EP4290163A1 - Installation de séchage - Google Patents

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EP4290163A1
EP4290163A1 EP23175563.8A EP23175563A EP4290163A1 EP 4290163 A1 EP4290163 A1 EP 4290163A1 EP 23175563 A EP23175563 A EP 23175563A EP 4290163 A1 EP4290163 A1 EP 4290163A1
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EP
European Patent Office
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installation
catalyst
combustion products
possibly
equal
Prior art date
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Pending
Application number
EP23175563.8A
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German (de)
English (en)
Inventor
Kevin Blanchard
Nicolas Even
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solaronics SAS
Original Assignee
Solaronics SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solaronics SAS filed Critical Solaronics SAS
Publication of EP4290163A1 publication Critical patent/EP4290163A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
    • F26B3/305—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements the infrared radiation being generated by combustion or combustion gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
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    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
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    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/022—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure
    • F26B23/024—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure by means of catalytic oxidation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases

Definitions

  • the present invention relates to an installation for drying a moving strip material, in particular paper.
  • Continuous heat treatment systems for strip material which combine infrared radiation and convection heating.
  • gas infrared emitters whose hot gas is drawn in by means of suction nozzles and discharged onto the belt by means of blowing nozzles, creating a combined radiation and convection heat treatment system.
  • the document US 6,088,930 discloses a convection and radiation system for the heat treatment of a strip which moves opposite gas infrared radiant elements and elements blowing hot air on this strip.
  • the system comprises a succession of blowing elements separated from each other by at least one gas infrared radiating element.
  • Each blower element includes on each side a suction element extending close to a gas infrared radiator.
  • the document WO 2005/085729 describes a system resulting in reduced mechanical energy consumption and reduced thermal energy loss, reduced capital and operating costs, and requiring less space.
  • This drying installation is characterized by the fact that the suction devices, and possibly blowing devices, of the system mass transfer devices comprise at least one suction, and possibly blowing, device installed opposite the passband with respect to corresponding suction and blowing ducts which extend at least in the transverse direction of the band, and arranged to suck up and/or blow said combustion products so as to optimize the vector averages.
  • the vectors represent the respective trajectories of the different jets of combustion products sucked in and/or blown out.
  • the present invention aims to improve the operation of the installations described above.
  • the present invention aims to provide an installation for drying a moving belt material, which is more environmentally friendly.
  • the present invention aims to provide an installation for drying a moving belt material, having a lower ecological impact.
  • the gas flow circulation system also includes an extraction pipe configured for the evacuation from the installation of at least a portion of the combustion products sucked in by the gas flow circulation system.
  • the installation also comprises a device for treating combustion products, the treatment device comprising an oxidation and/or reduction catalyst, and being mounted on or downstream of said extraction pipe in order to respectively treat the carbon monoxide. carbon and/or nitrogen oxides contained in the combustion products.
  • the treatment device comprising an oxidation and/or reduction catalyst, and being mounted on or downstream of said extraction pipe in order to respectively treat the carbon monoxide. carbon and/or nitrogen oxides contained in the combustion products.
  • the installation is configured to operate the treatment device in its optimal temperature conditions. More specifically, the installation is configured to operate the treatment device at a temperature allowing high efficiency to be obtained, throughout the operation of the installation.
  • the installation is configured to operate the catalyst in its optimal temperature conditions, so as to obtain high efficiency of the oxidation and/or reduction reaction, throughout of the operation of the installation.
  • Heating the catalyst to very high temperatures, in particular 300°C or 400°C, can also make it possible to obtain, at the outlet of the treatment device, the same efficiency but with fewer precious metals in the catalyst than for a device processing operating at a lower temperature.
  • the regulation means comprises a heating element, such as an electrical element and/or a heat exchanger and/or an inductive means, configured to supply heat to the catalyst.
  • a heating element such as an electrical element and/or a heat exchanger and/or an inductive means, configured to supply heat to the catalyst.
  • the electric or inductive heating means for example a heating resistor or a coil, makes it possible to obtain a rapid and controlled rise in the temperature of the catalyst.
  • Such an electric or inductive heating means is particularly suitable during periods of transient operation of the installation, for example at start-up, during which the combustion products to be treated may have a temperature lower than that desired for the operation of the treatment device.
  • the inductive heating means is particularly advantageous for concentrating, by choice of material and/or geometry, the transfer of energy to locations in the catalyst where the thermal energy will be most useful.
  • the heat exchanger can be used to reuse calories available elsewhere, in particular in the installation, to increase the temperature of the catalyst, while limiting the energy consumption, in particular electricity, of the installation.
  • the regulation means comprises control means configured to control the radiating or heating elements, and/or the gas flow circulation system and/or the treatment device, in order to regulate the temperature of the catalyst.
  • the control means can in particular be configured to control valves, valves, etc., in particular in the gas flow circulation system, or even the power supply, power, distribution, etc., of the radiating or heating elements.
  • the regulation means comprises at least one carbon monoxide and/or nitrogen oxides sensor mounted upstream or downstream of the catalyst and configured to respectively measure the quantity of carbon monoxide and/or nitrogen oxides. nitrogen contained in the combustion products upstream and/or downstream of the catalyst.
  • the regulation means may comprise a carbon monoxide sensor, and possibly nitrogen oxides, mounted upstream of the catalyst, and a carbon monoxide sensor, and possibly nitrogen oxides, mounted in downstream of the catalyst.
  • the regulation means is configured to maintain the catalyst at a temperature greater than or equal to 130°C, preferably greater than or equal to 150°C, and more preferably greater than or equal to 200°C, or even 300°C or 400 °C, when the quantity of carbon monoxide and/or nitrogen oxides contained in the combustion products upstream of the catalyst is greater than a defined threshold.
  • the quantity of air in the gases supplying the radiating or heating elements is generally greater than that required by the stoichiometry of the combustion reaction, in order to ensure complete combustion. However, if the quantity of carbon monoxide is low in the combustion products, this indicates that complete combustion has indeed taken place: it is then possible to reduce the quantity of fresh air supplying the radiating or heating elements, provided that the amount of carbon monoxide in combustion products remains low.
  • the regulation means is configured to regulate the temperature and/or the composition of the combustion products entering the catalyst.
  • the regulation means can be configured to heat the combustion products, in particular without modifying their composition. In other words, the combustion products are heated by the regulating means while keeping the same composition.
  • Another possibility of modifying the fresh air content of the combustion products, and therefore the temperature of the combustion products, is the modification of the cooling air used in the installation, in particular near the radiating or heating elements. This amount of cooling air can also be adjusted to obtain the desired temperature for the combustion products entering the catalyst.
  • the catalyst comprises a metallic or ceramic honeycomb support, with at least one portion coated with one or more precious metals and/or with a means of injecting a reducing agent, for example ammonia.
  • a reducing agent for example ammonia.
  • Such supports make it possible to obtain very high active surfaces for a defined volume, which makes it possible to obtain higher yields.
  • the installation also includes a catalyst unclogging device.
  • the catalyst unclogging device is a device for circulating a fluid under pressure, for example compressed air, through the catalyst.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a drying installation 1 for the continuous drying of a material in a moving belt 2 according to the invention.
  • the strip material 2 moves in the direction indicated by the arrow 4 through the drying installation 1.
  • the gas flow circulation system 8 comprises suction nozzles 10 and an extraction conduit 12 for sucking hot air, or combustion products, at the level of the moving strip material 2.
  • the conduit d The extraction 12 is provided for the evacuation from the drying installation 1 of the combustion products sucked in via a central fan 14 of the drying installation 1 and one, or more, extraction pipes 16.
  • the products combustion can thus be released outside, into the atmosphere, for example through a chimney, but can also, at least in part, be reused in another system.
  • the combustion products leaving the treatment device as described below can be redirected into the drying installation itself, for example to a heat exchanger, or to another installation, for example a dryer. air.

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Abstract

L'invention concerne une installation de séchage (1) destinée au séchage en continu d'un matériau en bande mobile (2). L'installation comprend :- des éléments rayonnants ou chauffants (6), brûlant du gaz,- un système (8) de circulation de flux gazeux configuré pour aspirer des produits de combustion générés par les éléments rayonnants ou chauffants (6).Le système de circulation de flux gazeux (8) comporte également une conduite d'extraction (16) configurée pour l'évacuation hors de l'installation (1), d'au moins une partie des produits de combustion aspirés par le système de circulation de flux gazeux (8).L'installation (1) comporte également un dispositif de traitement (18) du monoxyde de carbone et éventuellement d'oxydes d'azote, le dispositif de traitement (18) comportant un catalyseur (20) d'oxydation et éventuellement de réduction et étant monté sur ou en aval de ladite conduite d'extraction (16) afin de traiter le monoxyde de carbone et éventuellement les oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion.L'installation (1) comporte notamment un moyen de régulation (22) configuré pour réguler la température du catalyseur (20) à une température supérieure ou égale à 130°C.

Description

    Domaine Technique
  • La présente invention concerne une installation de séchage d'un matériau en bande mobile, en particulier du papier.
    • Technique antérieure
  • Les dépôts sur un matériau en bande continue nécessitent un traitement thermique. Le traitement thermique doit souvent être réalisé sans contact afin de préserver la qualité de l'état de surface du matériau en bande ou du dépôt sur celui-ci. Ceci s'applique, par exemple, aux bandes de papier qui ont subi un traitement humide tel que le traitement pour produire du papier d'art. On connaît des systèmes de traitement thermique en continu de matériau en bande qui combinent rayonnement infrarouge et chauffage par convection. Il existe des systèmes comprenant des émetteurs infrarouges à gaz dont le gaz chaud est aspiré au moyen de buses d'aspiration et refoulé sur la bande au moyen de buses de soufflage, créant un système combiné de traitement thermique par rayonnement et convection.
  • Le document US 6 088 930 divulgue un système de convection et de rayonnement pour le traitement thermique d'une bande qui se déplace en regard d'éléments radiants infrarouges à gaz et d'éléments soufflant de l'air chaud sur cette bande. Le système comprend une succession d'éléments soufflants séparés les uns des autres par au moins un élément rayonnant infrarouge à gaz. Chaque élément soufflant comprend de chaque côté un élément d'aspiration s'étendant à proximité d'un élément rayonnant infrarouge à gaz.
  • Le document WO 2005/085729 décrit un système entraînant une consommation réduite d'énergie mécanique et une perte réduite d'énergie thermique, des coûts d'investissement et de fonctionnement réduits, et nécessitant moins d'espace. Cette installation de séchage est caractérisée par le fait que les dispositifs d'aspiration, et éventuellement de soufflage, du système de transfert de masse comportent au moins un dispositif d'aspiration, et éventuellement de soufflage, installé à l'opposé de la bande passante par rapport à des conduits d'aspiration et de soufflage correspondants qui s'étendent au moins dans la direction transversale de la bande, et agencé pour aspirer et/ou souffler lesdits produits de combustion de manière à optimiser les moyennes vectorielles. Les vecteurs représentent les trajectoires respectives des différents jets de produits de combustion aspirés et/ou soufflés.
  • De cette manière, les transferts thermiques entre les produits de combustion et le plan de passage peuvent être maximisés, et il est également possible d'obtenir une installation sécheuse extrêmement compacte dans laquelle les produits de combustion sont insufflés à la température la plus élevée possible.
    • Exposé de l'invention
  • La présente invention vise à améliorer le fonctionnement des installations décrites précédemment. En particulier, la présente invention vise à proposer une installation de séchage d'un matériau en bande mobile, qui est plus respectueuse de l'environnement. Plus précisément, la présente invention vise à proposer une installation de séchage d'un matériau en bande mobile, présentant un impact écologique plus faible.
  • Ainsi, selon un aspect, il est proposé une installation de séchage destinée au séchage en continu d'un matériau en bande mobile. L'installation comprend :
    • des éléments rayonnants ou chauffants, brûlant du gaz ou mélange gazeux, par exemple un pré-mélange de gaz et d'air,
    • un système de circulation de flux gazeux, ou système de transfert de masse, par exemple à convection naturelle ou forcée, configuré pour aspirer des produits de combustion générés par les éléments rayonnants ou chauffants.
  • Le système de circulation de flux gazeux comporte également une conduite d'extraction configurée pour l'évacuation hors de l'installation, d'au moins une partie des produits de combustion aspirés par le système de circulation de flux gazeux.
  • L'installation comporte également un dispositif de traitement des produits de combustion, le dispositif de traitement comportant un catalyseur d'oxydation et/ou de réduction, et étant monté sur ou en aval de ladite conduite d'extraction afin de traiter respectivement le monoxyde de carbone et/ou les oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion.
  • Le catalyseur peut comprendre par exemple un catalyseur d'oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone et/ou un catalyseur de réduction des oxydes d'azote NOx en diazote N2.
  • Le dispositif de traitement permet de traiter les gaz rejetés par l'installation, de manière à limiter la quantité de monoxyde de carbone et/ou d'oxydes d'azote qui y sont présents.
  • L'installation comporte notamment un moyen de régulation configuré pour réguler la température du catalyseur à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C.
  • Ainsi, l'installation est configurée pour faire fonctionner le dispositif de traitement dans ses conditions de température optimales. Plus précisément, l'installation est configurée pour faire fonctionner le dispositif de traitement à une température permettant d'obtenir une efficacité élevée, tout au long du fonctionnement de l'installation.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation est configuré pour chauffer le catalyseur à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C, et/ou le moyen de régulation est configuré pour maintenir le catalyseur à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C.
  • Plus précisément, l'installation est configurée pour faire fonctionner le catalyseur dans ses conditions de température optimales, de manière à obtenir une efficacité élevée de la réaction d'oxydation et/ou de réduction, tout au long du fonctionnement de l'installation. Le chauffage du catalyseur à des températures très élevées, notamment 300°C ou 400°C, peut par ailleurs permettre d'obtenir, en sortie du dispositif de traitement, une même efficacité mais avec moins de métaux précieux dans le catalyseur que pour un dispositif de traitement fonctionnant à une température plus faible.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation comporte un élément chauffant, tel un élément électrique et/ou un échangeur thermique et/ou un moyen inductif, configuré pour fournir de la chaleur au catalyseur.
  • Le moyen électrique ou inductif chauffant, par exemple une résistance chauffante ou une bobine, permet d'obtenir une élévation rapide et contrôlée de la température du catalyseur. Un tel moyen électrique ou inductif chauffant est notamment adapté lors des périodes de fonctionnement transitoire de l'installation, par exemple au démarrage, pendant lesquelles les produits de combustion à traiter peuvent présenter une température inférieure à celle souhaitée pour le fonctionnement du dispositif de traitement. En particulier, le moyen inductif chauffant est particulièrement avantageux pour concentrer, par choix du matériau et/ou de géométrie, le transfert d'énergie à des endroits du catalyseur où l'énergie thermique sera la plus utile. De même, l'échangeur thermique peut être utilisé afin de réutiliser des calories disponibles ailleurs, notamment dans l'installation, pour augmenter la température du catalyseur, tout en limitant la consommation énergétique, notamment électrique, de l'installation.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation comporte des moyens de commande configurés pour commander les éléments rayonnants ou chauffants, et/ou le système de circulation de flux gazeux et/ou le dispositif de traitement, afin de réguler la température du catalyseur.
  • Les moyens de commande peuvent notamment être configurés pour commander des vannes, des clapets, etc, notamment dans le système de circulation des flux gazeux, ou bien encore l'alimentation, la puissance, la répartition, etc., des éléments rayonnants ou chauffants.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation comporte au moins un capteur de monoxyde de carbone et/ou d'oxydes d'azote monté en amont ou en aval du catalyseur et configuré pour mesurer respectivement la quantité de monoxyde de carbone et/ou d'oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion en amont et/ou en aval du catalyseur. Par exemple, le moyen de régulation peut comprendre un capteur de monoxyde de carbone, et éventuellement d'oxydes d'azote, monté en amont du catalyseur, et un capteur de monoxyde de carbone, et éventuellement d'oxydes d'azote, monté en aval du catalyseur.
  • Les capteurs de monoxyde de carbone et d'oxydes d'azote permettent de déterminer les quantités de monoxyde de carbone et d'oxydes d'azote présents dans les produits de combustion à traiter et alimentant le dispositif de traitement. De tels capteurs permettent également de déterminer l'efficacité du dispositif de traitement sur l'oxydation du monoxyde de carbone ou la réduction des oxydes d'azote. Par exemple, de tels capteurs peuvent permettre d'identifier une usure, normale ou anormale, du dispositif de traitement, ou bien une anomalie ou encore une dérive dans le fonctionnement du dispositif de traitement.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation est configuré pour déclencher une alerte lorsque la quantité de monoxyde de carbone et/ou d'oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion en aval du catalyseur, est supérieure à un seuil défini.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation est configuré pour maintenir le catalyseur à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C, lorsque la quantité de monoxyde de carbone et/ou d'oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion en amont du catalyseur, est supérieure à un seuil défini.
  • En particulier, si la quantité de monoxyde de carbone et/ou d'oxydes d'azote présents dans les produits de combustion à traiter est relativement faible, notamment par rapport à un ou plusieurs seuils définis, le dispositif de traitement peut être configuré pour ne pas réguler la température du catalyseur, notamment afin d'éviter toute dépense énergétique inutile.
  • Préférentiellement, l'installation comporte des moyens d'ajout d'air frais, par exemple dans le gaz ou mélange gazeux alimentant les éléments rayonnants ou chauffants et/ou dans les produits de combustion.
  • Préférentiellement, l'installation comporte également des moyens d'ajout d'air frais, configurés notamment pour modifier la quantité d'air frais présente dans les produits de combustion, et des moyens de commande configurés pour commander lesdits moyens d'ajout d'air frais.
  • L'ajout d'air frais peut s'effectuer en amont de la combustion, par exemple dans le gaz ou mélange gazeux alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, ou bien en aval de la combustion, par exemple dans les produits de combustion formés par les éléments rayonnants ou chauffants. Ainsi, les moyens d'ajout d'air frais peuvent une vanne commandée modifiant la composition du gaz, ou mélange gazeux, alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, ou bien comprendre une vanne montée sur la conduite d'extraction et/ou une entrée d'air de refroidissement dans l'installation.
  • Les moyens d'ajout d'air frais peuvent être commandés par les moyens de commande en fonction de la température des produits de combustion, et/ou en fonction de la composition des produits de combustion.
  • Par exemple, l'installation peut comporter des moyens d'ajout d'air frais dans le gaz, ou mélange gazeux, alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, et des moyens de commande contrôlant la quantité d'air frais ajoutée au gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants en fonction de la température ou de la composition des produits de combustion entrant dans le catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction.
  • Préférentiellement, l'installation comporte également des moyens d'ajout d'air frais dans le gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, et des moyens de commande configurés pour diminuer la quantité d'air frais ajoutée au gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, lorsque la quantité de monoxyde de carbone contenu dans les produits de combustion en amont du catalyseur, est inférieure à un seuil défini.
  • La quantité d'air dans les gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants est généralement supérieure à celle requise par la stoechiométrie de la réaction de combustion, afin de s'assurer d'une combustion complète. Toutefois, si la quantité de monoxyde de carbone est faible dans les produits de combustion, cela indique qu'une combustion complète a bien lieu : il est alors possible de diminuer la quantité d'air frais alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, pour autant que la quantité de monoxyde de carbone dans les produits de combustion reste faible.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation comprend lesdits moyens de commande. Alternativement, les moyens de commande peuvent comprendre des moyens de commande manuels.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation est configuré pour réguler la température et/ou la composition des produits de combustion entrant dans le catalyseur. Par exemple, le moyen de régulation peut être configuré pour chauffer les produits de combustion, notamment sans en modifier la composition. Dit autrement, les produits de combustion sont chauffés par le moyen de régulation tout en gardant la même composition.
  • L'installation peut également contrôler la température du catalyseur par l'intermédiaire des produits de combustion à traiter, en contrôlant la température de ceux-ci. Une telle régulation est notamment particulièrement avantageuse lors du fonctionnement continu de l'installation, lorsque la température des produits de combustion à traiter reste sensiblement constante dans le temps et peut donc être modifiée à la température de régulation voulue pour le dispositif de traitement. En régulant la température des produits de combustion alimentant le dispositif de traitement à la température voulue pour le fonctionnement du catalyseur, il devient alors possible d'obtenir le fonctionnement voulu pour ce dernier, avec une température sensiblement similaire.
  • Préférentiellement, l'installation comporte également des moyens de détermination de la température du catalyseur, par exemple un capteur de température monté en amont du catalyseur, par exemple dans la conduite d'extraction. Le moyen de régulation peut comprendre lesdits moyens de détermination de la température du catalyseur.
  • Préférentiellement, l'installation comporte également des moyens d'ajout d'air frais dans les produits de combustion et/ou dans le gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants, un capteur de température monté dans la conduite d'extraction, en amont du catalyseur, et des moyens de commande contrôlant la quantité d'air frais ajoutée aux produits de combustion et/ou au gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants.
  • Afin de contrôler la température des produits de combustion alimentant le catalyseur, l'installation peut comprendre un capteur de température monté en amont du catalyseur, et des moyens d'ajout d'air frais dans l'installation, afin de diminuer la température des gaz alimentant le catalyseur. L'ajout d'air frais peut ainsi être fait dans les produits de combustion alimentant le catalyseur, ou bien dans les gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants.
  • Préférentiellement, les moyens d'ajout d'air frais comportent une vanne commandée montée sur la conduite d'extraction, et configurée pour ajuster la quantité d'air frais mélangée aux produits de combustion.
  • La commande de la vanne permet d'ajuster la quantité d'air frais ajoutée aux produits de combustion, pour en modifier la température. On ajuste alors la température des produits de combustion juste avant leur entrée dans le catalyseur.
  • Préférentiellement, les moyens d'ajout d'air frais comportent une entrée d'air de refroidissement dans l'installation, de préférence à proximité des éléments rayonnants ou chauffants.
  • Une autre possibilité de modification de la teneur en air frais des produits de combustion, et donc de la température des produits de combustion, est la modification de l'air de refroidissement utilisé dans l'installation, notamment à proximité des éléments rayonnants ou chauffants. Cette quantité d'air de refroidissement peut également être ajustée afin d'obtenir la température souhaitée pour les produits de combustion entrant dans le catalyseur.
  • Préférentiellement, le moyen de régulation comprend lesdits moyens de commande. Alternativement, les moyens de commande peuvent comprendre des moyens de commande manuels.
  • Préférentiellement, le catalyseur comporte un support métallique ou céramique en nid d'abeille, avec au moins une portion enrobée par un ou plusieurs métaux précieux et/ou avec un moyen d'injection d'un réducteur, par exemple de l'ammoniac.
  • De tels supports, bien connus de l'homme du métier, permettent d'obtenir des surfaces actives très élevées pour un volume défini, ce qui permet d'obtenir des rendements plus élevés.
  • Préférentiellement, l'installation comporte également un dispositif de décolmatage du catalyseur.
  • Le dispositif de décolmatage est destiné à éliminer d'éventuelles accumulations de résidus au sein du catalyseur et susceptibles de boucher certains canaux de circulation du gaz à traiter. Afin de maintenir l'efficacité du catalyseur, le dispositif de décolmatage peut être utilisé à intervalle régulier ou lorsque la perte de charge à travers le catalyseur dépasse un seuil défini, afin de retrouver des performances nominales de celui-ci.
  • Préférentiellement, le dispositif de décolmatage du catalyseur est un dispositif de circulation d'un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, à travers le catalyseur.
  • Afin de décolmater le catalyseur, il est possible d'utiliser de l'air comprimé. En particulier, l'injection brusque d'air comprimé dans les gaz d'entrée permet de créer une surpression brutale à l'entrée du catalyseur pouvant casser les accumulations de résidus et pouvant les évacuer avec le reste des gaz traités. On retrouve alors un catalyseur avec un fonctionnement voulu.
    • Brève description des dessins
  • [Fig. 1] La figure 1 représente une vue schématique d'une installation de séchage avec un dispositif de traitement, selon l'invention.
    • Description des modes de réalisation
  • La figure 1 illustre de manière schématique un exemple d'installation de séchage 1 pour le séchage en continu d'un matériau en bande mobile 2 selon l'invention. Le matériau en bande 2 se déplace dans la direction indiquée par la flèche 4 à travers l'installation de séchage 1.
  • L'exemple d'installation de séchage 1 comprend, de préférence, plusieurs émetteurs 6 de rayonnement à gaz, alimentés en gaz tel qu'un pré-mélange de gaz et d'air, installés le long de la ligne de mouvement du matériau en bande 2, et un système de circulation de flux gazeux, ou système de transfert de masse, 8 monté en aval, dans le sens de déplacement du matériau en bande 2, des émetteurs 6 et configuré pour permettre la circulation d'un flux gazeux, par exemple par convection naturelle ou forcée.
  • De manière classique, le système de circulation de flux gazeux 8 comprend des buses d'aspiration 10 et un conduit d'extraction 12 pour aspirer l'air chaud, ou produits de combustion, au niveau du matériau en bande mobile 2. Le conduit d'extraction 12 est prévu pour l'évacuation hors de l'installation de séchage 1 des produits de combustion aspirés via un ventilateur central 14 de l'installation de séchage 1 et d'une, ou plusieurs, conduite d'extraction 16. Les produits de combustion peuvent ainsi être rejetés à l'extérieur, dans l'atmosphère, par exemple par une cheminée, mais peuvent également, au moins en partie, être réemployés dans un autre système. Ainsi, les produits de combustion sortant du dispositif de traitement tel que décrit ci-dessous, peuvent être réacheminés dans l'installation de séchage elle-même, par exemple vers un échangeur de chaleur, ou bien vers une autre installation, par exemple un séchoir à air.
  • Le système de circulation de flux gazeux 8 peut également comprendre des buses d'aspiration pour l'aspiration des gaz chauds depuis le matériau en bande mobile vers un conduit d'aspiration. Le système de circulation de flux gazeux 8 peut également comprendre des buses de soufflage pour souffler par exemple au moins une partie du gaz chaud aspiré dans un conduit de soufflage vers le matériau en bande mobile, le conduit de soufflage étant en communication fluidique avec le conduit d'aspiration, notamment via un ventilateur. De telles buses d'aspiration, et éventuellement de soufflage, en combinaison avec les conduits correspondant, permettent de faire re-circuler l'air chaud présent à la surface du matériau en bande mobile 2 lors du séchage, de manière à augmenter la proportion de vapeur d'eau dans l'air avant son évacuation de l'installation 1.
  • Afin de limiter l'impact des gaz rejetés par l'installation 1, celle-ci comporte également un dispositif de traitement des produits de combustion 18 monté sur la conduite d'extraction 16, par exemple en aval du ventilateur central 14. Le dispositif de traitement 18 a pour but de limiter notamment la teneur en monoxyde de carbone et éventuellement d'oxydes d'azote présents dans les produits de combustion rejetés par l'installation 1, avant leur rejet à l'air libre.
  • A cet effet, le dispositif de traitement 18 peut comprendre un catalyseur 20 d'oxydation et éventuellement de réduction, monté sur la conduite d'extraction 16 et permettant de faire réagir le monoxyde de carbone avec un composé oxydant, par exemple l'oxygène de l'air, pour le transformer en dioxyde de carbone, et éventuellement pour faire réagir les oxydes d'azote avec un composé réducteur, par exemple de l'ammoniac ou de l'urée injectée dans le catalyseur 20. Le catalyseur 20 peut ainsi être disposé, de manière classique, sur un support présentant une surface active, ou de contact, élevée. Le catalyseur 20, présent sur la surface du support, y permet la mise en oeuvre de la réaction d'oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone et/ou de réduction des oxydes d'azote en diazote. Le support peut notamment être un support métallique ou céramique, et présenter une géométrie en nid d'abeille. Le catalyseur peut quant à lui comprendre un catalyseur d'oxydation avec des métaux précieux et/ou un catalyseur de réduction associé à un moyen d'injection d'un réducteur tel que de l'ammoniac ou de l'urée. Par exemple, le catalyseur 20 peut comprendre une première portion avec un catalyseur de réduction, associé à un moyen d'injection d'un réducteur, et une deuxième portion avec un catalyseur d'oxydation. Préférentiellement, le catalyseur comporte un catalyseur de réduction dont une partie est enrobée de métaux précieux pour oxyder le monoxyde de carbone.
  • Toutefois, afin de permettre une efficacité élevée du catalyseur 20 lors des différentes phases de fonctionnement de l'installation de séchage 1, le dispositif de traitement 18 comprend également un moyen de régulation 22 de la température du catalyseur 20. Le moyen de régulation 22 est configuré pour permettre au catalyseur 20 d'être dans sa gamme de températures nominales de fonctionnement, par exemple à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C. Alternativement, ou en complément, le moyen de régulation 22 peut être configuré pour permettre au catalyseur 20 d'être à une température supérieure ou égale à 300°C, voire 400°C, de manière à en augmenter l'efficacité ou de manière à obtenir une efficacité similaire avec un catalyseur moins riche en métal précieux mais fonctionnant à plus basse température.
  • A cet effet, le moyen de régulation 22 peut être configuré pour permettre une modification rapide de la température du catalyseur 20 lorsque celle-ci se situe en-dehors de ladite gamme de températures nominales, et/ou bien pour permettre un maintien de la température du catalyseur 20 lorsque celle-ci se situe dans ladite gamme de températures nominales.
  • Par exemple, le moyen de régulation 22 peut être configuré pour chauffer le catalyseur 20 à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C voire 300°C ou 400°C, et/ou pour maintenir le catalyseur d'oxydation à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C.
  • Ainsi, le moyens de régulation 22 peut comprendre un élément chauffant 24, tel qu'un élément électrique et/ou un échangeur thermique, par exemple monté dans ou en contact avec le support du catalyseur 20, afin de chauffer celui-ci lorsque sa température est trop basse, notamment lors des phases de démarrage de l'installation 1. L'élément chauffant 24 est ainsi utilisé temporairement, afin de mettre le catalyseur dans ses conditions nominales de fonctionnement jusqu'à ce qu'il puisse y rester de manière indépendante. Par ailleurs, l'échangeur thermique peut être avantageusement utilisé pour récupérer les calories libérées ailleurs dans l'installation et pour les fournir au niveau du catalyseur afin de le chauffer sans pour autant augmenter la consommation énergétique de l'installation.
  • Le moyen de régulation 22 peut également réguler la température des produits de combustion alimentant le catalyseur 20, afin qu'ils présentent une température comprise dans la gamme de températures nominales du catalyseur 20, de manière à mettre ou maintenir le catalyseur 20 dans sa gamme de températures nominales.
  • Afin de modifier la température des produits de combustion acheminés par la conduite d'extraction 16 et alimentant le catalyseur 20, le moyen de régulation 22 peut comprendre un moyen de commande 26 configuré pour ajouter de l'air frais dans les produits de combustion, soit avant la combustion du gaz par les émetteurs 6, soit entre la combustion et l'aspiration par le système de circulation de flux gazeux 8, soit après l'aspiration par le système de circulation de flux gazeux 8.
  • Ainsi, le moyen de commande 26 peut augmenter ou diminuer la quantité d'air frais mélangé au gaz alimentant les émetteurs 6, avant leur combustion, de manière à obtenir des produits de combustion moins ou plus chauds. De même, lorsque la quantité de monoxyde de carbone dans les produits de combustion alimentant le dispositif de traitement 18 est inférieure à un seuil défini, le moyen de commande 26 peut également diminuer la quantité d'air frais alimentant les émetteurs 6, puisque la combustion s'effectue déjà de manière complète.
  • Alternativement, ou en complément, le moyen de commande 26 peut augmenter ou diminuer la quantité d'air frais de refroidissement introduit dans l'installation 1 entre les émetteurs à gaz 6 et le système de circulation de flux gazeux 8. Un tel air de refroidissement, en venant se mélanger aux produits de combustion avant l'aspiration par le système de circulation de flux gazeux 8, permet d'obtenir une modification de la température des gaz acheminés par la conduite d'extraction 16 jusqu'au catalyseur 20.
  • Enfin, alternativement ou en complément des modes de réalisation décrits ci-dessus, le moyen de commande 26 peut également être configuré pour ajouter ou non de l'air frais dans les produits de combustion, au niveau de la conduite d'extraction 16 alimentant le catalyseur 20. Par exemple, le dispositif de traitement 18 peut comprendre une vanne commandée 28 d'ajout d'air frais qui est montée sur la conduite d'extraction 16, en amont du catalyseur 20. La vanne commandée 28 est reliée à une entrée d'air frais et permet, selon la commande donnée par le moyen de commande 26, d'ajouter ou non, ou bien de modifier une quantité d'air frais ajoutée aux produits de combustion, de manière à en changer la température.
  • Afin de déterminer la commande de la vanne commandée, ou des alimentations en air frais des émetteurs 6 ou des moyens de refroidissement de l'installation 1, le dispositif de traitement 18 peut comporter un ou plusieurs capteurs de température, un ou plusieurs capteurs de monoxyde de carbone et/ou un ou plusieurs capteurs d'oxydes d'azote (non représentés), montés en différents points de l'installation 1, par exemple en amont, sur ou en aval du catalyseur 20 mais également au niveau de la conduite d'extraction 16. Le moyen de commande 26 peut alors déterminer une commande à partir des informations fournies par ce ou ces capteurs.
  • Les moyens de commande 26 peuvent également commander directement la puissance des éléments rayonnants ou chauffants 2, par exemple individuellement ou bien de manière globale. Ainsi, les moyens de commande 26 peuvent réguler la température du catalyseur en modifiant la puissance ou le nombre des éléments rayonnants ou chauffants 6 fonctionnant dans l'installation 1, ou bien la répartition des éléments rayonnants ou chauffants 6 fonctionnant dans l'installation 1. De même, la fréquence ou les chemins de circulation des flux gazeux dans le système de circulation 8 peut être modifié par les moyens de commande afin d'obtenir la température souhaitée pour les produits de combustion entrant dans le catalyseur 20.
  • Enfin, et afin de limiter les phénomènes de colmatage du catalyseur 20, en particulier des canaux du support, le dispositif de traitement 18 peut comprendre un dispositif de décolmatage 30. Le dispositif de décolmatage 30 peut par exemple être un dispositif de circulation d'un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, à travers le catalyseur et être monté en amont ou en aval du catalyseur 20. En créant une différence de pression importante entre l'entrée et la sortie du catalyseur 20, le dispositif de décolmatage 30 peut alors réduire ou casser les bouchons susceptibles de s'être formés dans les canaux du support, et les évacuer en dehors du catalyseur 20.
  • L'utilisation du dispositif de décolmatage 30 peut notamment être commandée en fonction de la durée de fonctionnement du catalyseur 20, par exemple avec une procédure de décolmatage prévue toutes les 20, 30 ou 50 heures de fonctionnement du catalyseur 20. Alternativement, le dispositif de décolmatage 30 peut être commandé en fonction de l'évolution de la perte de charge entre l'entrée et la sortie du catalyseur 20, par exemple lorsqu'une telle perte de charge dépasse un seuil défini ou bien augmente, pendant un temps défini, d'une valeur définie.
  • Ainsi, grâce à l'invention, il devient possible de traiter efficacement et sur le long terme, des produits de combustion rejetés par une installation de séchage d'un matériau en bande mobile. En particulier, le dispositif de traitement est configuré pour fonctionner le plus longtemps possible dans sa zone nominale, y compris pendant les périodes transitoires, notamment de démarrage. De même, le fonctionnement prolongé est assuré grâce au dispositif de décolmatage qui permet de maintenir le catalyseur en capacité de traiter les produits de combustion acheminés par la conduite d'extraction.

Claims (13)

  1. Installation de séchage (1) destinée au séchage en continu d'un matériau en bande mobile (2), l'installation (1) comprenant :
    - des éléments rayonnants ou chauffants (6), brûlant du gaz,
    - un système (8) de circulation de flux gazeux configuré pour aspirer des produits de combustion générés par les éléments rayonnants ou chauffants (6),
    dans laquelle le système de circulation de flux gazeux (8) comporte également une conduite d'extraction (16) configurée pour l'évacuation hors de l'installation, d'au moins une partie des produits de combustion aspirés par le système de circulation de flux gazeux (8), caractérisée en ce que l'installation (1) comporte également un dispositif de traitement (18) des produits de combustion, notamment du monoxyde de carbone et éventuellement des oxydes d'azote, le dispositif de traitement (18) comportant un catalyseur (20) d'oxydation et éventuellement de réduction, notamment pour oxyder le monoxyde de carbone et éventuellement réduire les oxydes d'azote, et étant monté sur ou en aval de ladite conduite d'extraction (16) afin de traiter le monoxyde de carbone et éventuellement les oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion, et en ce que l'installation (1) comporte également un moyen de régulation (22) configuré pour réguler la température du catalyseur à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C.
  2. Installation (1) selon la revendication 1, dans laquelle le moyen de régulation (22) est configuré pour chauffer le catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20) à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C voire 300°C ou 400°C, et/ou dans laquelle le moyen de régulation (22) est configuré pour maintenir le catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20) à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C.
  3. Installation (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le moyen de régulation (22) comporte un élément chauffant (24), tel un élément électrique et/ou un échangeur thermique, configuré pour fournir de la chaleur au catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20).
  4. Installation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le moyen de régulation (22) comporte au moins un capteur de monoxyde de carbone, et éventuellement d'oxydes d'azote, monté en amont et/ou en aval du catalyseur (20) et configuré pour mesurer la quantité de monoxyde de carbone et éventuellement d'oxydes d'azote contenus dans les produits de combustion en amont et/ou en aval du catalyseur (20), par exemple un capteur de monoxyde de carbone, et éventuellement d'oxydes d'azote, monté en amont du catalyseur (20) et un capteur de monoxyde de carbone, et éventuellement d'oxydes d'azote, monté en aval du catalyseur (20).
  5. Installation (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le moyen de régulation (22) est configuré pour maintenir le catalyseur (20) à une température supérieure ou égale à 130°C, de préférence supérieure ou égale à 150°C, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200°C, voire 300°C ou 400°C, lorsque la quantité de monoxyde de carbone, et éventuellement d'oxydes d'azote, contenus dans les produits de combustion en amont du catalyseur (20), est supérieure à un seuil défini.
  6. Installation (1) selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle l'installation (1) comporte également des moyens d'ajout d'air frais dans le gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants (6), et dans laquelle le moyen de régulation (22) comporte des moyens de commande (26) configurés pour diminuer la quantité d'air frais ajoutée au gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants (6) lorsque la quantité de monoxyde de carbone contenu dans les produits de combustion en amont du catalyseur (20), est inférieure à un seuil défini.
  7. Installation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le moyen de régulation (22) est configuré pour réguler la température des produits de combustion entrant dans le catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20).
  8. Installation (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l'installation (1) comporte également des moyens d'ajout d'air frais dans les produits de combustion et/ou dans le gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants (6), et dans laquelle le moyen de régulation (22) comporte un capteur de température monté dans la conduite d'extraction (16), en amont du catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20), et des moyens de commande (26) contrôlant la quantité d'air frais ajoutée aux produits de combustion et/ou au gaz alimentant les éléments rayonnants ou chauffants (6).
  9. Installation (1) selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens d'ajout d'air frais comportent une vanne commandée (28) montée sur la conduite d'extraction (16), et configurée pour ajuster la quantité d'air frais mélangée aux produits de combustion.
  10. Installation (1) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle les moyens d'ajout d'air frais comportent une entrée d'air de refroidissement dans l'installation, de préférence à proximité des éléments rayonnants ou chauffants (6).
  11. Installation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20) comporte un support métallique ou céramique en nid d'abeille, avec au moins une portion enrobée par un ou plusieurs métaux précieux et éventuellement avec un moyen d'injection d'un réducteur, par exemple de l'ammoniac.
  12. Installation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant également un dispositif de décolmatage (30) du catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20).
  13. Installation (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de décolmatage (30) du catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20) est un dispositif de circulation d'un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, à travers le catalyseur d'oxydation et éventuellement de réduction (20).
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