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" Perfectionnements apportés aux procéda et appareils de fluidification d'agrégate. "
La présente invention a trait à un procédé pour flui- difier les matériaux en forme d'agrégat, tels que fres de charbons tout-venant, pierres de carrière et minerais, dans le but d'en éliminer lea poussières et les fine% particules grnulaires, et aussi à un appareil de fluidification pour la mixe en oeuvre de ce procédé.
Lorsqu'un matériau en forme d'agrégate a une teneur en humidité superficielle trop élevée pour permettre un tamisage à sec ou une classification ou un triage pneumatique, il est connu de fluidifier une oouohe ou un lit de ce matériau à l'aide d'air chauffé, dans le but de sécher le matériau suffisamment pour en séparer par décantation les poussières et lee fines particules granulaires. Cependant, un tel procédé aérait la cause d'un gaspillage considérable d'énergie ai les matériaux plus grossiers
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étaient ultérieurement soumis à. un traitement humide, attendu que l'on utiliserait de la chaleur inutilement pour le séchage de ces matériaux plus grossiers.
Par conséquent, l'un des buta de la présente invention consiste à prévoir un procédé perfectionne pour fluidifier des matériaux formant agrégat, ayant une certaine teneur en humidité superficielle, ainsi qu'un appareil a' fluidifier de type perfec- tionné qui permet de séparer économiquement les poussières et les fines particules granulaires des matériaux plus grossiers,.sons sécher ces dernière.
Suivant un premier aspect de la présente invention, il est prévu un procédé pour fluidifier un matériau formant agrégat, qui possède une teneur en humidité superficielle, ce procédé oon- sistant à fluidifier le matériau formant agrégat à l'aide d'air à une température insuffisante pour en séparer les poussières et les fines particules granulairea, et à introduire de l'air complé- mentaire au-dessus du lit fluidifié afin de maintenir au-deseus de ce lit fluidifié des conditions de température et d'humidité tel- les que les poussières et petites particules granulaire. se sépé- rant de l'agrégat et tachent.
Suivant un autre aspect de la présente invention il est prévu un appareil de fluidifioation qui oomprend uno chambre de fluidification proprement dite qui oomporte un dispositif d'admis. lion dans la paroi qui on constitue le fond pour 1'entrée de l'air de fluidification, afin de permettra la formation d'une oouohe ou d'un lit fluidifié dans la partie intérieure de cette chambre, ainsi que des dispositifspermettant l'introduction d'air chauffé dans la chambre, au-dessus de l'emplacement du lit précité.
Ces deux aspects de l'invention, ainsi que d'autres encore, seront maintenant décrits à titre d'exemple en se réfé- rant au dessin annexé, sur lequel :
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la figure 1 montre sohématiouomont en élévation verts- ac!le un appareil da fluidification suivant l'invention ; la figure 2 montre schématiquement une variante de réa- lisai ton d'un ooUloirà'alimentation, et la figure 3 montre une vue analogue à la figure 1 mais relative à une partie de l'appareil, afin de montrer une variante de réalisation de la plaque de répartition de l'air.
Si l'on ce reporte tout d'abord à la figure 1, on voit que l'appareil comprend une enceinte rectangulaire des ignée dans
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Ilenaemble par le chiffre de référence 1 et divisée en deux eom- pt1ment8 epeot1voment supérieur 2 et inférieur 3p le oompar- t1mnt supérieur oeinpreriant une chambre de 01,luîdification alors que le oompQl't1!ùent inférieur oOl!1pX'end une boîte à vent ou chambre soufflage positif, oen deux ohEnabroa étant séparées par une plaque perferée 4 de distribution ou répartition do l'air.
La chambre de fluidifiea.tion 2 comporte un couloir d'lll1montntion S situe vers la partie lupériouro d'une de De parois d'extrémité, pour l'admission du matériau formant agrégat ! une tubulure de sortie 6 pour la matière qui n'a pas été séparée par décantation dans la chambre 2, et enfin une tubulure de sortie 7 pour la ma- tière séparés. Cette tubulure do sortie 7 peut être reliée par une gaine 8 à un épurateur du type cyclone (non représenté), La boîte à vent 3 possède une entrée d'air 9.
La plaque 4 a été représentée schématiquement sur la figure 1 et il est évident qu'elle peut être disposée horizonta- lement ou bien inclinée par rapport à l'horizontale, ou à gradins; elle peut aussi se composer d'une plaque métallique ou Btre d'une construction plus compliquée, à base de métal ou de matériaux réfractaires muni. de passages ou pourvue de tuyères pour permet- tre le passage de l'air dans une direction ascendante, selon un mode contrôlé, à partir de la botte à vent 3.
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Une série de d1spOB1t1f agitateur! rotatifs 10 portant des tiges 11 sont agencez dans la partie inférieure de la chambre 2 pour opérer à l'intérieur .d'un lit ou couche 12 de matériau flui- difié porté par la plaque 4, la limite supérieure de ce lit 12 fluidifiée étant indiquée par le trait mixte 13, Il est évident qu'un déversoir de trop-plein (non représenté) peut être aménagé dans la chambre 2, près de la sortie 6, pour maintenir le lit 12
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n l'épai8Qour d6airso, qui peut être par exemple de l'ordre de 30 à 55 cm. environ.
Un certain nombre de buses de soufflage d'air chaud 14
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nont disposées le long den parois latérales en des peints placée de fagon à permettre le soufflage d'air chaud dans la chambre au- depous de Ileraplaceraont occupa par le lit. Dans la pratique, ces buses peuvent 8tre asonoéoi ù en7iron 15 cm, au-detoum de la limez te supérieure du lit, lorsque celui-ci a une Ó1.oeur de l'ocre de 30 à erg.# et ellon peuvent Stre ori6nt601 de ta90n à d1riQ ger l'air chaud golt hor1ontalement dans la chambre, soit vers le bas en direction de la surface supérieure du lit.
Pendant le fonctionnement de l'appareil, le matériau formant agrégat, dont la teneur en humidité est par exemple do l'ordre de 5% à 7%, est introduit dans l'appareil par le couloir d'alimentation 5, tandis que de l'air à. la température ambiante est soufflé à travers la conduite d'admission 9 pour pénétrer
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dan$ la botte à vent 3 et remonter a travera la plaque perforée 4, afin de former le lit fluidifié 12 de ce matériau.
Pour contribuer à maintenir ce lit à l'état fluidifié, on fait tourner les diapo- sitifs agitateurs 10 à grande vitesse. De l'air chaud est soufflé
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dans la chambre do fluidifioation 8 à travers loa bueea 14, col- les-ci étant disposées de préférence de façon à diriger l'air vert le bas, pour qu'il frappe la partie-supérieure du lit.
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son donnant des tapeurs proportionnelle)! adéquates aux paramètrel télé que débit d'air et température de l'air, par rapport à la nature do l'agrégat et à sa teneur en eau, on a
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constaté que la séparation par décantation den pouanibres et fines particules peut être réalisée d'une façon satisfaisante sans tou- tofoia soumettre le matériau plue grossier, qui rente dans le lit
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12, à un degré inutile de aéohage. Il eak dono évident qu'en adop- tant cette disposition, il faut beaucoup moina de chaleur que s'il fallait compter uniquement sur l'air traversant de baa en haut la plaque 4.
Si l'on se reporte maintenant à la figure 2, on y voit une variante de réalisation du couloir d'alimentation 5 dont le fond eat muni d'une série do volet. à recouvrement 16, le long desquels l'agrégat descend, ces volets étant placée à recouvrement et dana une position inclinée do plua do 45 par rapport à l'hori-
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zontale, leur éoartement relatif étant par exemple de 6 à 7 mm. L'intervalle laissé au-desaous de ces voleta constitue une botte à vont supplémentaire 17 dont l'alimentation on air s'effectue grâce à une conduite 18.
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Dans cette di.apoai t ion il ont clair que les buco* 14 de soufflage d'air que montre la figure 1 mont supprimdes ot que l'air chaud n6oooeaire est introduit dans la chambre 2 en même tempe que l'agrégat. Cela permet à'>ffoo%u6n au moine partielle- ment la séparation efficace don pOUB81re8 et fines particules au. deaaua du lit la pendant la chute libre de l'agrégat sur ce lit.
Bien que la disposition représentés figure 2 se soit révélée
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particulièrement avantageuse, il est évident que l'air chauffé pourrait Stre introduit directement dans un couloir à parois plei-
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nes du type représenté figure 1. En outre, dans un cas oomma dan* l'autre on peut agencer le couloir d'alimentation de façon qu'il
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introduite l'agrégat dans la chambre on d'autre))) pointa répartis tout autour de celle-ci, voire même ä travers le plafond de la chambre.
Dans toute. les disposition. envisagées ci-dessus on a- pu constater qu'aveo certain* matériaux il était souhaitable de réaliser un effet de séchage partiel à l'aide de l'air traversant @
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la oouohe 12 ; dans ce but, l'air ouf fie a travera la boîte à vent 3 peut être de l'air ohaud, bien que son chauffage ne soit pas oussé suffisamment pour produire la séparation par décanta-
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tion des poussières et fines pirticules.
On estime que l'efficacité du procédé suivant l'inven- tion peut être attribuée à la diminution de la viscosité de la couche d'eau qui se trouve entre les particules de poussière et les éléments plus grossiers de l'agrégat, plut8t qu'à l'évapora-
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tion de cette eau, telle qubnl'obtiendrait par un-prooddé direct de séchage, Eventuellement, dans le but de diminuer sensiblement l'évaporation inutile de l'eau, on peut saturer l'air qui traverse la boite a vent 3 à la température de la couche fluidifiée 12,
en ajoutant une faible quantité de vapeur ou en assurant la re-cir- culation d'une partie des gaz expulsa ( qui oontiennent les par-
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t10ulel 06par6en) aprf,4q que l'on a extrait loo particules réparées !on pauaai8xea et autres fin* particules évacuées par la tubulure de a ortie 7 peuvent 8tre recueillies par tout diepowi- tînt approprie, par exemple en utilisant un 4puràiour à oyolone, ainsi qu'il a été suggéré plus haut, ou bien des ohambrea à chï. caneui des fiittea ou duratours divers. Par conséquent.
Ion fine% réoupérécs peuvent être mines au rebut, utilisée en tant que produit distinct, soumise% à un traitement ultérieur, au encore, s'il y a lieu, mélangées avec une partie ou la totalité du maté- riau plue gro$bier aprés que celui-oî a été traité partieliccmnt
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ou on totalité poux satisfaire à des exigences commeraiales, Le matériau plus grossie? sortant de la tubulure de sortie peut être soumis à un traitement ultérieur à l'aide d'air froid, dans un compartiment ou zone distinct (non représenté), avant de 1'évacuer de l'appareil.
Dans des conditions normale)) de travail, les fines sé- paréos par l'appareil aurant une dimension inférieure à 5 mm. mais en modifiant la quantité d'air que l'on fait passer a travera la plaque perforée 4 selon tout mode oonnu, la séparation peut tour. nir des fines plus grossières ou plus réduites que la dimension indiquée. exemple
La mine en oeuvre du procédé peut être démontrée par les chiffres ci-après, relevés au cours d'une exploitation conti- nue d'une petite installation-prototype sensiblement du type re- présenté figure 1 maie dans laquellel'air était introduit do la façon indiquée figure 2.
Le matériau traité était composé de fine* de charbon d'un calibre allant de 20 mm. à 0 mm., dont environ 25% était d'un calibre inférieur à 0,5mm. On l'a introduit on oontinu dan. l'ap- pareil, au taux d'environ 1 tonne/heure, et l'on a utilisé de l'air à la température ambiante, avec un débit de 8,5 à 10 m3/mn, pour .fluidifier le lit.
On a introduit de l'air chaud dans la ,,partie mun16 do voleta à un taux d'environ 5 m3/Mn. et à une tem- pérature comprise entre 80 et 90 C
Environ 20% du matériau introduit ont été séparés. et recueillis dans le cyclone, ces 20 % étant composé, presquo en totalité de fines d'un calibre inférieur à 0,5 mm.
Les 80% res- tante ont été évacuée du lit à l'état froid et non-séchée. les chiffre* suivante ont également été enregistrés:
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<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> superficielle
<tb>
<tb> du <SEP> produit <SEP> introduit <SEP> , <SEP> .. <SEP> ... <SEP> ... <SEP> 8,3%
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> superficielle
<tb>
<tb> du <SEP> lit <SEP> à <SEP> l'évacuation <SEP> 7,1%
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> superficielle
<tb>
<tb> du <SEP> produit <SEP> 'du <SEP> séparateur <SEP> cyclone <SEP> ....4,5% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> lit <SEP> à. <SEP> l'évacuation <SEP> ...
<SEP> 25 C
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> produit <SEP> du <SEP> cyclone <SEP> 40 C
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La figure 3 du dessin annexe montre une variante de réalisation dans laquelle la plaque de distribution ou de répar- tition 4 oomporte une série de barres à section elliptique 15 dont une sur deux a son grand axe perpendiculaire au grand axe des barres adjacentes, oeo barres pouvant tourner ensemble dans le même tenu et à la même vitesse (dans le sens des aiguille% d'une montre on regardant la figure 3).
Cette disposition permet d'ap- pliquer une agitation au matériau en ;forme d'agrégat qui forme le lit fluidifie, et oontribue à apurer le déplacement dois plue gros morceaux du matériau plus grossier vers la tubulure d'évacuation 6, La disposition que montre la figure 3 est analogue à celle utilisée dans une trieuse a cylindres excentrée, saut que la vitesse asone- tionnelle de l'air provenant de la boite à vent 3 empêche toute chute de matériau à travers les barres,
Il est évidentque l'agitation du lit 12 tant par la disposition de la figure 3 que par celle de la figure 1 augmente très sensiblement la violenoe du mouvement effectue par les parti.
ouleo dana le lit et évite d'avoir à utiliser des vitesseranorma- lement élevées pour la circulation de l'air. En outre, cela permet d'obtenir une fluidifioation satisfaisante avec des matériaux ou agrégats comportant une proportion de particules soit trop grandes, soit trop densen po.ur être maintenues à l'état fluidifie par le
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seul écoulement d'air, Sans agitation, ces particules tomberaient au fond du lit ; elles ne seraient pas entraîinée avec le* autre* matériaux et finiraient par obturer la plaque 4, ce qui rendrait statique la totalité du lit.
Bien qu'il soit envisagé que la présente invention soit appliquée le plus souvent à un matériau en forme d'agrégat dont la teneur en humidité superficielle voit intérieure à 10 %, il cet bien entendu qu'elle pourrait aussi bien N'appliquer à d'autres matériaux possédant une plus forte teneur en humidité superficiel- le.