BE563034A - - Google Patents

Description

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   L'invention, est relative à un procédé pour effectuer   l'échan-   ge de chaleur entre   uh   agent gazeux et une matière à l'état pul- vérisé   ou..granulaire,   aussi'bien pour le réchauffage quepour le refroidissement. 



   L'échange de chaleur do'it être effectué de façon que la matiè- re à l'état pulvérisé ou granulaire se trouve en suspension dans l'agent   gazeux,   ces deux substances devant être animées d'un mou- vement relatif l'une par rapport à   l'autre.     On   connaît déjà des   pro-'   cédés effectuant les échanges de chaleur,   où,par   exemple la matiè- re à l'état pulvérulent est projeté dans l'agent   gazeux,   des fontai- nes de pulvérisé s'élevant et s'abaissant dans :

  La chambre à gaz et l'échange de chaleur s'accomplissant   ainsi.   Dans les échangeurs de chaleur qui fonctionnent' suivant le principe de la fontaine 11 s'a- git le plus souvent d'un échangeur à courants parallèles ou dans beaucoup de cas, d'un échangeur à courants transversaux. 

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   Dans un procédé connu le gaz parcourt plusieurs étages de cy- clones, tandis que le poussier ou la matière pulvérulente parcourt également   les,cyclones   mais en sens contraire du courant-de-gaz, le poussier etant séparé dans un cyclone et introduit aussitôt dans la   conduite     .démenée   du gaz du cyclone suivant.

   Pour l'échange de chaleur suivant le principe des cyclones le système des courants parallèlesest notoire et l'on ne parvient que par le montage en série de plusieurs étages de cyclone.à obtenir si ce n'est même      que très incomplètement un succédané au procédé dés   contre.-courants,   
Les procédés connus ont tous   une,   grande difficulté à déplacer les matières à :L'état de fine poussière à rencontre du courant des gaz afin de donner lieu à un véritable contre-courant qui consti- tue la condition préalable la plus importante pour le rendement de l'échangeur de chaleur. 



   Le procédé qui fait l'objet de la   présente!invention   réalise le principe du contre-courant et possède en dehors du rendement élevé du contre-courant d'autres.avantages importants tels que par exemple la simplicité et le coût   peu élevé'de..sa construction   de même que son faible encombrement et sa consommation réduite de   for-'   ce motrice. 



   L'invention consiste à faire passer très lentement de bas en gazeux haut un agent/dans une   chambre   creuse verticale ou inclinée, de forme cylindrique par exemple, dont le diamètre diminue par degrés,, tandis qu'on y introduit par l'extrémité opposée,   c'est-à-dire   par le   haut.. la   matière pulvérisée ou le poussier. 



   Des essais ont montré que si l'on emploie une matière à l'état de poussier, d'une grandeur granulaire déterminée, c'est-à-dire d'une finesse équivalente à celle nécessaire à la production du ci- ment   Portlang,   le mouvement en contre-courant du gaz et du poussier ne peut être réalisé que si l'on conduit les gaz à l'encontre du poussier dans la couche limite qui se forme sur la paroi. 



   Dès lors, pour utiliser aux fins de la transmission de chaleur la grande efficacité du tourbillonnement des gaz et de la matière pulvérulente les deux mouvements sont exécutés suivant l'invention, 

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 dans un seul et même corps creux. Le mouvemnetde la matière pulvé- rulente dans la couche limite à l'encontre du courant gazeux et le tourbillonnement du gaz avec la matière pulvérulente ou le poussier se suivent   aussi   souvent que l'exige l'opération. De cette manière on obtient une sorte de procédé à pas de pèlerin.

   La matière pulvé- rulente ,se .déplace dans la couche limite en sens inverse du gaz, se dégage de nouveau de la paroi pour se mélanger au gaz, la   matiè-   re pulvérulente se laissant devancer de cette façon'pour ainsi di- re d'un "demi pas" pour se déplacer ensuite de nouveau   .d'un   "pas entier ' dans la   couche ,:Limite   à   rencontré   du gaz.. , ; ; 
Dés essais .ont montré que' dans un tel'procédé ]-'échange de cha- leur par contre-courant atteint toute son efficacité. Par contre, le procédé connu où l'échange de chaleur se fait'par degrés dans des cyclones montés en série l'un derrière l'autre, offre l'inconvénient d'effectuer l'échange de chaleur dans chacun des étages en courants parallèles et d'avoir par conséquent un mauvais rendement.

   En outre; les procédés connus sont   compliqués, exigent  de grandes dépenses en raison de la hauteur de la construction, de rétablissement des con-   duites,   des écluses à poussiers des charpentes de support, etc. La dépense d'énergie atteint au moins le'double de celle du procédé suivant l'invention. Celui-ci permet en outre de réaliser une écono- mie considérable de'chaleur. 



   Le dispositif qui sert à réaliser'le procédé se compose en 'or- dre principal d'un seul cylindre, disposé par exemple verticalement dont le'diamètre décroit par degrés de bas en haut et qui est ma-   çonné   dans sa partie inférieure ou sur toute sa hauteur, ou encore est pourvu suivant la température atteinte lorsde Il'change de cha leur d'un   isolement   intérieur ou extérieur. 



   Le fonctionnement e,t l'établissement de l'installation ressor- tiront du dessin annexé. 



   Le poussier ou la matière pulvérulente est introduit en 1 et est dispersé,sous forme de voile ou de nappe dans le courant de gaz par un plateau centrifuge rotatif 2. La matière tombe par ruis- 5   llement   en partie dans la cuve ou tour et est entrainée en par- tie ou en totalité par le courant gazeux et précipitée dans le cy- 

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 clone annulaire 3, établi sous forme de couronne, et est introduite de nouveau dans le courant de gaz par les goulottes   4.   Les goulot- tes 4 du cyclone 3 s'ouvrent par exemple ici au-dessus d'un second plateau centrifuge ? au moyen duquel la matière pulvérulente dis- persée sous forme de nappe est à nouveau entrainée dans le courant de gaz.

   Il se produit ainsi un tourbillon bien efficace et "comman- dé" de 'matière et de gaz dans la partie supérieure cylindrique de l'échangeur de chaleur 6. En dessous du voile ou de la 'nappe, de ma- tière, au-dessus de la conduite 7 une petite proportion 'de gaz est      insufflée tangentiellement à une très grande vitesse ce'qui' a pour effet d'imprimer un mouvement de rotation à la'colonne de gaz ascen- dante. Il en résulte que la matière pulvérulente se dégage de nou- veau du tourbillon et se dépose sur la. paroi pour sêcouler le long de celle-ci de haut en bas suivant un mouvement hélicoïdal dans le second cylindre d'échange de chaleur 8.      



   A l'endroit où se fait la transition dans la seconde partie   cylindrique-8   ilse   -produit   naturellement   un'nouveau   tourbillonne- ment de gaz et de matière, la couché limite de'matière pulvérulen- te se"vissant" dans la chambre de gaz 8. On obtient ainsi un neuve] effet d'échange de chaleur très efficace. La conduite 9 raccordée tangentiellement amène une petite proportion de gaz à une grande . vitesse 'dans-la   chambre   8, de telle sorte un nouveau-mouvement de      rotation fait passer la matière pulvérulente dans l'espace 10, où le jeu se répète. On pourrait, ,si c'est néces'saire, compléter le corps creux cylindrique par d'autres étages.

   La matière réchauf- fée ou refroidie est évacuée de la partie ,inférieure de la chambre 10 ou est envoyée - comme c'est représenté sur le dessin - dans un four rotatif 12, dont les gaz d'échappement servent au traitement calorifique de la matière pulvérulente du four. La quantité de gaz qui amenée par les conduites 7,9 et 11 sert à la production du mou- vement giratoire peut être envoyée à l'aide d'une soufflerie 13. 



  Cette soufflerie peut prélever ces gaz à la soufflerie 14 des .gaz d'échappement, par la conduite 15. 



   On peut encore concevoir d'autres combinaisons. Par exemple, 

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 les conduites qui engendrent le mouvement giretoire peuvent être raccordées chacune indépendamment à une   soufflerie propre   qui pré-   levé   le courant de gazpartiel au courant de gaz principal en un endroit   appropria Ainsi   le courant partiel peut être prélevé par   exemple.dans'le     voisinage   du point de réintroduction lorsqu'on   ajou-   te de   l'importance   à ce que le gaz dû-courant principal et le gaz du courant partiel aient la   même   température.

   Pour le bilan thermi- que la température du gaz du courant-partiel n'a pas une' importance        spéciale,   car le courant partiel peut ne représenter qu'un faible pourcentage du   courant   principal.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S.

   1. Procédé pour l'échange de chaleur entre une matière pulvé- rulente ou granulaire et un agent gazeux dans une cuve ou une tour essentiellement cylindrique, disposée verticalement et à laquelle la matière est amenée à la partie supérieure et est enlevée à la partie inférieure après'le traitement thermoique, tandis.que le gaz pénètre à la partie inférieure et s'échappe à la partie supérieure, caractérisé en ce que des mouvements de rotation sont imprimés par degrés au courant de gaz ascendant et'en ce que la vitesse du cou- rant de gaz est déterminée de telle façon que la matière, se concen trant graduellement,

   est''maintenue à l'état de suspensionpour glis- ser ensuite lentement par degrés sous l'action de la pesanteur dans la couche limite qui se forme sur la paroi, 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière entraînée au milieu de la tour par les gaz ascendants est recueillie dans dos cyclones ou leurs équivalents, montés en sé- rie, et réintroduite dans la tour, de préférence, en un endroit de celle-ci ayant la température atteinte dans l'intervalle.

   3.Echangeur de chaleur établi sous forme de tour pour l'exécu- tion du procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que son diamètre augmente de haut en bas graduellement, pour òr-, mer par exemple un corps conique de toile sorte que ;La,vitesse des gaz dans la direction ascendante est la plus faible à la partie inférieure. <Desc/Clms Page number 6>

   4 Echangeur de chaleur en forme de tour suivant la revendica- tion 3, caractérisé en ce que chaque gradin ou étage (6,8,10) se rétrécît sous forme de cône à la partie inférieure, de telle sorte que la matière tombante se concentre dans l'étage suivant dans la direction.descendante et est soumise à nouveau à l'action des gaz tourbillonnants.

   5. Echangeur de chaleur en forme de tour suivant les revendi- cations 3 et 4, caractérisé en ce qu'une ouverture tangentielle est prévue de préférence pour chaque étage en vue de l'introduction d'une faible quantité de gaz à une grande-vitesse pour la -production du mouvement giratoire. , 6. Echangeur de chaleur en forme de tour suivant les revendi- cations 3 et 4, caractérisé par des moyens mécaniques connus pour provoquer le mouvement giratoire.

   7. Echangeur de chaleur en forme de tour, suivant les reven- dications 3 à 6, caractérisé en ce que la soufflerie des gaz d'é- chappement (14) montée derrière les cyclones est pourvue à la péri- EMI6.1 phérie de son enveloppe d'unc1ispositif 'de, racla,ge,,:semblable à- ceux employés dans les installations de ta@isage, pour le courant en bor- dure relativement concentré en matières pulvérulentes et en ce que ce courant de bordure est éventuellement envoyé par une autre souf- flerie (13) dans ,la. tour pour y provoquer le mouvement giratoire.

   8. Echangeur de chaleur en forme'de tour suivant les revend!-' cations 5 et 7, caractérisé en ce que'la conduite de refoulement de la seconde soufflerie (13) est raccordée à des branchements (7,9,11) de telle façon que par suite de-l'action séparatrice de la soufflerie (13), le branchement (7) qui entraîne les particules de matière pulvérulente relativement les plus grosses sont raccor- dées à l'étage partiel (6) le plus haut, et en ce que :Le branche- nent (11) qui entraîne'les particules les plus petites est raccordé à l'étage partiel le plus bas (10) fonctionnant à la plus faible vi- tesse du courant.