FR2994101A1 - Procede de traitement de l'air refoule par un sechoir a grains lors du processus de sechage du grain, installation pour la mise en oeuvre dudit procede et sechoir a grains equipe d'une telle installation - Google Patents

Procede de traitement de l'air refoule par un sechoir a grains lors du processus de sechage du grain, installation pour la mise en oeuvre dudit procede et sechoir a grains equipe d'une telle installation Download PDF

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Abstract

Procédé de traitement de l'air chaud humide refoulé par un séchoir à grains à l'issue du séchage desdits grains par chauffage d'air froid provenant de l'extérieur, ledit air chaud humide présentant différents niveaux de température et étant chargé en particules et composants volatiles condensables, le procédé comprend les étapes suivantes : - récupérer l'air chaud à au moins un niveau de température, - transférer les calories dudit air chaud à un liquide caloporteur, de manière à condenser l'humidité et/ou les composants volatiles, - séparer puis récolter les condensats et particules, - rejeter l'air séché et déchargé des particules et composants volatiles condensables à l'atmosphère, - chauffer l'air froid destiné au séchage des grains au moyen des calories transférées au liquide caloporteur. Installation mettant en oeuvre le procédé et séchoir a grains équipé de l'installation

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT DE L'AIR REFOULE PAR UN SECHOIR A GRAINS LORS DU PROCESSUS DE SECHAGE DU GRAIN, INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE ET SECHOIR A GRAINS EQUIPE D'UNE TELLE INSTALLATION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au secteur technique de l'agriculture en général, mais aussi de l'industrie des agro-carburants, les huileries, amidonniers, etc., et concerne plus particulièrement un procédé de traitement de l'air refoulé par un séchoir à grains, notamment de céréales, lors du processus de séchage du grain. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé et un séchoir à grains équipé d'une telle installation. Les céréales récoltées, tels que les grains de maïs par exemple, sont généralement humides.
Ces grains subissent de plus des opérations ultérieures de nettoyage ou de traitement, de manière à les séparer de la terre résiduelle et/ou autres éléments exogènes liés à la récolte. Il est ensuite nécessaire de sécher ces grains avant de les stocker pour leur éviter de se dégrader. Pour sécher les grains, il est connu de l'état de la technique d'utiliser des dispositifs appelés séchoirs à grains.
En fonctionnement, c'est-à-dire lors du processus de séchage du grain, un séchoir à grains refoule de l'air dans l'atmosphère. Cet air se trouve notamment dans un état chaud, humide et chargé en poussières, en composés volatiles condensables et autres particules indésirables, telles que des follicules de grains par exemple. Le rejet d'un tel air dans l'atmosphère est soumis à une certaine réglementation, telle que la réglementation actuelle en vigueur ICPE qui impose que l'air rejeté dans l'atmosphère en sortie des séchoirs à grains ne contienne pas plus d'une certaine quantité de follicules, à savoir 50 mg/Nm3. ART ANTERIEUR Aucun procédé ou aucune installation permettant le traitement fiable et rationnel d'un tel air chaud, humide et chargé en follicules et/ou poussières n'a été mis au point à ce jour. Une solution consistant à filtrer l'air refoulé, par l'intermédiaire de filtres à poches ou 35 rotatifs, est actuellement utilisée, mais cette solution ne donne pas une entière satisfaction.
En effet, malgré une aspiration continue de décolmatage, les filtres peuvent finir par s'encrasser en raison de l'abondance des follicules. Il est alors nécessaire de nettoyer les filtres manuellement.
EXPOSE DE L'INVENTION Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un procédé de traitement de l'air refoulé par un séchoir à grains lors du processus de séchage du grain, conduisant à un abattement des poussières et autres particules émises, telles que les 10 follicules, d'une façon fiable et économique et respectant la réglementation. L'invention vise également à fournir une installation pour la mise en oeuvre du procédé qui soit compacte, de conception simple sûre et rationnelle. 15 L'invention vise aussi à fournir un séchoir à grains équipé d'une telle installation, qui fonctionne d'une manière optimale et économique. Pour atteindre ces objectifs, il a été mis au point un procédé de traitement de l'air chaud humide refoulé par un séchoir à grains à l'issue du séchage desdits grains par chauffage 20 d'air froid provenant de l'extérieur, ledit air chaud humide présentant différents niveaux de température et étant chargé en particules et composants volatiles condensables. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : - récupérer l'air chaud refoulé, à au moins un niveau de température, 25 - transférer les calories dudit air chaud à un liquide caloporteur, de manière à condenser l'humidité et/ou les composants volatiles, - séparer puis récolter les condensats et particules, - rejeter l'air séché et déchargé des particules et composants volatiles condensables à l'atmosphère, 30 - chauffer l'air froid destiné au séchage des grains au moyen des calories transférées au liquide caloporteur. De cette manière, le procédé selon l'invention permet de dépolluer l'air refoulé par un séchoir à grains lors du processus de séchage du grain, et de récupérer de l'énergie sensible 35 et latente disponible sur l'air extrait. En effet, le procédé permet de refroidir et de déshumidifier partiellement le flux d'air refoulé. Les poussières et autres particules présentes dans l'air à traiter sont piégées, les éventuelles substances volatiles sont condensées et les éventuelles odeurs sont atténuées.
L'air chaud refoulé présente différents niveaux de température en fonction du niveau de la zone de séchage du séchoir à laquelle il est récupéré. A titre d'exemple, dans un séchoir à grains se présentant sous la forme d'une tour comprenant une trémie verticale dans laquelle le grain circule, le séchage est effectué progressivement sur la majeure partie de la hauteur de la trémie de haut en bas et refoule ainsi de l'air chaud à différents niveaux de température. Dans la suite de la description et dans les revendications, par l'expression « niveau de température », on désigne une zone de température de l'air chaud refoulé dont la température basse et la température haute sont séparés de quelques degrés celsius.
Selon l'invention, on récupère l'air refoulé à un ou plusieurs niveaux de température en fonction de la qualité dudit air (température et hygrométrie) et du potentiel de récupération d'énergie en découlant.
Avantageusement le procédé selon l'invention comprend une étape ultérieure consistant à séparer les poussières et autres particules des condensats. De cette manière, les condensats sont débarrassés des poussières et autres particules, notamment des follicules, et peuvent être utilisés pour réaliser un cycle de nettoyage par exemple des échangeurs air/liquide du type cyclonique présents dans l'installation qui sera décrite ci-après. Les poussières et autres particules peuvent être quant à elles recueillies pour être valorisées en compost ou en épandage. Pour atteindre les objectifs précités, il a également été mis au point une installation pour la 30 mise en oeuvre du procédé défini ci-avant. Selon l'invention, l'installation comprend : - au moins un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique, destiné à réaliser 35 un échange thermique entre l'air chaud refoulé à au moins un niveau de température par ledit séchoir à grains lors du processus de séchage du grain, et un circuit de liquide caloporteur, l'échangeur thermique air/liquide du type cyclonique comprenant avantageusement une cuve cylindrique, munie d'un caisson d'entrée tangentielle de l'air, et renfermant au moins un échangeur tubulaire sous la forme d'au moins un serpentin connecté à ses deux extrémités à un circuit de liquide caloporteur, et agencé de manière coaxiale autour d'une cheminée centrale d'évacuation de l'air, débouchant en partie supérieure de ladite cuve, - un échangeur liquide/air destiné à partager le même circuit de liquide caloporteur que l'échangeur air/liquide du type cyclonique, et à réaliser un échange thermique entre ledit circuit de liquide caloporteur, et l'air froid destiné à pénétrer dans le séchoir à grains pour le processus de séchage du grain. En d'autres termes, l'invention propose une installation conduisant tout d'abord, à un abattement des poussières et autres particules, telles que des follicules présentes dans l'air refoulé permettant ainsi de respecter la réglementation en vigueur et de diminuer la pollution de l'environnement. L'installation présente en outre l'avantage de récupérer de l'énergie sensible et latente disponible sur l'air extrait réutilisable, soit pour son propre fonctionnement, soit dans le séchoir à grains permettant de travailler de manière plus économique. Par ailleurs, en diminuant la consommation d'énergie, on réduit l'émission de dioxyde de carbone et donc le montant de la taxe carbone.
La mise en oeuvre d'échangeurs air/liquide du type cyclonique dans ladite installation est essentielle car elle permet notamment, contrairement aux échangeurs air/liquide conventionnels, de réaliser une condensation par refroidissement en contact à haute vitesse sur la surface d'échange froide. Ces échangeurs air/liquide du type cyclonique permettent également une captation des poussières et autres particules telles que des follicules, par effet choc et adhérence sur la surface humide condensée. La dépollution de l'air est optimale et est réalisée par séparation et évacuation par effet cyclonique centrifuge. Le flux des condensats produits et évacués permet un nettoyage en continu des parois internes des échangeurs air/liquide du type cyclonique.
L'action combinée du mouvement cyclonique de l'air et du ruissellement des condensats nettoie l'air éliminant ainsi une très grande partie des poussières et autres particules telles que des follicules, et odeurs contenues dans l'air chaud et humide refoulé par un séchoir à grains.35 Ce lavage dynamique créé notamment un principe d'auto-nettoyage, limitant considérablement l'encrassement desdits échangeurs air/liquide du type cyclonique. Comme déjà dit, on récupère l'air refoulé à un ou plusieurs niveaux de température en fonction de la qualité dudit air (température et hygrométrie) et du potentiel de récupération d'énergie en découlant. Dès lors, l'installation ne contiendra pas forcément d'échangeur pour un niveau de température donné si pour ce niveau de température, la récupération d'énergie n'est pas suffisamment rentable.
En d'autres termes, le nombre d'échangeurs air/liquide du type cyclonique présents pour un niveau de température donné est fonction tout d'abord du potentiel de récupération d'énergie puis ensuite de la profondeur du séchoir, c'est-à-dire de la place disponible. Lorsqu'ils sont au moins deux, les échangeurs air/liquide du type cyclonique pour un niveau de température donné sont montés en parallèle.
De même, d'un niveau de température de l'air refoulé à l'autre, les échangeurs thermiques air/liquide du type cyclonique sont également montés en parallèle. De préférence, l'installation comprend un seul échangeur liquide/air alimenté par un circuit 20 de liquide caloporteur commun à chaque échangeur thermique air/liquide du type cyclonique. Une telle installation bénéficie d'une capacité de récupération de chaleur très importante. Elle est très compacte, car les diamètres et la hauteur des échangeurs air/liquide du type 25 cyclonique restent relativement faibles. L'installation selon l'invention permet également de bénéficier d'une intégration aisée dans un séchoir à grains traditionnel, et d'un pouvoir filtrant optimal. L'air ainsi refroidi abandonne une grande partie de son humidité, qui, une fois condensée 30 s'écoule sur les parois desdits échangeurs air/liquide du type cyclonique. Ces condensats sont mélangés avec les poussières et autres particules présentes dans l'air à traiter. Avantageusement, dans l'installation selon l'invention, chaque échangeur air/liquide du type cyclonique comprend un point bas d'évacuation des condensats mélangés aux 35 poussières et autres particules telles que des follicules, relié à des moyens de séparation desdits condensats desdites poussières et autres particules. De préférence, ces moyens de séparations comprennent notamment un crible rotatif, un tamis et une cuve de décantation. De cette manière, il est possible de recycler une partie des condensats pour une utilisation 5 ultérieure de lavage desdits échangeurs air/liquide du type cyclonique par exemple, et de collecter l'autre partie vers le réseau des eaux usées. Les échangeurs air/liquide du type cyclonique comprennent une rampe de buses hydrauliques pulvérisant de l'eau de nettoyage à l'intérieur desdits échangeurs air/liquide 10 du type cyclonique pour leur nettoyage. En pratique, l'eau pulvérisée pour le nettoyage est constituée des condensats récupérés et séparés des poussières et autres particules. Les condensats étant relativement chauds, cela permet, lorsqu'ils sont utilisés pour des opérations de lavage, de ne pas refroidir l'installation et de garder ainsi un rendement 15 énergétique stable pour ladite installation. De préférence, dans l'installation selon l'invention, l'échangeur liquide/air est un échangeur de restitution d'énergie du type à ailettes. 20 L'invention a également pour objet un séchoir à grain équipé de l'installation ci-avant décrite. L'invention concerne notamment un séchoir à grains du type comprenant une colonne verticale de séchage comprenant une pluralité de cellules de séchage superposées 25 communiquant l'une avec l'autre et munies de parois latérales perforées, la colonne étant apte à recevoir par son extrémité supérieure la masse de grains à sécher et à évacuer, par son extrémité inférieure, la masse de grains séchée, ladite colonne comprenant successivement en partant du sommet dudit séchoir, au moins : - une zone de réserve de grains humides, 30 - une zone de séchage supérieure à plus haute température d'air, - une zone de séchage inférieure à plus basse température d'air, - une zone de refroidissement, ledit séchoir comprenant en outre : - un couloir d'air froid inférieur positionné en regard de la zone de refroidissement 35 dans lequel circule de l'air neuf extérieur, - un couloir d'air chaud inférieur positionné en regard de la zone de séchage inférieure et dans lequel circule de l'air neuf réchauffé, - un couloir d'air chaud usé inférieur dans lequel circule l'air provenant de la zone de refroidissement et de la zone de séchage inférieure, - un couloir d'air chaud supérieur positionné en regard de la zone de séchage supérieure dans lequel circule l'air provenant du couloir d'air chaud usé inférieur, - un couloir d'air chaud usé supérieur positionné en regard de la zone de séchage supérieure dans lequel circule l'air provenant du couloir d'air chaud supérieur.
Selon l'invention : - le couloir d'air chaud usé supérieur est divisé en autant de compartiments que de cellules de séchage, au moins un compartiment communiquant avec au moins un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique, destiné à réaliser un échange thermique entre l'air refoulé par la cellule de séchage présente dans la zone de séchage supérieure via le compartiment, et un circuit de liquide caloporteur, l'échangeur thermique air/liquide du type cyclonique comprenant avantageusement une cuve cylindrique, munie d'un caisson d'entrée tangentielle de l'air, et renfermant au moins un échangeur tubulaire sous la forme d'au moins un serpentin connecté à ses deux extrémités à un circuit de liquide caloporteur, et agencé de manière coaxiale autour d'une cheminée centrale d'évacuation de l'air, débouchant en partie supérieure de ladite cuve, - le séchoir comprend en outre un échangeur liquide/air destiné à partager le même circuit de liquide caloporteur que le ou les échangeurs air/liquide du type cyclonique, et à réaliser un échange thermique entre ledit circuit de liquide caloporteur et l'air destiné à pénétrer 25 dans le couloir d'air chaud inferieur. Dans un mode de réalisation avantageux, lorsque qu'un compartiment constitutif du couloir d'air chaud usé supérieur communique avec plus d'un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique, les échangeurs sont montés en parallèle. 30 De même, lorsque deux compartiments communiquent chacun avec un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique, les échangeurs sont montés en parallèle d'un étage à l'autre. 35 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et 5 nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique vue de face et en transparence, d'un séchoir à grains du type à bi-températures, équipé d'une installation selon l'invention ; 10 - la figure 2 est un schéma de principe représentant le circuit de liquide caloporteur agencé entre un échangeur liquide/air de restitution d'énergie du type à ailettes et trois niveaux de quatre échangeurs air/liquide du type cyclonique agencés en parallèles ; 15 - la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un échangeur air/liquide du type cyclonique mis en oeuvre dans l'installation selon l'invention. EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTION 20 Le procédé de traitement de l'air refoulé par un séchoir à grains lors du processus de séchage du grain, ainsi que l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé sont adaptables à n'importe quel type de séchoir à grains. A titre d'application préférée mais non limitative, l'invention concerne, plus 25 particulièrement un procédé et une installation pour le traitement de l'air refoulé par un séchoir à grains du type séchoir bi-températures. En référence à la figure 1, ces types de séchoirs à grains (1) sont composés d'une colonne verticale (2) de séchage, de forme sensiblement parallélépipédique, destinée à recevoir par 30 son extrémité supérieure la masse de grains (3) à sécher et, destinée à évacuer par son extrémité inférieure la masse de grains (3) séchée. Cette colonne (2) est composée : - d'une zone de réserve (4) de grains humides, - d'une zone de séchage supérieure (5) à plus haute température de l'air comprenant une pluralité de cellules de séchage superposées (5') communiquant l'une avec l'autre et munies de parois latérales perforées, - d'une zone de séchage inférieure (6) à plus basse température de l'air comprenant une 5 pluralité de cellules de séchage superposées (6') communiquant l'une avec l'autre et munies de parois latérales perforées, -d'une zone de refroidissement (7) comprenant une cellule de séchage (7'). Le séchoir comprenant en outre de part et d'autre de la colonne : 10 - un couloir d'air froid inférieur (8) positionné en regard de la zone de refroidissement (7) dans lequel circule de l'air neuf extérieur, - un couloir d'air chaud inférieur (9) positionné en regard de la zone de séchage inférieure (6) et dans lequel circule de l'air neuf réchauffé, - un couloir d'air usé inférieur (10) dans lequel circule l'air provenant de la zone de 15 refroidissement et de la zone de séchage inférieure après avoir été filtré par un filtre (11), - un couloir d'air chaud supérieur (12) positionné en regard de la zone de séchage supérieure (5) dans lequel circule l'air provenant du couloir d'air chaud usé inférieur (10), 20 - un couloir d'air chaud usé supérieur (13) positionné en regard de la zone de séchage supérieure (5) dans lequel circule l'air provenant du couloir d'air chaud supérieur. Dans ce mode de réalisation, le couloir d'air chaud usé supérieur est divisé en autant de 25 compartiment (13') que ce cellules de séchage (5'), chaque compartiment communiquant avec un échangeur thermique (14) air/liquide du type cyclonique, destiné à réaliser un échange thermique entre l'air refoulé par les cellules de séchage présentes dans la zone de séchage supérieure, et un liquide caloporteur circulant dans l'échangeur. 30 Le séchoir est équipé d'un échangeur liquide/air (15) en particulier à ailette destiné à partager le même circuit de liquide caloporteur (16) que les échangeurs air/liquide du type cyclonique (14), et à réaliser un échange thermique entre ledit circuit de liquide caloporteur, et l'air (17) destiné à pénétrer dans la zone de séchage inferieure. De manière conventionnelle, le couloir d'air chaud inférieur est muni d'une série de brûleurs (26) pour chauffer l'air extérieur entrant, en combinaison avec l'échange thermique précité dans l'échangeur (15) pour réaliser l'opération de séchage proprement dite. Comme déjà dit, l'invention consiste à récupérer le flux d'air dans le couloir d'air chaud 5 usé supérieur (13) pour le traiter. A cet effet, le couloir (13) est réaménagé pour recevoir au moins un échangeur air/liquide (14) du type cyclonique. En référence à la figure 3 un échangeur air/liquide (14) du type cyclonique est un échangeur thermique constitué par exemple d'une cuve cylindrique (27) à l'intérieur de 10 laquelle est agencé au moins un échangeur tubulaire (18). Cet échangeur tubulaire (18) comprend, dans une forme de réalisation particulière, six serpentins tubulaires concentriques (19) disposés de manière contigüe, à proximité de la paroi interne de la cuve cylindrique (27) et autour d'une cheminée centrale (20) d'évacuation d'air débouchant en partie supérieure de ladite cuve (27). Chacun des serpentins (19) est connecté à son 15 extrémité supérieure et à son extrémité inférieure à un collecteur non représenté sur cette figure. Le collecteur inférieur assure l'alimentation de l'échangeur en liquide caloporteur, tandis que le collecteur supérieur assure l'évacuation dudit liquide caloporteur. Ainsi, dans l'échangeur air/liquide (14) du type cyclonique, le mouvement de l'air se fait à contre-courant de la circulation du liquide caloporteur entre les extrémités inférieures et 20 supérieures des serpentins (19). Les collecteurs inférieur et supérieur sont connectés à un circuit fermé de liquide caloporteur, qui sera décrit plus en détails dans la suite de la description. La cuve cylindrique (27) est en outre munie d'un caisson (23) d'entrée tangentielle de l'air, 25 au niveau de sa partie haute, et d'une pluralité de rampes (24) de pulvérisation d'eau. Lesdites rampes (24) de pulvérisation sont agencées d'une part dans le caisson (23) d'entrée tangentielle de l'air et d'autre part, autour de la cheminée centrale (20) et régulièrement sur toute la hauteur et la circonférence de la cuve (27). 30 La rampe (24) de pulvérisation se trouvant au sommet de la cuve (27) est apte à pulvériser de l'eau dans une direction verticale vers le bas. Les autres rampes (24) de pulvérisation, étant régulièrement réparties sur toute la hauteur et la circonférence de ladite cuve (27), sont aptes à pulvériser de l'eau dans une direction horizontale pour effectuer des opérations de lavage dudit échangeur air/liquide (14) du type cyclonique. 35 La cuve cylindrique (27) est munie à son point le plus bas d'un moyen d'écoulement (25) des condensats, par lequel les poussières et autres particules telles que les follicules sont évacuées.
La conformation spécifique de l'échangeur air/liquide (14) du type cyclonique permet de réaliser une condensation par refroidissement en contact à haute vitesse sur la surface d'échange froide. L'échangeur air/liquide (14) du type cyclonique permet également une captation des poussières et autres particules telles que des follicules, par effet choc et adhérence sur la surface humide condensée. La dépollution de l'air est optimale et est réalisée par séparation et évacuation par effet cyclonique centrifuge. Le flux des condensats produits et évacués permet un nettoyage en continu des parois internes des échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique. Cette efficacité est le résultat du phénomène de condensation intervenant grâce à la combinaison des six serpentins (19) de chaque échangeur tubulaire (18), lesquels serpentins (19) étant agencés de manière concentrique à la périphérie de l'échangeur, du mouvement cyclonique de l'air et du passage à contre-courant du liquide caloporteur de bas en haut et de l'air chargé en poussière et autres particules telles que des follicules de haut en bas.
L'action combinée du mouvement cyclonique de l'air et du ruissellement des condensats créée un lavage de l'air permettant l'élimination d'une très grande partie des poussières et autres particules telles que des follicules, et odeurs contenues dans l'air chaud et humide refoulé par un séchoir à grains (1).
L'échangeur air/liquide (14) du type cyclonique utilisé permet également un auto-nettoyage en rajoutant dans le circuit d'eau pulvérisée un produit de nettoyage. De cette manière, de l'eau nettoyante est pulvérisée par l'intermédiaire des rampes (24) de pulvérisation dans le flux de l'air et par conséquent sur les échangeurs tubulaires. Par cet effet, et également l'effet cyclonique de l'air, les serpentins (19) se trouvent nettoyés tout comme la paroi interne de la cuve cylindrique (27). Les condensats sont ensuite récupérés au point le plus bas de ladite cuve cylindrique (27). L'installation n'est pas limitée à ce type spécifique d'échangeur air/liquide (14) du type 35 cyclonique tel que décrit, mais s'étend à tout échangeur air/liquide (14) du type cyclonique apte à donner à l'air un mouvement cyclonique, tout en condensant celle-ci. L'effet centrifuge est essentiel pour une séparation optimale des poussières et autres particules telles que les follicules.
La figure 2 est un schéma de principe représentant le circuit de liquide caloporteur agencé entre un échangeur liquide/air de restitution d'énergie du type à ailettes et trois niveaux de quatre échangeurs air/liquide du type cyclonique agencés en parallèle. Le liquide caloporteur circule indépendamment entre chaque échangeur air/liquide (14) du type cyclonique et au moins un échangeur liquide/air (15) du type par exemple à ailettes. Ainsi les serpentins tubulaires concentriques (19) des échangeurs tubulaires (18) des échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique sont agencés en parallèles sur le circuit (16) de liquide caloporteur. L'échangeur liquide/air (15) de restitution d'énergie reçoit la somme des flux de liquide caloporteur provenant de chaque échangeur air/liquide (14) du type cyclonique. Plus précisément, l'extrémité inférieure des échangeurs tubulaires (18) de chaque échangeur air/liquide (14) du type cyclonique est connectée à un collecteur inférieur (21) destiné à assurer l'alimentation des échangeurs tubulaires (18) en liquide caloporteur provenant de l'échangeur liquide/air (15) de restitution d'énergie, et l'extrémité supérieur des échangeurs tubulaires (18) de chaque échangeur air/liquide (14) du type cyclonique est connectée à un collecteur supérieur (22) destiné à assurer l'évacuation du liquide caloporteur jusqu'à l'échangeur liquide/air (15) de restitution d'énergie.
La circulation du flux d'air par rapport à la circulation du liquide caloporteur se fait à contre courant pour réaliser un échange thermique optimal. Ainsi, les échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique sont agencés en parallèles par rapport au flux d'air et chacun reçoit de l'air, en pratique, d'une qualité différente en 30 termes de température et d'hygrométrie, et chaque échangeur air/liquide (14) rejette l'air à l'atmosphère. Une telle installation met alors en oeuvre un procédé de traitement de l'air refoulé par un séchoir à grains (1) lors du processus de séchage du grain, permettant un abattement des 35 poussières et autres particules émises, telles que les follicules, d'une façon fiable et économique du fait de la récupération de l'énergie.
Les débits d'air sortant de la zone de séchage supérieure (5) sont calculés en Nm3/h et peuvent être régulés par des moyens de régulation de débit (non représentés). Les débits d'air pénètrent alors dans chacun des échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique. Le piégeage des poussières, ainsi que la récupération d'énergie s'effectuent. En sortie desdits échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique, il peut être prévu de réaliser des prélèvements afin de vérifier le respect de la norme en vigueur sur le rejet de l'air vers l'atmosphère. En ce qui concerne le circuit (16) de liquide caloporteur, celui-ci se trouve être, dans une forme de réalisation préférée, de l'eau dite glycolée, circulant par l'intermédiaire d'une pompe, en circuit fermé, indépendamment entre chaque échangeurs air/liquide (14) de type cyclonique, et un échangeur liquide/air (15) du type à ailettes. De cette manière, les échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique refroidissent l'air en récupérant ses calories et réchauffent le liquide caloporteur en lui transférant lesdites calories. Cela entraine un gain énergétique. L'échangeur liquide/air (15) du type à ailettes permet de préchauffer de l'air destiné à entrer dans le séchoir (1), avant que cet air n'arrive au niveau de la première série de brûleurs (26), en restituant lesdites calories transférées au liquide caloporteur, audit air à préchauffer. Le circuit (16) est séparé en trois, en fonction du nombre de niveaux, afin que chaque échangeur soit alimenté indépendamment et dans les mêmes conditions. Un contrôle du débit peut être prévu. En ce qui concerne les circuits de condensats, avec l'échange thermique entre l'air refoulé par le séchoir à grain et le liquide caloporteur, la température de l'air refoulé au niveau des échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique est abaissée et l'air atteint sa température de rosée, c'est-à-dire celle ou l'humidité contenue dans l'air se condense. Les condensats sont récupérés et évacués gravitairement en continu dans un container prévu à cet effet. Les condensats se présentent ainsi sous forme d'eau issue de la condensation ainsi que de poussières et autres particules piégées dans l'échangeur air/liquide (14) du type cyclonique. Ces condensats prennent notamment la forme d'une boue liquide. Cette boue est ensuite récoltée en partie basse des échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique, notamment au point bas d'évacuation. Cette boue passe ensuite dans un crible rotatif. Un tamis sépare l'eau des poussières et autres particules. Ces poussières et autres particules sont évacuées dans une benne, tandis que l'eau est acheminée dans une ou plusieurs cuves de décantation successives. L'eau « propre » ainsi récupérée est acheminée par un circuit muni d'électrovannes vers les buses de lavage des rampes (24) permettant de réaliser le nettoyage des échangeurs air/liquide (14) du type cyclonique en addition avec de l'eau de lavage. En effet, les poussières et autres particules présentent dans les échangeurs air/liquide (14) 5 du type cyclonique peuvent colmater celui-ci et éventuellement créer une augmentation de la perte de charge et diminuer ainsi le rendement énergétique de l'installation. Un système de lavage est alors indispensable. Le lavage a l'eau en basse pression est très efficace à condition de bien répartir de façon homogène les buses de lavage. Le lavage doit être automatique et par fréquence courte pour ne pas diminuer le rendement énergétique. Le 10 lavage peut notamment être piloté via une temporisation/horloge, et le lavage des échangeurs air/liquide (14) se fait de préférence de manière successive. La récupération des condensats pour les opérations de lavage présente un intérêt triple. Premièrement l'eau ne génère pas un volume de condensats supérieur étant en circuit 15 fermé. Deuxièmement, l'eau des condensats étant chaude, le lavage s'effectuera avec de l'eau déjà chaude, réduisant ainsi la perte de rendement énergétique lié au lavage. Pour plus d'efficacité, les condensats et l'eau de lavage ne circulent pas, et ne sont ni stockés en contact avec le froid extérieur. Et, troisièmement, un tel fonctionnement n'engendre pas de consommation d'eau de ville ou de forage pour la fonction lavage, ce qui limite les coûts 20 d'utilisation. En fonctionnement, de l'air (17) préchauffé par l'échangeur (15) est chauffé dans le couloir d'air chaud inferieur (9) par les bruleurs (26) pour traverser ensuite les cellules de séchage (6'). En parallèle l'air froid neuf (17) alimente le couloir d'air froid inférieur (8) qui 25 traverse la cellule de refroidissement (7'). L'air usé provenant des cellules 6' et 7' est ensuite filtré par le filtre (11). Cet air est ensuite envoyé dans le couloir d'air chaud supérieur (12) où il est de nouveau réchauffé par une série de bruleurs (28). Cet air chaud traverse pour partie les cellules de séchage (5') pour déboucher dans les compartiments (13') du couloir d'air chaud usé non filtré supérieur (13 ). L'air chaud est ensuite repris 30 dans les échangeurs cycloniques (14). Dans ces échangeurs, l'air chaud est débarrassé de ses particules solides et échange dans le même temps ses calories avec le circuit de liquide caloporteur (16) circulant dans l'échangeur (15). L'air froid généré est ensuite évacué à l'extérieur par le biais de l'ouverture (29) située en sortie du couloir d'air usé supérieur propre. L'autre partie de l'air chaud présent dans le couloir d'air chaud supérieur (12) 35 traverse la cellule de stockage (4) de grains humides. En effet, dans cet exemple particulier, les caractéristiques de température et d'hygrométrie de l'air à ce niveau ne justifient pas la mise en oeuvre d'un échangeur cyclonique supplémentaire. L'air provenant de la cellule (4) est ainsi évacué par l'ouverture (29). Comme le montre la figure 1, le compartiment situé au-dessus du dernier compartiment (13') en haut du séchoir est équipé d'un clapet de décharge (30) qui permet d'éviter la mise en pression du séchoir dans l'hypothèse d'une défaillance des échangeurs thermiques air/liquide (14) du type cyclonique. Il n'y a donc pas de risque de détérioration du séchoir. L'encrassement et la maintenance sur le système de traitement d'air sont limités.
Comme il ressort de ce qui précède, l'invention fournit ainsi un procédé de traitement de l'air refoulé par un séchoir à grains lors du processus de séchage du grain, une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé et un séchoir à grains (1) équipé d'une telle installation permettant de limiter les nuisances au regard du voisinage par rapport au refoulement de poussières et autres particules. L'invention permet également de limiter les potentielles nuisances olfactives. L'invention permet notamment le respect de la réglementation en vigueur ICPE soumises à autorisation. L'invention permet en outre de limiter les coûts d'investissement, l'entretien et/ou les problématiques éventuelles liées aux filtres à poche ou rotatifs. Elle permet notamment une réduction des coûts énergétiques liés au séchage en limitant la consommation en énergie alimentant les brûleurs du séchoir. L'invention permet enfin d'être plus économique et de mieux respecter l'environnement par rapport aux homologues de la technique actuelle, notamment en termes d'émission de CO2 par exemple et de taxations s'y afférant. L'invention donne une entière satisfaction.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement de l'air chaud humide refoulé par un séchoir à grains à l'issue du séchage desdits grains par chauffage d'air froid provenant de l'extérieur, ledit air chaud 5 humide présentant différents niveaux de température et étant chargé en particules et composants volatiles condensables, le procédé comprend les étapes suivantes - récupérer Pair chaud à au moins un niveau de température, - transférer les calories dudit air chaud à un liquide caloporteur, de manière à condenser l'humidité et/ou les composants volatiles, 10 - séparer puis récolter les condensats et particules, - rejeter l'air séché et déchargé des particules et composants volatiles condensables à l'atmosphère, - chauffer l'air froid destiné au séchage des grains au moyen des calories transférées au liquide caloporteur. 15
  2. 2. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à séparer les particules des condensats.
  3. 3. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 2, 20 caractérisée en ce qu'elle comprend : - au moins un échangeur thermique air/liquide (14) du type cyclonique, destiné à réaliser un échange thermique entre l'air chaud refoulé à au moins un niveau de température par ledit séchoir à grains (1) lors du processus de séchage du grain, et un circuit (16) de liquide caloporteur, l'échangeur thermique air/liquide (14) du type 25 cyclonique comprenant avantageusement une cuve cylindrique (27), munie d'un caisson (23) d'entrée tangentielle de l'air, et renfermant au moins un échangeur tubulaire (18) sous la forme d'au moins un serpentin (19) connecté à ses deux extrémités à un circuit (16) de liquide caloporteur, et agencé de manière coaxiale autour d'une cheminée centrale (20) d'évacuation de l'air, débouchant en partie 30 supérieure de ladite cuve (27), - un échangeur liquide/air (15) destiné à partager le même circuit (16) de liquide caloporteur que l'échangeur air/liquide (14) du type cyclonique, et à réaliser un échange thermique entre ledit circuit (16) de liquide caloporteur, et l'air froid destiné à pénétrer dans le séchoir à grains pour le processus de séchage du grain (1). 35
  4. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle contient au moins deux échangeurs air/liquide du type cyclonique (14) montés en parallèle pour un niveau de température donné.
  5. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les échangeurs thermiques air/liquide du type cyclonique sont montés en parallèle d'un niveau à l'autre.
  6. 6. Installation selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un seul échangeur liquide/air (15) alimenté par un circuit de liquide caloporteur (16) commun 10 à chaque échangeur thermique air/liquide du type cyclonique.
  7. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que, l'échangeur liquide/air (16) est un échangeur de restitution d'énergie du type à ailettes. 15
  8. 8. Séchoir à grains équipé de l'installation selon l'une des revendications 3 à 7.
  9. 9. Séchoir à grains selon la revendication 8, du type comprenant une colonne verticale de séchage comprenant une pluralité de cellules de séchage superposées communiquant l'une avec l'autre et munies de parois latérales perforées, la colonne étant apte à recevoir par son 20 extrémité supérieure la masse de grains (3) à sécher et à évacuer, par son extrémité inférieure, la masse de grains séchée, ladite colonne comprenant successivement en partant du sommet dudit séchoir, au moins - une zone de réserve de grains humides (4), - une zone de séchage supérieure à plus haute température d'air (5), 25 - une zone de séchage inférieure à plus basse température d'air (6), - une zone de refroidissement (7), ledit séchoir comprenant en outre un couloir d'air froid inférieur (8) positionné en regard de la zone de refroidissement (7) dans lequel circule de l'air neuf extérieur (17), 30 un couloir d'air chaud inférieur (9) positionné en regard de la zone de séchage inférieure (6) et dans lequel circule de l'air neuf (17) réchauffé, un couloir d'air chaud usé inférieur (10) dans lequel circule l'air provenant de la zone de refroidissement (7) et de la zone de séchage inférieure (6),un couloir d'air chaud supérieur (12) positionné en regard de la zone de séchage supérieure (5) dans lequel circule l'air provenant du couloir d'air chaud usé inférieur (10), un couloir d'air chaud usé supérieur (13) positionné en regard de la zone de séchage supérieure (5) dans lequel circule l'air provenant du couloir d'air chaud supérieur (12), caractérisé en ce que : - le couloir d'air chaud usé supérieur (13) est divisé en autant de compartiments (13') que de cellules de séchage (5'), au moins un compartiment (13') communiquant avec au moins un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique (14), destiné à réaliser un échange thermique entre l'air refoulé par la cellule de séchage présente dans la zone de séchage supérieure via le compartiment, et un circuit de liquide caloporteur (16), l'échangeur thermique air/liquide du type cyclonique (14) comprenant avantageusement une cuve cylindrique (27), munie d'un caisson d'entrée tangentielle de l'air (23), et renfermant au moins un échangeur tubulaire (18) sous la forme d'au moins un serpentin (19) connecté à ses deux extrémités à un circuit de liquide caloporteur (16), et agencé de manière coaxiale autour d'une cheminée centrale (20) d'évacuation de l'air, débouchant en partie supérieure de ladite cuve (27), - ledit séchoir (1) comprend en outre un échangeur liquide/air (15) destiné à partager le 20 même circuit de liquide caloporteur (16) que le ou les échangeurs air/liquide du type cyclonique (14), et à réaliser un échange thermique entre ledit circuit de liquide caloporteur (16) et l'air destiné à pénétrer dans le couloir d'air chaud inferieur.
  10. 10/ Séchoir selon la, revendication 9, caractérisé en ce que lorsque qu'un compartiment 25 (13') constitutif du couloir d'air chaud usé supérieur communique avec plus d'un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique (14), les échangeurs sont montés en parallèle.
  11. 11/ Séchoir selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que lorsque deux 30 compartiments (13') communiquent chacun avec un échangeur thermique air/liquide du type cyclonique (14), les échangeurs sont montés en parallèle d'un étage à l'autre.
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