ES2632233T3 - Aparato de secado en continuo de partículas - Google Patents

Abstract

Secador (1) para secar partículas que comprende, (a) Un recinto (6) que comprende una pareja esencialmente cilíndrica que se extiende a lo largo de un eje vertical, Z. (b) Un primer plato (1a) circular montado sobre la pared de dicho recinto (6) sensiblemente normal al eje vertical, Z, y en rotación en un primer sentido alrededor del eje vertical, Z, estando la superficie de dicho plato perforada, y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua, y (c) Un segundo plato (1b) circular montado a una cierta distancia del primer plato sobre la pared de dicho recinto (6) sensiblemente normal al eje vertical, Z, y en rotación alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotación del primer plato, estando la superficie de dicho plato perforada y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua, (d) Un primer medio de repartición (2a) de dichas partículas a secar apto para repartir dichas partículas antes del secado a lo largo de un radio del primer plato (1a), (e) Un medio de recuperación (3a) de las partículas depositadas sobre el primer plato (1a) después de una rotación de un ángulo dado de éste, estando situado dicho medio de recuperación aguas abajo, preferiblemente adyacente al primer medio de repartición (2a), (f) Un medio de transferencia (4a) de las partículas recogidas del primer plato (1a) por el medio de recuperación (3a) hacia un segundo medio de repartición (2b) apto para repartir dichas partículas a lo largo de un radio del segundo plato (1b), caracterizado por que el secador comprende, además, un medio de soplado de gas caliente (5) según un flujo sensiblemente paralelo al eje Z, que pasa en primer lugar a través de la superficie perforada del segundo plato (1b) antes de pasar directamente después a través de la superficie perforada del primer plato (1a).

Description

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DESCRIPCION

Aparato de secado en continuo de partfculas DOMINIO DE LA INVENCION

La invencion se refiere a un secador industrial para secar partfculas organicas, por ejemplo de origen agroalimentario, tales como cereales, o de residuos que sirven como combustible.

ANTECEDENTE TECNOLOGICO

Numerosos procedimientos industrials necesitan el secado de partfculas antes de su utilizacion posterior, ya sea antes del embalaje de productos granulares agroalimentarios o de productos industriales, o antes de la combustion de residuos triturados utilizados como combustibles. Es posible bien entendido efectuar el secado de las partfculas por lotes depositando las partfculas sobre platos o en un tambor giratorio, preferiblemente perforados a fin de dejar pasar un gas caliente a su traves y permitir que el agua y el vapor de agua sean evacuados. En ciertos casos se forma un lecho fluidificado por las partfculas en suspension bajo la accion del flujo de gas caliente. Sin embargo la mayor parte de las aplicaciones industriales requieren caudales que un procedimiento de secado por lotes no puede alcanzar. Por esta razon, el mismo principio de depositar las partfculas para secar sobre un soporte perforado y de exponerlas a un flujo de gas caliente ha sido aplicado a aparatos que permiten el secado en continuo, con una fuente continua de las partfculas a secar aguas arriba del secador propiamente dicho y una descarga continua de las partfculas secadas aguas abajo de este.

En particular, un secador de banda (belt dryer) esta ilustrado esquematicamente en la fig. 1(a) y comprende una banda perforada flexible continua tensada entre dos rodillos motorizados formando un bucle. Aire u otro gas caliente es soplado bajo la tela superior sobre la que se depositan en continuo las partfculas a secar. Un ejemplo de secador de banda es presentado en:
http://vishakanindustry.com/p_beltdryer.html (2012). La longitud de un secador de banda depende del tipo de partfculas a secar y de su carga en agua. Tfpicamente, si se necesita una superfine de 120 m2 para secar las partfculas a las velocidades deseadas, la banda debera tener una superficie al menos dos veces superior, del orden de 250 m2 pues las partfculas no son secadas mas que sobre la parte superior del bucle que une los dos rodillos. Para una anchura de 2,5 m, hana falta por tanto una banda de 200 m de largo uniendo dos rodillos distantes aproximadamente en 80 m. Una banda de tales dimensiones es muy cara, y diffcil de montar/desmontar sobre el aparato. Un secador de banda esta por tanto reservado generalmente para el secado de un solo tipo de partfculas, pues sena antieconomico cambiar de banda para optimizar el tipo de perforacion a un nuevo tipo de partfculas. En casos de deterioro de la banda, la unidad completa debe ser detenida durante un largo momento, el tiempo de cambiar o reparar la banda. Para sostener una banda sobre una longitud parecida, son necesarios numerosos rodillos de sosten montados sobre cojinetes, lo que aumenta el coste y tambien los riesgos de fallo de tal aparato. Un secador de banda es por tanto muy costoso y poco eficaz en terminos de dimensiones, ya que las partfculas no son secadas mas que sobre menos de la mitad de la longitud de la banda.

Existen igualmente secadores de platos perforados tal como se ha representado esquematicamente en la fig. 1(b), que se parecen a secadores de banda, salvo en que la banda es reemplazada por platos perforados acoplados entre si formando una especie de oruga. La diferencia con un secador de banda es que los platos estan articulados de manera que presenten la misma cara ya esten sobre la banda superior o inferior del bucle. Esto permite reducir practicamente a la mitad la longitud del secador, ya que las partfculas son sometidas dos veces a un flujo de gas caliente: una primera vez durante su paso sobre la parte superior del bucle y una segunda vez durante su paso en sentido inverso sobre la parte inferior. Aunque ventajoso en este punto de vista con relacion a un secador de banda, esta claro que la mecanica necesaria para los movimientos de los platos es delicada y por tanto costosa y fragil, sobre todo cuando esta expuesta a partfculas finas que vienen a agarrotar los rodamientos. Ademas las aberturas creadas entre los platos adyacentes y, sobre todo, los espacios que se abren en el mecanismo de transferencia de los platos durante cada transferencia de un plato de la parte superior a la parte inferior de la oruga crean tantos pasos preferentes de menor resistencia para el flujo de gas caliente, que entranan una importante cafda de la eficacia de este tipo de secadores.

El documento EP 197171 describe un secador representado esquematicamente en la fig. 1(c) (sin los medios de reparticion y de recuperacion del polvo para simplificar la figura) y que comprende varios platos (1a, 1b) perforados, circulares, superpuestos y montados a rotacion sobre un eje central hueco. Cada plato esta encerrado en una camara cilmdrica individual provista de un techo [18] y de un suelo que le separan de los otros platos. Unos medios de transferencia (4a) del polvo a secar estan previstos entre cada plato adyacente (vease flecha gris (4a)). Cada camara esta provista, por una parte, de una primera abertura de introduccion de aire caliente, en comunicacion fluida con la cavidad del eje central hueco, estando posicionada dicha primera abertura por encima del plato que se encuentra en la camara correspondiente y, por otra parte, de una segunda abertura de evacuacion sobre la pared periferica de la camara en comunicacion con el exterior (o un sistema de evacuacion del aire caliente) encontrandose dicha segunda abertura por debajo del plato correspondiente. Se sopla aire caliente en la cavidad del eje hueco segun las flechas negras en la fig. 1(c) y es distribuido en paralelo en cada camara por la primera abertura de introduccion de aire caliente. El aire caliente es obligado a pasar a traves del plato perforado circular antes de ser evacuado por la segunda abertura que se encuentra sobre la pared periferica de cada camara. En realidad tal sistema es semejante en principio a un secador de

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banda (vease la fig. 1(a)) cuyo movimiento lineal ha sido reemplazado por un movimiento circular repartido sobre varias etapas con medios de transferencia del polvo de un plato al otro. Por supuesto, tal sistema giratorio tiene una ventaja considerable de ganancia de espacio en el suelo con relacion a un secador de banda lineal, pero tal sistema carece de eficacia. En efecto, si el aire caliente que ha atravesado los primeros platos cargados de partfculas muy humedas sale relativamente saturado en humedad, el aire caliente que atraviesa los ultimos platos cargados de partfculas ya parcialmente secadas sobre los platos precedentes, no sale de nuevo mas que un poco cargado de humedad, lo que representa un desperdicio de energfa considerable.

Sigue habiendo por tanto una necesidad para un secador industrial para secar partfculas en continuo que sea eficaz, facil de mantenimiento, que ocupe menos superficie en el suelo y menos caro. La presente invencion propone tal secador industrial.

RESUMEN DE LA INVENCION

La presente invencion esta definida en las reivindicaciones independientes. Unas variantes preferidas estan definidas en las reivindicaciones dependientes. En particular, la presente invencion se refiere a un secador para secar partfculas que comprende,

(a) Un recinto que comprende una pared esencialmente cilmdrica que se extiende a lo largo de un eje vertical, Z,

(b) Un primer plato circular montado sobre la pared de dicho recinto sensiblemente normal al eje vertical, Z, y en rotacion en un primer sentido alrededor del eje vertical, Z, estando la superficie de dicho plato perforada, y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua, y

(c) Un segundo plato circular montado a una cierta distancia del primer plato sobre la pared de dicho recinto sensiblemente normal al eje vertical, Z, y en rotacion alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotacion del primer plato, estando la superficie de dicho plato perforada y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua,

(d) Un primer medio de reparticion de dichas partfculas a secar apto para repartir dichas partfculas antes del secado a lo largo de un radio del primer plato,

(e) Un medio de recuperacion de las partfculas depositadas sobre el primer plato despues de una rotacion de un angulo dado de este, estando situado dicho medio de recuperacion aguas abajo, preferiblemente adyacente al primer medio de reparticion,

(f) Un medio de transferencia de las partfculas recogidas del primer plato por el medio de recuperacion hacia un segundo medio de reparticion apto para repartir dichas partfculas a lo largo de un radio del segundo plato,

caracterizado por que el secador comprende, ademas,

un medio de soplado de gas caliente segun un flujo sensiblemente paralelo al eje Z, que pasa en primer lugar a traves de la superficie perforada del segundo plato antes de pasar directamente despues a traves de la superficie perforada del primer plato.

En una primera variante de la invencion, el primer plato esta situado por debajo del segundo plato y el gas caliente es preferiblemente aire caliente que circula desde arriba hacia abajo, mientras que en una segunda variante, el primer plato esta situado por encima del segundo plato y el gas caliente circula desde abajo hacia arriba. La primera variante tiene entre otras la ventaja de que el gas caliente aplica las partfculas contra la superficie de los platos lo que puede ser ventajoso en terminos de reduccion del polvo generado en el caso de partfculas finas. La segunda variante tiene la ventaja de que la transferencia de las partfculas parcialmente secadas del primer plato superior hacia el segundo plato inferior es facilitada por la gravedad, lo que puede ser particularmente ventajoso para partfculas de densidad elevada.

Cada plato puede ventajosamente comprender una estructura ngida autoportante de alta permeabilidad de tipo emparrillado, sobre la que es colocada una capa filtrante que comprende aberturas de tamano y densidad correspondientes a la permeabilidad deseada segun el tipo y tamano de las partfculas a secar. Esta solucion ofrece una gran flexibilidad pues es muy facil reemplazar una chapa perforada, un tamiz, una rejilla o incluso una tela sobre un emparrillado para secar sucesivamente partfculas de granulometnas muy diferentes, lo que es practicamente irrealizable con un secador de banda o de paletas.

El primer y segundo medios de reparticion de las partfculas a secar sobre el primer y segundo platos, respectivamente, comprenden de manera precedida cada uno al menos un tornillo de Arqmmedes que se extiende a lo largo de un radio del primer y segundo platos, respectivamente. El o los tornillos de Arqmmedes estan encerrados en un recinto provisto de una o varias aberturas que se extienden a lo largo de dicho radio de los platos y que permiten el espolvoreado de las partfculas sobre el plato que se encuentra directamente por debajo.

Igualmente, el medio de recuperacion del primer plato comprende de manera preferida al menos un tornillo de

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Arqmmedes que se extiende a lo largo de un radio de dicho plato que esta encerrado en un recinto provisto de una o varias aberturas que se extienden a lo largo de dicho radio del primer plato. Las aberturas estan unidas a un rascador o cepillo apto para recoger y dirigir las partmulas llevadas por la rotacion del plato hacia el tornillo de Arqmmedes. Es ventajoso que el segundo plato tambien comprenda un medio de recuperacion de las partmulas depositadas sobre el segundo plato y secadas despues de una rotacion de un angulo dado de este, estando situado dicho medio de recuperacion aguas abajo, preferiblemente adyacente al segundo medio de reparticion. Se prefiere que el medio de recuperacion del segundo plato sea semejante al del primer plato discutido anteriormente.

Un tercer plato circular puede estar montado sensiblemente de forma horizontal a una cierta distancia y separado del primer plato por, el segundo plato, en rotacion alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotacion del segundo plato, estando perforada la superfine de dicho plato y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua. Un medio de transferencia permite transferir las partfculas recogidas del segundo plato por el segundo medio de recuperacion descrito mas arriba hacia un tercer medio de reparticion apto para repartir dichas partmulas a lo largo de un radio del tercer plato. Esta configuracion permite reducir el radio de los discos y por tanto la superficie en el suelo ocupada por el secador, pero es evidentemente mas alta.

A fin de recoger las partfculas finas que han atravesado el plato inferior y que se acumulan sobre el suelo del secador, este comprende de manera preferida una abertura de evacuacion de estas partmulas. Ademas, un rascador esta preferiblemente fijado de manera solidaria al plato inferior y es apto para seguir el movimiento de rotacion de este para empujar las partfculas depositadas sobre el suelo hacia dicha abertura de evacuacion.

La zona de secado propiamente dicha esta comprendida preferiblemente entre una pared cilmdrica exterior de diametro correspondiente al de los discos, y una pared cilmdrica interior, coaxial a la pared exterior, y que define un recinto hueco centrado sobre el eje Z de rotacion de los platos. La pared interna se extiende de manera continua al menos desde el plato superior hasta el plato inferior. El recinto puede convenir de manera ventajosa para alojar los ventiladores necesarios para crear el flujo de gas o el motor que arrastra la rotacion de los platos y asf atenuar las molestias sonoras. Permite tambien a un operador acceder a diferentes elementos mecanicos por el interior para el mantenimiento y las reparaciones de la maquina.

Un segundo o bien un tercer secadores tales como los descritos mas arriba pueden ser superpuestos sobre el primer secador y multiplicar asf la capacidad de secado para una misma ocupacion de superficie en el suelo. Una fuente de partmulas a secar, tal como un silo puede estar unido aguas arriba al primer medio de reparticion de las partmulas a secar sobre el primer plato. Por ejemplo, las partmulas a secar pueden ser productos agroalimentarios tales como cereales, abono u hojas de te, residuos organicos triturados para secar con vistas a su utilizacion como combustible, productos particulares cosmeticos o farmaceuticos, pigmentos, granulos de polfmeros, polvos ceramicos, etc. Aguas abajo, puede estar integrada una unidad de almacenamiento y/o embalaje.

En el caso de secado de partmulas a utilizar como combustible, el secador puede ser unido aguas abajo a una caldera alimentada con partmulas secadas como combustible. Esta caldera puede estar unida a una turbina alimentada con vapor a una temperatura, T1, por la caldera, que activa un generador de corriente electrica. El vapor o el lfquido que provienen de la turbina puede ser enviado a una temperatura, T2 < T1, hacia un intercambiador de calor para calentar el aire del medio de soplado de gas caliente del secador y/o de otro secador.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprension de la naturaleza de la presente invencion, se ha hecho referencia a las figuras siguientes, de las que:

La fig. 1 ilustra (a) un secador de banda, (b) un secador de paletas, de la tecnica anterior y (c) un secador segun EP 197171.

La fig. 2 ilustra esquematicamente dos variantes de la presente invencion.

La fig. 3 ilustra la variante de la fig. 2 (a).

La fig. 4 ilustra la variante de la fig. 2 (b).

La fig. 5 ilustra una realizacion de la presente invencion.

La fig. 6 ilustra graficamente la evolucion del contenido en agua (lmea continua) y de la temperatura (lmea de trazos) de

las partmulas asf como del gas entrante (AIR IN) y saliente (AIR OUT) de un plato en funcion de la posicion angular sobre

el primer y el segundo platos.

La fig. 7 ilustra un ejemplo de instalacion que comprende un secador segun la presente invencion para el secado de residuos con vistas a su utilizacion como combustible.

La fig. 8 ilustra una instalacion segun la presente invencion provista de un plato suplementario de enfriamiento de las

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partmulas secadas.

DESCRIPCION DETALLADA DE MODOS DE REALIZACION PARTICULARES

Contrariamente al movimiento lineal de los secadores de banda o de platos perforados actualmente disponibles en el mercado para el secado de partmulas y representados esquematicamente en la fig. 1, el secador de la presente invencion esta basado en los movimientos giratorios en sentidos contrarios de al menos un primer y segundo platos (1a, 1b) superpuestos. Este enfoque permite la concepcion de equipos de secado de partmulas mucho mas compactos que los secadores de movimiento lineal. En particular y como se ha ilustrado en las figs. 2 a 4 un secador segun la presente invencion comprende un primer plato (1a) circular montado sensiblemente de forma horizontal en rotacion en un primer sentido alrededor de un eje vertical, Z, estando perforada la superficie de dicho plato y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua, y al agua. Un motor (7a) asegura la rotacion del primer plato (1a). Un primer medio de reparticion (2a) de dichas partmulas a secar esta montado por encima del primer plato de manera que pueda repartir dichas partmulas antes del secado a lo largo de un radio del primer plato (1a). Un primer medio de recuperacion (3a) de las partmulas depositadas sobre el primer plato (1a) despues de una rotacion de un angulo dado de este esta montado aguas abajo del primer medio de reparticion (2a). A fin de aumentar el tiempo de secado de las partmulas depositadas sobre el primer plato (1a) el primer medio de recuperacion (3a) es preferiblemente adyacente al primer medio de reparticion (2a), extendiendose los dos medios preferiblemente a lo largo de dos radios del disco.

Un medio de transferencia (4a) de las partmulas recogidas del primer plato (1a) por el medio de recuperacion (2a) permite transferirlas hacia un segundo plato por medio de un segundo medio de reparticion (2b) apto para repartir dichas partmulas a lo largo de un radio del segundo plato (1b) circular. El segundo plato (1b) circular es semejante al primer plato (1a) y esta montado sensiblemente de forma horizontal a una cierta distancia de este ultimo, en rotacion alrededor de dicho eje vertical, Z, pero en el sentido inverso de rotacion al del primer plato. Como la del primer plato (1b), la superficie del segundo plato (1b) esta perforada y es permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua. La rotacion del segundo plato (1b) esta igualmente motorizada por un motor (7b) que puede ser el mismo o diferente del motor (7a) que permite la rotacion del primer plato (1a).

En una variante preferida de la invencion, el segundo plato (1b) comprende igualmente un medio de recuperacion (3b) de las partmulas depositadas sobre el segundo plato despues de una rotacion de un angulo dado de este, estando situado dicho medio de recuperacion aguas abajo, preferiblemente adyacente al segundo medio de reparticion (2b) y siendo preferentemente semejante al medio de recuperacion del primer plato.

El secado de las partmulas depositadas sobre el primer plato (1a) perforado, transferidas despues de una rotacion dada de dicho primer plato hacia el segundo plato (1b) perforado y en rotacion es asegurado por un medio de soplado de gas caliente (5) segun un flujo sensiblemente paralelo al eje Z, que pasa a traves del segundo plato (1b) antes de pasar a traves del primer plato (1a), definiendo asf un sistema de secado a contracorriente. Es importante que el flujo de gas caliente y seco pase en primer lugar por el segundo plato, donde las partmulas estan ya parcialmente secadas por su permanencia sobre el primer plato, que a su vez es alcanzado por un flujo de gas caliente parcialmente cargado en humedad despues del paso por el segundo plato. La ventaja de tal sistema de secado a contracorriente esta ilustrada esquematicamente en las figs. 3, 4 y 6. La fig. 6 informa esquematicamente del contenido de agua (lmea continua) y de la temperatura (lmea de trazos de las partmulas (grafico del centro « partmulas ») asf como del gas (a menudo aire) aguas arriba (grafico de la parte alta « aire entrante ») y aguas abajo (grafico de la parte baja « aire saliente ») de cada plato, para posiciones A a F sobre el primer y segundo platos (1a, 1b) tales como indicadas en las figs. 3(a) y 4(a). La ordenada de humedad relativa indica el contenido en agua de las partmulas durante su recorrido a traves del secador asf como del aire aguas arriba (air in) y aguas abajo (air out) del primer y segundo platos, respectivamente, a una posicion angular A a F dada relativa a su contenido en agua inicial, calculado como (H - Ho) / (H1 - Ho) donde H es el contenido en agua de las partmulas asf como del aire aguas arriba del primer y segundo platos a una posicion angular dada, Ho es su contenido en agua antes de cualquier contacto entre el gas y las partmulas y H1 es su contenido en agua al final del procedimiento de secado, es decir de las partfculas que han alcanzado el segundo medio de recuperacion (3b) y del aire aguas abajo del primer plato (1a).

Las partfculas (grafico del centro «partfculas») estan repartidas sobre el primer plato (1a) con su contenido inicial maximo, Ho,part visible a la izquierda del grafico, en posicion A del primer plato (1a) de la fig. 6 (lmea continua). En la fig. 3(a) ello corresponde a la izquierda del repartidor (2a) del primer plato (1a) superior, mientras que en la fig. 4(a) ello corresponde a la posicion a la derecha del repartidor (2a) del primer plato (1a) inferior. Las partfculas son en primer lugar transportadas por la rotacion del primer plato (1a) desplazandose hacia la derecha del grafico de la fig. 6 pasando por las posiciones B y C antes de ser recuperadas por el medio (3a) y transferidas hacia la posicion (D) del segundo plato por el medio de transferencia (4a). En el curso de la rotacion del primer plato y de las partfculas s que se encuentran en el, el mdice de humedad de dichas partfculas disminuye bajo la accion del flujo de gas caliente (curva continua del grafico « partfculas » de la fig. 6). Las partfculas llegan a D sobre el segundo plato parcialmente secadas y comienzan una segunda rotacion en sentido inverso donde el flujo de aire caliente termina de secarlas hasta que alcanzan su mdice de humedad final, H-ipart, en posicion F visible en el extremo derecho del grafico de la fig. 6, despues de ser hechas pasar por la posicion E del segundo plato (1b).

El gas caliente, por ejemplo aire caliente o cualquier otro gas proveniente de un procedimiento de combustion, sigue el

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recorrido inverso al de las partfculas. En el grafico de la fig. 6, el gas parte de la mitad derecha del grafico, con un contenido en humedad inicial, Ho,air, constante y bajo aguas arriba del segundo plato (vease AIRE ENTRANTE , segundo plato (1b)). Cuando el aire atraviesa el segundo plato (1b) transfiere una parte de su energfa calonfica y cinetica a las partfculas del segundo plato (1b) que se recalientan (vease la lmea de trazos del grafico « partfculasS » sobre el segundo plato (1b)) y se carga en, y arrastra con el, una parte de la humedad de las partfculas (vease « aire saliente » del segundo plato (1b)). El aire que sale del segundo plato (1b) es el aire que entra en el primer plato (1a) (AIRE SALIENTE (1b) = AIRE ENTRANTE (1a)), pero como el primer plato gira en sentido inverso al segundo plato las curvas estan invertidas. Se ve que el aire que llega a la posicion A donde las partfculas son las mas humedas es mas seco que el aire que llega a la posicion C donde las partfcuias estan ya parcialmente secadas. Asf atravesando el primer plato (1a) el aire mas seco atraviesa en A las partfculas mas humedas y va asf a volver a salir saturado en agua, y el aire parcialmente humedo atraviesa en C partfculas parcialmente secadas y va por tanto a volver a salir igualmente saturado en agua, optimizando asf de la transferencia de energfa del aire hacia las partfculas y de humedad de las partfculas hacia el aire. Esta optimizacion es obtenida asegurando al mismo tiempo un equipamiento particularmente compacto, facil de utilizacion, de mantenimiento sencillo y, sobre todo, permitiendo facilmente secar partfculas de granulometnas muy diferentes.

La solicitud EP 197171 mencionada en la introduccion describe un secador ilustrado esquematicamente en la fig. 1(c) y que parece a primera vista semejante al de la presente invencion. En realidad difiere del secador de la presente invencion en particular porque el gas caliente no pasa a traves mas que de un solo plato antes de ser evacuado. En efecto, techos [18] que separan un segundo plato (1b) de un primer plato (1a) impiden al aire caliente pasar de dicho segundo plato (1b) al primer plato (1a). Como el aire caliente asciende en la cavidad del eje central de rotacion donde es distribuido hacia el primer, segundo y otros platos, que atraviesa individualmente antes de ser evacuado, se puede hablar de un sistema de distribucion de aire caliente en paralelo (vease la fig. 1(c)). Por contraste, el sistema de distribucion de aire caliente en un secador segun la presente invencion esta en serie, lo que permite obtener una optimizacion del secado tal como se ha descrito mas arriba, que es considerablemente superior a la de un sistema en paralelo como el de un secador segun el documento EP 197171.

La secuencia de superposicion del primer y segundo platos (1a, 1b) depende de las aplicaciones y de las preferencias. Por ejemplo, como se ha representado en las figs. 2 (a) y 3, el primer plato (1a) puede estar situado por encima del segundo plato (1b) y el gas caliente (por ejemplo aire caliente) circula desde abajo hacia arriba. Una ventaja de esta variante es que la transferencia de las partfculas parcialmente secadas del primer plato (1a) superior hacia el segundo plato (1b) inferior por los medios de transferencia (4a) se hace desde arriba hacia abajo, ayudado por la gravedad. Por el contrario, como el flujo de gas caliente circula desde abajo hacia arriba a traves del segundo y del primer platos, respectivamente, las partfculas pueden volar y crear polvo. Una ligera fluidificacion del hecho de partfculas puede ser ventajosa para el secado de estas, pero es preciso evitar la formacion de una nube de polvo fino en suspension en el aire. Esta configuracion conviene por tanto mejor para el secado de partfculas pesadas que no forman facilmente una nube de polvo.

Para las partfculas mas ligeras o mas finas, el primer plato (1a) puede estar al contrario situado por debajo del segundo plato (1b) y el gas caliente circula desde arriba hacia abajo, como se ha representado en las figs. 2(b) y 4. En esta configuracion, las partfculas son aplicadas contra el plato sobre el cual se encuentran lo que disminuye considerablemente la puesta en suspension de polvo. Un flujo de gas caliente desde arriba hacia abajo corre el riesgo de formar montones compactos de partfculas aglomeradas entre ellas y diffciles de secar. Estos montones compactos son sin embargo dislocados durante la recuperacion de las partfculas del primer plato y su transferencia hacia el segundo plato, lo que permite aun aumentar la eficacia del secado volviendo a separar y volviendo a mezclar las partfculas asf aglomeradas. Esta configuracion tiene igualmente la ventaja para las partfculas finas que forman facilmente una nube de polvo con todos los riesgos de explosion que ello puede engendrar, pues el aire caliente pasa en primer lugar a traves del segundo plato (1b) superior antes de pasar a traves del primer gato (1a) inferior. Como el segundo plato superior esta cargado de partfculas ya parcialmente secadas, un fino polvo seco y volatil puede pasar a traves de los orificios del segundo plato perforado y generar una nube por debajo de este. Sin embargo, el aire caliente empuja esta nube hacia el primer plato (1a) que se encuentra directamente por debajo, que este esta cargado de partfculas humedas. Se observa un gradiente de humedad de las partfculas en el grosor de la capa estando las partfculas que se encuentran por debajo, proximas a la superfine del primer plato, fuertemente cargadas de humedad. Estas forman por tanto una especie de pasta que actua un poco como un filtro que impide que la nube de partfculas finas atraviese el primer plato (1a) y se pierda en la parte inferior del secador.

El secado segun la presente invencion es particularmente ventajoso pues puede ser utilizado para secar partfculas de granulometnas muy diferentes que van desde partfculas finas tales como semn, granos finos, polvos ceramicos, polfmeros o metalicos, a partfculas mas gruesas, tales como residuos de madera, virutas, pellets, residuos agncolas, cortezas de mafz, malta, etc. cambiando rapida y facilmente el diametro de los orificios de los platos de la manera siguiente. El primer y segundo platos (1a, 1b) puede darse comprenden una estructura ngida autoportante de alta permeabilidad de tipo emparrillado, sobre la que es colocada una capa filtrante que comprende aberturas de tamano y densidad correspondientes a la permeabilidad deseada segun el tipo y la granulometna de las partfculas a secar. La capa filtrante puede ser una chapa perforada, un tamiz, una rejilla o una tela. Para facilitar la colocacion de tal capa filtrante, puede ser cortada en sectores angulares, que se pueden colocar y fijar lado a lado directamente sobre el

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emparrillado u otra estructura autoportante de alta permeabilidad. Esto serfa imposible en la practica con secadores de banda o de platos perforados que estan dedicados a secar partfculas de un tipo unico de granulometna.

El primer y el segundo medios de reparticion (2a, 2b) de las partfculas a secar sobre el primer y el segundo platos (1a, 1b), respectivamente, tienen como proposito repartir las partfculas a secar de manera homogenea a lo largo de un radio de los platos correspondientes. De manera general, los medios de reparticion (2a, 2b) comprenden por tanto:

• una estructura que se extiende desde la periferia exterior a la periferia interior de un plato, siguiendo de preferencia un radio de este,

• medios de transporte de las partfculas desde la periferia exterior a la periferia interior de los platos, y finalmente

• medios de deposito de dichas partfculas desde los medios de transporte hacia los platos.

Son posibles varias soluciones. Por ejemplo, el transporte de las partfculas desde la periferia exterior hacia la periferia interior de los platos puede ser asegurado por una banda transportadora, ya sea perforada, ya este inclinada transversalmente de manera que permita que las partfculas espolvoreen el plato situados por debajo. Para ayudar al espolvoreado, la banda puede ser hecha vibrar. En una variante alternativa y preferida, los medios de reparticion (2a, 2b) comprenden al menos un tornillo de Arqmmedes que se extiende a lo largo de un radio del primer y segundo platos (1a, 1b), respectivamente, a fin de transportar las partfculas desde la periferia exterior hacia la periferia interior del plato correspondiente. Al menos dicho tornillo de Arqmmedes esta encerrado en un recinto provisto de una o varias aberturas que se extienden hacia abajo y a lo largo de dicho radio de los platos (1a, 1b) a fin de permitir el espolvoreado de las partfculas sobre dichos platos.

El medio de recuperacion (3a) del primer plato (1a) y, si hay uno, el medio de recuperacion (3b) del segundo plato (1b), comprenden de preferencia al menos un tornillo de Arqmmedes que se extiende a lo largo de un radio de dicho plato que esta encerrado en un recinto provisto de una o varias aberturas que se extienden a lo largo de dicho radio del plato correspondiente. Las aberturas estan unidas a un rascador o cepillo apto para recoger y dirigir las partfculas llevadas por la rotacion del plato hacia el tornillo de Arqmmedes. El tipo de medio de transferencia (4a) de las partfculas del primer plato (1a) hacia el segundo plato (1b) depende de la configuracion del secador. Si el primer plato (1a) es el plato superior, el medio de transferencia puede ser un simple tubo que une el medio de recuperacion (3a) del primer plato al medio de reparticion (2b) del segundo plato, en el que las partfculas caen por gravedad. Si por el contrario, el primer plato es el plato inferior, es preferible que el medio de transferencia (4a) comprenda un tornillo de Arqmmedes que permita ascender las partfculas del primer plato inferior hacia el segundo plato superior.

Las figuras ilustran secadores que comprenden dos platos. Sin embargo, para reducir el espacio en el suelo ocupado por el equipo, es de hecho posible montar:

• al menos un tercer plato circular montado sensiblemente de forma horizontal a una cierta distancia, y separado del primer plato (1a) por, el segundo plato (1b), en rotacion alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotacion del segundo plato, estando perforada la superficie de dicho plazo y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua, y

• un medio de transferencia de las partfculas recogidas del segundo plato (1b) por el medio de recuperacion (3b) hacia un tercer medio de reparticion apto para repartir dichas partfculas a lo largo de un radio del tercer plato.

Esta claro que se pueden montar tanto platos paralelos en rotacion alrededor del eje Z como se desee y segun las necesidades de una aplicacion particular. Sin embargo, un secador que comprende dos platos (1a, 1b) conviene a la mayona de las aplicaciones. La utilizacion de varios platos superpuestos permite reducir el diametro exterior de los discos.

Con vistas a la distribucion de la granulometna de las partfculas de un mismo tipo, es diffcil evitar que la fraccion mas fina de las partfculas no pase a traves de las perforaciones de los platos y caiga sobre el o los platos inferiores, y luego sobre el suelo del recinto que encierra los platos. A fin de evitar una acumulacion demasiado grande de partfculas sobre el suelo y tambien para recuperarlas, es ventajoso proveer el suelo de una abertura de evacuacion de las partfculas mas finas que se habnan depositado sobre el suelo. Ademas, un rascador o cepillo fijado de manera solidaria al plato inferior y apto para seguir el movimiento de rotacion de este sirve para empujar las partfculas depositadas sobre el suelo hacia dicha abertura de evacuacion. Como el rascador o cepillo esta fijado al plato inferior, no es necesario motorizarlo individualmente.

Como se ha ilustrado en la fig. 5, los platos (1a, 1b) estan preferiblemente encerrados en un recinto exterior (10) de diametro correspondiente al diametro de los platos con bastante margen para evitar rozamientos, pero tan poco como sea posible para permitir hacer estanca la interconexion entre los platos y la pared exterior (10). La estanquidad puede ser asegurada por ejemplo por un faldon flexible fijado a la parte exterior y que reposa sobre un reborde elevado de la circunferencia de los discos. De esta manera, el lecho de partfculas que reposan sobre un disco en rotacion no esta en contacto con el faldon estatico, asegurando asf una buena estanquidad y la integridad del lecho de partfculas sobre el

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plato. Esto no es posible de realizar en un secador de banda, en el que el faldon de estanquidad esta colocado entre la banda rodante y las partmulas que se encuentran sobre los bordes de la banda. Hay por tanto una franja de partmulas en contacto con el faldon estatico en cada borde de la banda que no se desplaza a la misma velocidad que las partmulas que se encuentran en el centro de la banda.

La parte central de los platos es preferiblemente hueca y esta rodeada de un recinto cilmdrico interior (6) centrado sobre el eje de rotacion Z, tal como se ha representado en las figs. 2 y 5. Tal recinto que se eleva sobre practicamente toda la altura del secador, en cualquier caso entre los platos superior e inferior, comprende numerosas ventajas, que compensan ampliamente la perdida de superficie disponible para el secado. En efecto, si el diametro exterior de los discos es D1 y el diametro del recinto interior (6) cilmdrico es n x D1, donde n < 1, la perdida de superficie disponible sobre cada plato para el secado entre un disco lleno y un disco que comprende un recinto interior no es mas que de n2 Por ejemplo, si el recinto interior tiene la tercera parte del diametro del recinto exterior, la perdida de superficie disponible para el secado no es mas que de 1 / 9 “11%. Un recinto interior (6) permite en primer lugar un acceso facil para un operador a todos los elementos mecanicos de la maquina, tales como cojinetes, motorreductores, gatos, etc. Facilita tambien el reemplazamiento de las capas porosas flexibles a depositar y fijar sobre los emparrillados que dan a los platos su integridad mecanica. El recinto interior (6) puede igualmente servir para alojar los motores (7, 7a) que provocan la rotacion de los platos, asf como los ventiladores que sirven para generar el flujo de gas caliente, con la ventaja de una reduccion sustancial de las molestias sonoras generadas por el secador. En el caso de un flujo de gas desde arriba hacia abajo tal como se ha representado en las figs. 2(b) y 4, unas ventanas (6a) en la parte baja del recinto interior (6), situadas por debajo del plato inferior permiten recuperar el gas caliente y evacuarlo por la parte alta en el interior del recinto. Por otra parte, permite fijar los medios de reparticion (2a, 2b) y de recuperacion (3a, 3b) en sus dos extremidades a fin de evitar tener que fijarlos en voladizo sobre el recinto exterior unicamente. Ademas libera espacio en las extremidades interiores de dichos medios situados lado a lado para acomodar su anchura. Finalmente, tal estructura permite rigidizar la superficie comprendida entre los recintos interiores (6) y exteriores (10), permitiendo guardar una buena planicidad de los platos. Esto es importante para la limpieza y recuperacion de las partmulas por un rascador o un cepillo, que no son eficaces mas que si la superficie de los platos es perfectamente plana.

Un secador segun la presente invencion puede ser integrado en la instalacion de tratamiento de partmulas. Por ejemplo, el primer medio de reparticion (2a) de partmulas a secar de un secador segun la invencion puede estar unido aguas arriba a una fuente (11) de dichas partmulas a secar, como un silo. Un silo puede asf almacenar partmulas que comprende los residuos de madera de serrenas, residuos de madera de materiales de construccion, residuos de papel o cartones, productos agroalimentarios tales como cereales. Estas partmulas pueden tener la forma de polvo, de granulos, de virutas, de pellets, de tortas, o de trozos generalmente que no sobrepasan los 10 cm de longitud. El secador puede estar unido aguas abajo a una unidad de almacenamiento de partmulas secas tal como un silo o una lmea de embalaje. En el caso de una instalacion de secado de residuos con vistas a su utilizacion como combustible tal como se ha representado en la fig. 7, el secador puede estar unido aguas abajo a una caldera (12) a fin de alimentarla de partmulas de material organico secadas por el secador como combustible. Dicha caldera (12) puede a su vez estar unida aguas abajo a un generador (14) de corriente electrica por medio de una turbina (13) alimentada con vapor a una temperatura, T1, por la caldera. El vapor que ha perdido una parte de su energfa en la turbina no tiene mas que una temperatura de T2 < T1 y puede ser enviado hacia un intercambiador de calor (5A, 5B) para calentar el aire del medio de soplado de aire caliente (5) del secador (1) y/o para calentar cualquier otra instalacion, comprendido otro secador (15). Si hay mas de un secador comprendido en una misma instalacion, es posible para ganar espacio en el suelo superponer dos, es decir mas secadores segun la invencion uno sobre el otro.

La fig. 8 muestra una variante de la presente invencion, en la que un secador (1) tal como se ha representado en la fig. 3(a) esta unido en serie a un tercer plato (1c) giratorio situado aguas abajo del segundo plato (1b) y encerrado en una camara de refrigeracion (100). Al final de la operacion de secado, las partmulas evacuadas del segundo plato (1b) se encuentran a una temperatura elevada (vease temperatura de las partmulas en el punto G de la fig. 6). Para ciertos tipos de polvo, en particular alimentarios, no es posible embalarlos a alta temperatura, por ejemplo a fin de evitar una formacion de condensacion demasiado importante. Para evitar tener que almacenar polvos esperando que se enfrfen y poder embalarlos directamente despues del secado, los polvos secados pueden ser encaminados a una camara de refrigeracion (100) donde el aire frio a una temperatura t0 del orden de 0 a 20 °C es soplado a traves del tercer plato (1c). El aire sensiblemente recalentado a una temperatura T1 > T0, del orden de 40-55 °C, es entonces recuperado e introducido en un sistema (101) de calentamiento de aire que permite el calentamiento del aire a una temperatura T2 > T1 > T0, del orden de 100-110 °C que es soplado en el secador como se ha explicado en detalle mas arriba. El aire recuperado despues de secado puede tambien ser reenviado hacia el sistema (101) de calentamiento, pero como esta saturado de humedad, es preciso determinar bien segun el caso si ello es ventajoso o no. Es preciso observar que la misma instalacion que se ha ilustrado en la fig. 8 puede ser obtenida con un secador (1) tal como se ha representado en la fig. 4(a) simplemente disponiendo la camara de refrigeracion (100) por encima de secador (1) de la fig. 4(a).

Claims (17)

1. 5

   10

   15

   20

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   REIVINDICACIONES

   1. Secador (1) para secar partfculas que comprende,

   (a) Un recinto (6) que comprende una pareja esencialmente cilmdrica que se extiende a lo largo de un eje vertical, Z.

   (b) Un primer plato (1a) circular montado sobre la pared de dicho recinto (6) sensiblemente normal al eje vertical, Z, y en rotacion en un primer sentido alrededor del eje vertical, Z, estando la superficie de dicho plato perforada, y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua, y

   (c) Un segundo plato (1b) circular montado a una cierta distancia del primer plato sobre la pared de dicho recinto (6) sensiblemente normal al eje vertical, Z, y en rotacion alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotacion del primer plato, estando la superficie de dicho plato perforada y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua,

   (d) Un primer medio de reparticion (2a) de dichas partfculas a secar apto para repartir dichas partfculas antes del secado a lo largo de un radio del primer plato (1a),

   (e) Un medio de recuperacion (3a) de las partfculas depositadas sobre el primer plato (1a) despues de una rotacion de un angulo dado de este, estando situado dicho medio de recuperacion aguas abajo, preferiblemente adyacente al primer medio de reparticion (2a),

   (f) Un medio de transferencia (4a) de las partfculas recogidas del primer plato (1a) por el medio de recuperacion (3a) hacia un segundo medio de reparticion (2b) apto para repartir dichas partfculas a lo largo de un radio del segundo plato (1b),

   caracterizado por que el secador comprende, ademas,

   un medio de soplado de gas caliente (5) segun un flujo sensiblemente paralelo al eje Z, que pasa en primer lugar a traves de la superficie perforada del segundo plato (1b) antes de pasar directamente despues a traves de la superficie perforada del primer plato (1a).
2. 2. Secador (1) segun la reivindicacion 1, en el que el primer plato (1a) esta situado por debajo del segundo plato (1b) y en el que el gas caliente es preferiblemente aire caliente que circula desde arriba hacia abajo.
3. 3. Secador (1) segun la reivindicacion 1, en el que el primer plato (1a) esta situado por encima del segundo plato (1b) y en el que el gas caliente es preferiblemente aire caliente que circula desde abajo hacia arriba.
4. 4. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer y segundo platos (1a, 1b) comprenden una estructura ngida autoportante de alta permeabilidad de tipo emparrillado, sobre la que es colocada una capa filtrante que comprende aberturas de tamano y densidad correspondientes a la permeabilidad deseada segun el tipo y tamano de las partfculas a secar.
5. 5. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer y segundo medios de reparticion (2a, 2b) de las partfculas a secar sobre el primer y segundo platos (1a, 1b), respectivamente, comprenden cada uno al menos un tornillo de Arqmmedes que se extiende a lo largo de un radio del primer y segundo platos (1a, 1b), respectivamente, estando al menos unos de dichos tornillos de Arqmmedes encerrado en un recinto provisto de una o varias aberturas que se extienden a lo largo de dicho radio de los platos (1a, 1b).
6. 6. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medio de recuperacion (3a) del primer plato (1a) comprende al menos un tornillo de Arqmmedes que se extiende a lo largo de un radio de dicho plazo que esta encerrado en un recinto provisto de una o varias aberturas que se extienden a lo largo de dicho radio del primer plato (1a), estando unidas dichas aberturas a un rascador o cepillo apto para recoger y dirigir las partfculas llevadas por la rotacion del plato hacia el tornillo de Arqmmedes.
7. 7. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo plato (1b) comprenda un medio de recuperacion (3b) de las partfculas depositadas sobre el segundo plato despues de una rotacion de un angulo dado de este, estando situado dicho medio de recuperacion aguas abajo, preferiblemente adyacente al segundo medio de reparticion (2b) y siendo preferiblemente semejante al medio de recuperacion (3a) del primer plato.
8. 8. Secador segun la reivindicacion precedente, que comprende:

   (g) al menos un tercer plato circular montado sensiblemente de forma horizontal a una cierta distancia y separado del primer plato (1a) por, el segundo plato (1b), en rotacion alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotacion del segundo plato, estando perforada la superficie de dicho plato y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua, y

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   (h) un medio de transferencia de las partfculas recogidas del segundo plato (1b) por el medio de recuperacion (2b) hacia un tercer medio de reparticion apto para repartir dichas partfculas a lo largo de un radio del tercer plato.
9. 9. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un suelo estatico situado por debajo del plato inferior situado lo mas bajo de dicho eje vertical, Z, comprendiendo dicho suelo una abertura de evacuacion de las partfculas mas finas que estanan depositadas sobre el suelo, comprendiendo dicho secador ademas un rascador fijado de manera solidaria al plato inferior y apto para seguir el movimiento de rotacion de este para empujar las partfculas depositadas sobre el suelo hacia dicha abertura de evacuacion.
10. 10. Secador segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el recinto (6) es hueco permitiendo el acceso a una persona.
11. 11. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer medio de reparticion (2a) de dichas partfculas a secar sobre el primer plato (1a) esta unido aguas arriba a una fuente (11) que contiene tales partfculas a secar, de preferencia un silo (11), comprendiendo dichas partfculas de manera preferida residuos de madera de serrenas, residuos de madera de materiales de construccion, residuos de papel o cartones, productos agroalimentarios tales como cereales, y estan en forma de polvo, granulados, virutas, pellets, tortas, o trozos generalmente que no sobrepasan los 10 cm de longitud.
12. 12. Secador segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende al menos un segundo secador semejante superpuesto por encima de este.
13. 13. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que esta unido aguas abajo a una caldera (12) a fin de alimentar con partfculas de material organico secadas por el secador como combustible, o a una unidad de almacenamiento de partfculas secas, tal como un silo.
14. 14. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la caldera (12) esta unida aguas abajo a un generador (14) de corriente electrica por medio de una turbina (13) alimentada con vapor a una temperatura, T1, por la caldera.
15. 15. Secador (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el vapor o el lfquido provenientes de la turbina (13) es enviado a una temperatura, T2 < T1, hacia un intercambiador de calor (5a, 5B) para calentar el aire del medio de soplado de gas caliente (5) del secador (1) y/o de otro secador (15).
16. 16. Secador segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una camara de refrigeracion (100) situada aguas abajo del segundo plato (1b), comprendiendo dicha camara de refrigeracion un tercer plato perforado (1c) que gira alrededor del mismo eje que el primer y segundo platos (1a, 1b) y provista de una fuente de gas de refrigeracion, tal como aire a una temperatura de preferencia comprendida entre 0 y 20 °C, que permite soplar dicho gas de refrigeracion a traves del primer plato (1c) a fin de enfriar las partfculas secadas.
17. 17. Procedimiento de secado de partfculas utilizando un secador segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas,

    (a) Repartir las partfculas a secar sobre el primer plato (1a) circular montado sensiblemente de forma horizontal y que gira en un primer sentido alrededor de un eje vertical, Z, estando perforada la superficie de dicho plato y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua,

    (b) Despues de rotacion del plato en un cierto angulo, recuperar las partfculas de dicho primer plato y transferirlas hacia y repartirlas sobre,

    (c) Un segundo plato (1b) circular montado sensiblemente de forma horizontal a una cierta distancia del primer plato, y que gira alrededor de dicho eje vertical, Z, en el sentido inverso de rotacion del primer plazo, estando perforada la superficie de dicho plazo y siendo permeable a los gases tales como el aire y el vapor de agua y al agua,

    (d) Soplar un gas caliente (5) segun un flujo sensiblemente paralelo al eje Z, que pasa en primer lugar a traves de las partfculas repartidas sobre, y a traves del segundo plato (1b) soportante antes de pasar directamente despues de atravesar las partfculas repartidas sobre, y a traves del primer plato (1a).