des moyens d'alimentation et de mélange du matériau séché broyé issu du broyeur avec des matériaux additifs, tels que par exemple, sable, bois, pigment, baryum ou toute combinaison de ces derniers.
L'invention est également relative à un procédé de fabrication d'un matériau séché et broyé, de granulométrie appropriée et présentant un taux d'humidité préétabli, comprenant successivement au moins une étape de séchage d'un matériau par introduction d'un gaz chaud, une étape de broyage du matériau séché, et une étape de filtrage du matériau séché et broyé pour fournir la granulométrie appropriée, caractérisée en ce qu'il comprend une seule étape d'aspiration et d'échappement du gaz qui est réalisée uniquement après l'étape de filtrage. Selon une caractéristique du procédé, le gaz chaud circule dans un seul circuit depuis l'étape de séchage, en passant par les étapes de broyage et filtrage, pour n'être aspiré et extrait qu'après l'étape de filtrage.
Avantageusement, l'étape de broyage comprend l'introduction d'un courant de gaz chaud supplémentaire, ce gaz supplémentaire se mélangeant au gaz provenant de l'étape de séchage, l'ensemble des gaz étant aspiré après l'étape de filtrage.
L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit d'exemples illustratifs mais non limitatifs, en référence
La figure 1 est un organigramme simplifié représentant les différentes étapes du procédé et de l'installation. La figure 2 est un schéma simplifié de côté de la première partie de l'installation.
La figure 3 est un schéma simplifié de côté de la seconde partie de l'installation.
On a représenté sur la figure 1 une vue schématique sous forme d'un organigramme des différentes étapes du procédé, et des différents postes de l'installation selon l'invention.
Le bloc fonctionnel 1 représente le ou les matériaux à traiter, c'est-à-dire à sécher et broyer pour obtenir un matériau selon une granulométrie appropriée d'une part, et présentant un taux d'humidité souhaité d'autre part.
L'invention est décrite ci-après dans un exemple spécifique d'un matériau particulier, à savoir de l'argile, qui présente une viscosité importante, et une teneur en eau élevée (entre 10 et 35 % d'humidité). Il est entendu que l'invention n'est pas limitée à ce matériau et peut englober notamment l'ensemble des matériaux humides mentionnés précédemment.
Dans l'exemple décrit, l'argile subit un traitement préalable, connu en lui- même, et consistant en :
- extraction et enlèvement des corps métalliques, par moyens magnétiques ;
- déchiquetage ;
- pulvérisation ou réduction en poudre humide.
Le matériau ainsi préparé de manière grossière sur le plan mécanique, est acheminé vers un poste de séchage, référencé par le bloc 2. Les moyens de séchage sont reliés à un moyen 3 de génération d'air chaud (connu en lui-même).
Le matériau des moyens de séchage est acheminé vers des moyens de broyage 4, puis en aval de ces derniers est prévu un moyen de filtrage 6. Les moyens de broyage 4 sont en outre reliés à un second générateur d'air chaud 5.
Selon l'invention, les moyens de filtrage 6 depuis lesquels est extrait le matériau séché et broyé sont reliés à un moyen unique d'aspiration 7.
Les matériaux issus de l'étape de filtrage 6 sont acheminés (flèche 8) vers un poste de mélange du matériau traité, à des additifs, représenté par le bloc fonctionnel 9. Les différents additifs ou matériaux ajoutés ou complémentaires sont issus de différentes réserves, symbolisées par le bloc fonctionnel 10. Les additifs ou produits et matériaux complémentaires sont disposés dans des moyens de stockage ou réserves référencés 10A, 10B, 10C, 10D, 10E , et 10F (ajout de liquide - eau, soluté, etc - dans le cas de l'argile.
Les matériaux et leurs additifs, une fois mélangés, sont soumis à un ultime traitement en vue de leur utilisation, tel que la cuisson par exemple pour le cas de l'argile, et représenté par le bloc fonctionnel 1 1 . En référence à la figure 2, les moyens de l'invention sont représentés en détail, à savoir les moyens de séchage (bloc 2 de la figure 1 ), les moyens de broyage (blocs 4 et 5 de la figure 1 ), et les moyens de filtrage (blocs 6 et 7 de la figure 1 ). Le matériau brut ou travaillé grossièrement de manière mécanique (bloc 1 de la figure 1 ) est acheminé, par l'intermédiaire d'un convoyeur 12, de type connu, vers une trémie 13 située à l'aplomb de l'entrée 14A située en partie supérieure de moyens de séchage 14, de type connu en soi, tel que par exemple un sécheur rapide.
Les moyen de séchage 14 comportent également une seconde entrée d'alimentation 14B située sur l'arrière, et reliée à une source d'air chaud 15 (bloc 3 de la figure 1 ), du type connue en soi et prélevant l'air ambiant par une prise d'air 16.
Ainsi, dans les moyens de séchage 14 pénètre d'une part le produit ou le matériau humide, et d'autre part de l'air chaud. Pour faciliter la compréhension, le cheminement de l'air chaud, et du matériau humide ont été symbolisés par des traits ou courbes parcourant l'ensemble des différents appareils, moyens et dispositifs pour aboutir au produit final. Le courant ou le cheminement d'air chaud est symbolisé par des traits discontinus, tandis que le cheminement de la matière ou du matériau humide, semi-humide ou sec, est représenté par des traits ou cheminements continus. Les moyen de séchage 14 comportent en aval deux sorties d'où sont évacuées trois familles de matériaux et produits :
- Une première sortie 14C, en partie inférieure, d'où est évacué (cheminement 17) le matériau semi-sec ayant subi un séchage approprié et considéré comme semi-sec ou sec ;
- Une seconde sortie 14D, en partie supérieure, d'où sont évacués o D'une part un mélange d'air et de poussière de matériaux semi-sec ou secs, représenté par le cheminement 18 ;
o D'autre part, l'air chaud ayant circulé dans les moyens de séchage dont le cheminement d'évacuation est référencé 19.
Le matériau sec ou semi-sec 17 est acheminé par un convoyeur 20, connu en lui-même et disposé sensiblement horizontalement. L'extrémité amont 20A du convoyeur 20 est située à l'aplomb de la sortie inférieure 14C des moyens de séchage 14, tandis que l'extrémité aval 20B du convoyeur 20 est située à l'aplomb d'un dispositif élévateur référencé 23 muni d'une noria de godets ou similaires fixés sur une chaîne sans fin. Ceci permet d'acheminer en hauteur le matériau sec ou semi-sec, sur un second convoyeur horizontal 24. L'air 18 chargé de poussières du matériau et le gaz chaud 19 (issus des moyens de séchage 14) sont acheminés à l'entrée de moyens dépoussiéreurs du type cyclonique, constitué en l'espèce de deux cyclones successifs 25 et 26. Les deux cyclones 25 et 26 comportent une sortie d'évacuation respectivement 25A et 26A, équipée chacune d'un sas rotatif 25B et 26B, et desquelles débouchent les plus grosses particules solides des poussières du matériau semi-sec ou secs tandis que les plus fines particules sont retenues dans le cyclone correspondant. Environ 95 à 97% des poussières sont ainsi récupérées via les cyclones 25 et 26. Les particules du matériau issues des cyclones sont représentés par les cheminements 18A et 18B respectivement.
L'air chaud 19 issu des moyens de séchage 14, qui contient des fines particules de matériau, avec une teneur faible (quelques %), pénètre dans les deux cyclones 25 et 26 successifs et débouche à la sortie du deuxième cyclone 26 selon un cheminement 19A. Cet air chaud comporte encore un peu de poussières (2 à 5 % environ). Les particules de matériau 18A et 18B issus des deux cyclones forment de la matière sèche qui est déversée sur le premier convoyeur horizontal 20, pour se joindre au matériau 17 issu directement de la sortie du moyen de séchage 14. Sur le second convoyeur horizontal 24 qui suit l'élévateur 20, le matériau sec parvient jusqu'à l'extrémité aval 24B dudit convoyeur, pour être acheminé via un sas rotatif 27, à la base d'un broyeur 28 (bloc 4 de la figure 1 ), du type connu en soi et du type aéraulique. A titre d'exemple préféré, un tel broyeur peut être constitué du broyeur connu du type pendulaire référencé PM.
A la base et à l'entrée du broyeur 28 est également introduit le courant d'air chaud 19A issu des cyclones 25 et 26. Au courant d'air chaud 19A pénétrant à la base du broyeur 28, est adjoint un second courant d'air chaud 29 issu d'un second générateur d'air chaud 30 (bloc 5 de la figure 1 ), prélevant l'air ambiant 31 pour le réchauffer selon des techniques connues. Le second générateur d'air chaud 30, à la base du broyeur, est optionnel.
Ainsi, dans le broyeur 28, et par la base de ce dernier, pénètre un mélange d'une part du matériau sec ou semi-sec issu de l'étape de séchage précédente, et d'autre part un double courant d'air chaud (19A) provenant des cyclones 25 et 26 et du second générateur d'air chaud 30 (courant 29).
Le broyeur 28 délivre à sa sortie supérieure 28A, via un classificateur dynamique connu sous la dénomination commerciale DYNAIR, un mélange de matériau broyé sec, sous forme de poussières, et d'air chaud, selon des cheminements respectifs 31 et 32, qui pénètrent dans des moyens de filtrage ou filtre 33 (bloc 6 de la figure 1 ) connu en lui-même et du type par exemple un filtre à manches à décolmatage automatique par impulsion d'air comprimé connu sous la dénomination commerciale INTENSIV FILTER ou FB FILTRATION ou DELTA NEU.
Les moyens de filtrage 33 reçoivent un mélange provenant du broyeur, contenant de l'air chaud chargé d'humidité et du matériau sec, ce mélange est filtré pour séparé l'air humide du matériau.
Ainsi, à la base 33A du filtre, par l'intermédiaire d'un sas rotatif 33B, le produit sec extrait est acheminé sous la référence 8 vers les moyens d'ajout et de mélange d'additifs et de matériaux complémentaires, représenté par le bloc 9 de la figure 1 (et qui n'est pas visible sur la figure 2).
Par ailleurs, à la sortie supérieure 33C du filtre 33, est évacué le gaz chaud humide, débarrassé de poussières, via un cheminement 34 qui débouche selon l'invention sur le moyen unique d'aspiration 7 (figure 1 ). Ce dernier est constitué d'un ventilateur aspirateur 35, du type connu en soi, et dont la sortie est reliée à un conduit en cheminée d'évacuation 36, vers soit l'atmosphère, soit vers des moyens de récupération des calories qui restent dans le courant d'air chaud d'origine. On note que d'amont en aval de l'installation, l'air chaud suit ainsi un circuit à travers les différents moyens/postes successifs de l'installation de fabrication du matériau séché et broyé à la granulométrie et au taux d'humidité ad hoc, cet air chaud provenant du premier moyen générateur d'air chaud (3, 15) situé en amont du moyen de séchage 2 (figures 1 et 2) pour n'être aspiré et extrait que par l'unique ventilateur 35 (moyen d'aspiration 7) à l'aval du filtre 33.
Autrement dit, l'air chaud a un cheminement continu dans un circuit unique, depuis le moyen de génération d'air chaud 1 5 situé tout en amont de l'installation, jusqu'à l'évacuation 36, reliée à l'unique ventilateur / aspirateur 35, et ce au travers de tous les moyens et dispositifs décrits précédemment, à savoir les moyens de séchage, les cyclones dépoussiéreurs, le broyeur, et le filtre.
Selon l'une des caractéristiques de l'invention, le moyen d'aspiration 7, et le ventilateur aspirateur 35, est ainsi unique pour l'ensemble de l'installation. En référence à la figure 3, le matériau sec traité, par séchage, broyage et filtrage, et référencé 8 est acheminé sur un troisième convoyeur horizontal 37, à l'aplomb duquel, en partie supérieure, sont disposés des conteneurs ou moyens de réserve de matériaux annexes, additifs, complémentaires ou autres et représentés par le bloc fonctionnel 10 (figure 1 ).
Les conteneurs 10A à 10E sont au nombre de cinq dans l'exemple montré, étant entendu que le nombre et le contenu de ces conteneurs sont fonction des besoins, et du matériau à traiter. Dans l'exemple montré, le conteneur 10A contient du sable, le conteneur 10B du bois, le conteneur 10C de l'argile blanc, le conteneur 10D des pigments, et le conteneur 10E du carbonate de baryum, et l'arrivée d'eau 10F.
Ces différents produits ou matériaux additifs sont disposés sur le troisième convoyeur 37 de manière séquentielle, au sein du flux et de l'acheminement du matériau sec et traité, pour déboucher à l'extrémité aval 37A dudit convoyeur 37, dans un mélangeur 38, qui peut être constitué d'un seul, de deux, voire plusieurs, mélangeurs successifs, du type connu en soi ou en eux-mêmes, sur un quatrième convoyeur horizontal 39. Ce dernier achemine le produit final traité, c'est-à-dire séché, broyé, filtré, et avec les additifs, et donc un produit sec utilisable directement, référencé 40, vers des moyens de traitement dits d'utilisation, tel que par exemple la cuisson, dans le cas d'un matériau d'origine sous forme d'argile. Dans cet exemple particulier de matériau d'argile, les moyens de traitement d'utilisation sont alimentés également en rejets de cuisson (chamotte issue de briques ou tuiles cassées, ou non conformes) provenant d'une source G, via un convoyeur horizontal additionnel 41 .
Le procédé de fabrication prend en compte les divers paramètres de fonctionnement de l'installation, dont notamment :
- le débit de gaz chaud (en l'occurrence de l'air);
- la température du gaz chaud ;
- le débit du matériau brut à traiter, arrivant au moyen de séchage ;
- la vitesse de rotation et de déplacement de la matière et du matériau dans les moyens de séchage ;
- le nombre de cyclones dépoussiéreurs ;
- les dimensions du ou des cyclones dépoussiéreurs ;
- les dimensions et capacités du broyeur aéraulique ; - les paramètres de fonctionnement du broyeur, tels que vitesse de rotation, couple... etc. ;
- la puissance et le débit de l'unique moyen d'aspiration 7 aval.
- Les volumes de gaz,
- Les paramètres de pression et de perte de charge du gaz dans le circuit aéraulique.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Installation destinée au séchage et au broyage de matériaux inertes bruts, humides, du type comportant :
· Des moyens de séchage (2);
• Un broyeur du type aéraulique (28) ;
• Des moyens de filtrage des poussières (6), à la sortie du broyeur ;
caractérisée en ce que les moyens de séchage :
sont distincts du broyeur ;
- sont disposés en aval du broyeur ;
comportent une enceinte (14) dans laquelle est introduit le matériau à sécher en vrac ;
et en ce qu'elle comporte d'une part une source de gaz chaud (15) puisé, à l'entrée des moyens de séchage, et d'autre part un seul moyen de l'aspiration de l'air chaud (7) chargé d'humidité et éventuellement de poussières selon la matériau, en aval du broyeur, ledit moyen d'aspiration étant commun aux moyens de séchage et au broyeur, et en ce qu'elle comporte des moyens d'acheminement du gaz chaud provenant de la source, passant par les différents moyens de séchage (2), broyage (4, 5) et filtrage (6) jusqu'à l'unique moyen d'aspiration (7) en aval de l'installation et agencé en aval des moyens de filtrage.
2. Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens de filtrage des poussières (6) du broyeur sont agencés en aval du broyeur (28), et ledit moyen unique d'aspiration (7) est disposé en aval des moyens de filtrage(6).
3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une source auxiliaire de gaz chaud (30) reliée à l'entrée du broyeur.
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le gaz chaud est de préférence de l'air, et provient soit d'une source additionnelle prévue à cet effet, soit d'une source distincte d'un autre dispositif permettant ainsi de récupérer l'air chaud issu d'un processus complètement indépendant de l'installation de séchage/broyage de l'invention.
5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enceinte de séchage (14) est du type sécheur dit rapide, ou une tour d'atomisation, ou un tunnel de séchage, ou un sécheur rotatif, et en ce que le broyeur aéraulique (28) est du type à rouleaux ou du type pendulaire.
6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens dépoussiéreurs du type cyclone (25, 26), à la sortie de l'enceinte de séchage (14D), et la sortie desdits moyens dépoussiéreurs étant reliée à l'entrée du broyeur (28).
7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'alimentation et de mélange du matériau séché broyé (8) issu du broyeur (28) avec des matériaux additifs (10), tels que par exemple, sable, bois, pigment, baryum, liquide ou toute combinaison de ces derniers.
8. Procédé de fabrication d'un matériau séché et broyé, de granulométrie appropriée et présentant un taux d'humidité préétabli, comprenant successivement au moins une étape de séchage d'un matériau par introduction d'un gaz chaud, une étape de broyage du matériau séché, et une étape de filtrage du matériau séché et broyé pour fournir la granulométrie appropriée, caractérisée en ce qu'il comprend une seule étape d'aspiration et d'échappement du gaz qui est réalisée uniquement après l'étape de filtrage, et en ce que le gaz chaud circule dans un seul circuit depuis l'étape de séchage, en passant par les étapes de broyage et filtrage, pour n'être aspiré et extrait qu'après l'étape de filtrage.
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