BE830200A - Separateur a air en lit fluidise - Google Patents

Description

  "Séparateur à air en lit fluidisé" La présente invention concerne un séparateur à air

  
en lit fluidisé pour séparer un produit en vrac en plusieurs fractions,

  
avec au moins deux chambres ventilées au travers d'un plancher poreux, ces chambres possédant checune un soutirage pour une fraction de produit et étant reliées ensemble par une liaison guidant le produit.

  
A partir de la demande de brevet publiée de la République Fédérale d'Allemagne n[deg.] 1.533.558, on connaît par exemple un séparateur à

  
air à lit fluidisé qui présente une chambre à lit fluidisé relativement étroite et très longue avec une chambre de séparation relativement haute au-dessus de la couche fluidisée. Au plafond de. l'espace de séparation de

  
la chambre à lit fluidisé, on a prévu plusieurs tubulures qui mènent au moins à un séparateur à cyclone. Eventuellement, la chambre à lit fluidisé peut être encore séparée dans sa longueur par une paroi transversale, afin d'éviter une sorte de mouvement de retour des particules de produit fin maintenues en suspension dans l'espace de séparation; chaque espace de séparation partiel est ensuite associé à un cyclone particulier. Au travers du plancher poreux de cette chambre à lit fluidisé, on introduit de l'air

  
de fluidisation produit par un ventilateur, par l'intermédiaire d'un espace qui est séparé en plusieurs chambres à air partielles par des parois obliques. Avec cette forme de réalisation relativement coûteuse, on ne peut retirer du produit en vrac introduit que des particules de produit relativement fines qui sont ensuite rassemblées en dessous du ou des cyclones. Avec cette chambre à lit fluidisé, on ne peut donc traiter que des produits en vrac

  
dont on doit séparer des particules très différentes en grosseur de grain ou en épaisseur. Des difficultés se produisent surtout quand le produit en vrac à séparer possède une répartition de grosseur de grain continue.

  
 <EMI ID=1.1> 

  
une fraction grossière et une fraction fine, alors que les particules de poussière sont amenées avec l'air de fluidisation à un cyclone où elles sont séparées. Le séparateur à lit fluidisé peut être séparé par une paroi en deux chambres, et l'on peut tirer de la première chambre le produit le plus fin, et de l'autre le produit le plus grossier, à l'aide d'un déversoir de surface en face du niveau du produit; la paroi de séparation prévue entre les deux chambres laisse toujours une ouverture de liaison entre les deux chambres, au moins au niveau du plancher poreux ainsi que dans la zone en dessous du plafond de la chambre (dans l'espace de séparation au-dessus

  
du lit fluidisé). Ce séparateur connu à lit fluidisé travaille avec ce qu'on appelle une "mauvaise" fluidisation du lit formé par le produit en vrac introduit, c'est-à-dire que, avec une quantité ou vitesse de gaz relativement faible, il ne se produit qu'une stratification déterminée des fractions de produit, les grains les plus fins devant surnager sur les grains plus grossiers, alors que seules les particules les plus fines ou particules de poussière sont évacuées avec l'air de fluidisation et ensuite séparées et rassemblées dans le cyclone. Cette forme de réalisation connue ne permet pas non plus une séparation précise en plusieurs fractions quand le produit en vrac à séparer présente une répartition continue de grosseur de grain.

  
Le but de l'invention est de réaliser un séparateur à air à lit fluidisé du type indiqué au début, avec lequel on puisse obtenir, avec des moyens de construction relativement simples, une séparation parti-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
produit introduit possède une répartition continue de grosseur de grain.

  
 <EMI ID=3.1> 

  
consiste essentiellement en ce que la liaison guidant le produit entre

  
les deux chambres à lit fluidisé est constituée par une canalisation de  transport pneumatique reliant les caissons à gaz desdi.tes chambres.

  
Dans le séparateur de l'invention, on utilisera avant tout - dans les deux chambres à lit fluidisé - la notion de ce qu'on appelle une"bonne" fluidisation du lit fluidisé, c'est-à-dire que chaque section de celui-ci est très homogène. Ainsi, on peut soutirer très simplement les particules de produit fin et les particules très fines du lit fluidisé de chaque chambre.

  
 <EMI ID=4.1> 

  
avec deux chambres, le produit en vrac à séparer introduit dans la première chambre au-dessus du plancher poreux est d'abord fluidisé de la manière indiquée, le mélange de produit fin et de produit très fin emmené vers le

  
 <EMI ID=5.1> 

  
façon un lit fluidisé approprié; le produit plus grossier non entraîné vers le haut par l'air de fluidisation est évacué de chaque chambre sous

  
 <EMI ID=6.1>  alors que le produit entraîné vers le haut à partir de la deuxième chambre, donc dans ce cas uniquement le produit très fin, est séparé de l'air sortant de cette chambre et il est recueilli. Avec un tel séparateur à deux chambres, en peut séparer en trois fractions, avec un pouvoir séparateur très grand, un produit en vrac présentant une répartition continue des grosseurs de grain. Evidemment, le pouvoir séparateur peut être encore modifié par une régulation appropriée de l'air de fluidisation (en débit et en vitesse).

  
Quand le produit en vrac introduit doit être séparé en plus de trois fractions, on peut prévoir en conséquence plus de chambres

  
à lit fluidisé, qui travaillent en principe de façon semblable et parmi lesquelles on ne relie deux par deux que les chambres dont les fractions

  
de produit à séparer se rapprochent le plus au point de vue grosseur de grain, cette liaison étant une liaison directe par tubulure de transport pneumatique.

  
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue latérale purement schématique d'un séparateur à air en lit fluidisé conforme à l'invention, avec deux chambres à lit fluidisé; et
- la figure 2 représente une vue de dessus du séparateur de la figure 1.

  
Le séparateur 1 représenté sur les figures comprend une première chambre 2 et une deuxième chambre 3 à lit fluidisé. Pour chaque chambre 2, 3, on a prévu de préférence une enceinte particulière 4 et 5

  
qui comporte un plancher poreux 6, 7 servant de limite inférieure

  
à chaque chambre. Au plancher 6 se raccorde un caisson 8 d'alimentation pour l'air de fluidisation qui est alimenté au travers d'un tube de raccordement 9 partir d'un ventilateur 10 servant de source d'air et qui est introduit par le bas comme air de fluidisation dans la chambre 2, au travers du plancher 6; en dessous du plancher 7 de la chambre 3, se trouve un caisson à air 11 pour l'air de fluidisation qui est amené par un tube de raccordement 12 venant d'un ventilateur 13 servant de source d'air et qui est introduit au travers du plancher 7 dans la chambre 3.

  
Les deux chambres 2 et 3 présentent en section droite une forme rectangulaire relativement étroite et allongée (voir figure 2)

  
et elles sont branchées en série dans le sens longitudinal. 

  
L'enceinte 4 de la première chambre 2 comporte sur

  
 <EMI ID=7.1> 

  
alors que,sur la face étroite opposée 4b, on a prévu un soutirage sous la forme d'un raccordement 15 de soutirage au travers duquel on évacue la fraction plus grossière de produit fini de cette chambre, au niveau du plancher 6.

  
 <EMI ID=8.1> 

  
en forme d'entonnoir à laquelle se raccorde une extrémité d'une tubulure de transport pneumatique coudée 16 dont l'autre extrémité débouche par un raccord de plafond 17 dans la deuxième chambre 3. Ce raccord est prévu dans

  
 <EMI ID=9.1> 

  
première chambre 2 de façon que le mélange de produit amené par la tubulure
16 tombe sensiblement à l'aplomb du lit fluidisé (non repéré) formé dans

  
 <EMI ID=10.1> 

  
on a prévu, exactement de la même façon que dans l'enceinte 4 de la chambre 2, le soutirage de la fraction plus grossière de produit fini sous la forme d'un raccord 18 de soutirage, de façon que ce soutirage se trouve à peu près au niveau du plancher 7.

  
Au plafond 5a de la deuxième chambre 3, se trouve

  
 <EMI ID=11.1> 

  
une tubulure 19 qui mène à un dispositif de séparation du produit très fin, ce dispositif se présentant dans ce cas sous la forme d'un séparateur à cyclone 20 mais pouvant être également constitué d'un autre dispositif approprié (par exemple cyclone multiple, filtre à manche ou analogues).

  
Comme on le voit notamment sur la figure 1, la chambre située en arrière par rapport à la direction générale de déplacement du produit, donc dans ce cas la deuxième chambre 3, présente au niveau du soutirage (raccord de soutirage 18) un espace relativement court 21 de séparation finale, qui est séparé du reste de la chambre 3 par une paroi 22

  
 <EMI ID=12.1> 

  
si bien que la chambre 21 n'est ouverte vers le reste de la chambre qu'au voisinage du plancher 7. Ceclui-ci peut présenter dans la zone en dessous

  
de la chambre 21 une alimentation particulière en air de fluidisation au travers d'une tubulure de dérivation 12a (voir figure 2) qui est dérivée

  
du tube de raccordement 12 et présente éventuellement un registre de régulation d'air (non représenté). A l'extrémité supérieure de la chambre 21,

  
se raccorde un tube de liaison 23 qui, comme le montre clairement la figure 1, est au moins en partie coudé et disposé de façon à déboucher dans la deuxième chambre 3 à coté de la tubulure 16 dans le raccordement 17 de l'enceinte 5.

  
La chambre 21 sert à éliminer du produit arrivant au raccord 18 le produit très fin n'appartenant pas 3 la répartition de grosseur de grain de cette fraction de produit fini à soutirer. Pour cela, l'air de fluidisation introduit au travers du plancher 7 en dessous de la chambre 21 peut être éventuellement régulé de façon qu'il traverse la

  
couche fluidisée en écoulement avec une pression un peu plus élevée (que dans le reste de cette chambre à lit fluidisé).

  
Le séparateur 1 de l'invention peut travailler de

  
manière courante avec l'air extérieur. Dans de nombreux cas, il est cependant avantageux de conditionner de façon appropriée l'air introduit comme air de fluidisation, de façon par exemple à réchauffer le produit en vrac présent dans le séparateur, à le sécher ou à le refroidir, ce pour quoi on peut installer dans le tube de raccordement entre le ventilateur approprié et

  
le caisson à air correspondant un échangeur de chaleur pour climatiser

  
l'air de fluidisation, comme on l'a représenté en pointillé dans les tubes

  
9 et 12, en 24 et 25. Un tel traitement du produit en vrac peut ainsi être

  
 <EMI ID=13.1> 

  
Indépendamment de la forme de réalisation décrite et représentée sur les dessins, le séparateur de l'invention peut présenter évidemment d'autres caractéristiques pouvant influer sur le travail de séparation et sur le pouvoir séparateur et par conséquent sur l'efficacité du séparateur en lit fluidisé. Ainsi, par exemple, le plancher poreux d'au moins une chambre peut être mis en oscillation par un dispositif vibrant approprié; on obtient une autre possibilité d'influence en donnant au plancher poreux des chambres (ou d'au moins une chambre) une légère inclinaison en direction de son soutirage.

   En ce qui concerne par ailleurs la réalisation du plancher poreux lui-même, l'expression "poreux" peut avoir un sens très large, c'est-à-dire que la porosité du plancher peut être choisie en fonction du degré de finesse du produit en vrac à traiter, c'est-à-dire que; pour des produits relativement fins ou pulvérulents, on peut utiliser des plaques de plancher d'une finesse correspondante, alors que,pour des produits en vrac à gros grains, on peut utiliser par exemple une sorte de fond perforé ou de grille avec des ouvertures relativement grandes pour le passage de l'air de fluidisation. Une autre possibilité d'action sur le pouvoir séparateur de cet.appareil à lit fluidisé peut consister à prévoir en supplément dans une ou dans toutes les chambres

  
des dispositifs intérieurs appropriés, comme par exemple des déflecteurs ou analogues; la fluidisation du lit peut de plus être influencée par la forme du caisson à air prévu en dessous du plancher poreux d'une chambre

  
à lit fluidisé (en vue d'une fluidisation uniforme, on a choisi par exemple dans la première chambre 2 un caisson 8 qui se rétrécit en section droite depuis l'extrémité tournée vers le tube de raccordement jusqu'à l'extrémité opposée). 

  
Alors que la liaison guidant le produit, constituée d'une tubulure de transport pneumatique, est constituée essentiellement entre les caissons à gaz des deux chambres d'un coude à 180[deg.], on peut choisir évidemment une autre forme adaptée aux conditions de montage; pour améliorer la transfert pneumatique du mélange de produit fin d'une chambre à la suivante, ce transport pneumatique peut être au moins sur une partie de sa longueur du type à injection. Pour le montage du séparateur, on ajoutera que les deux chambres d'une constitution particulière et reliées ensemble uniquement par la canalisation de transport pneumatique peuvent être également placées de façon appropriée dans une enceinte commune.

  
Le séparateur de l'invention peut être utilisé pour

  
les différents produits en vrac, ceux-ci étant parfaitement secs ou pouvant présenter une certaine humidité'. Pour le mode de fonctionnement du séparateur de l'invention, on donnera rapidement dans ce qui suit un exemple de séparation qui a pu être obtenu au cours d'un essai pratique avec la forme de réalisation représentée sur les dessins. Dans cet essai, on devait séparer en trois fractions du sable présentant une répartition de grosseur de grain de 0 à 3 mm, à savoir :

  

 <EMI ID=14.1> 


  
Le produit en vrac (sable) introduit dans la chambre 2 par le raccord d'alimentation 14 a été soumis à un premier étage de sépa-

  
 <EMI ID=15.1> 

  
été extraite du raccordement 15, alors que le produit fin (en dessous de 0,3 mm de grosseur de grain) a été transporté par la canalisation 16 dans

  
 <EMI ID=16.1>  chambre 3, la fraction B de produit fini (étalement des grains de 0,074

  
à 0,3 mm) a été extraite de ce deuxième étage de séparation par le raccordement 18, alors que la fraction A de produit très fin (dimension de grain en dessous de 0,074 mm) a été séparée dans le cyclone 20 du courant d'air de fluidisation et rassemblée en dessous. On a pu atteindre un pouvoir séparateur particulièrement grand, bien que le produit en vrac de départ ait présenté une répartition continue des grains.

  
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 

REVENDICATIONS S

  
 <EMI ID=17.1> 

  
en vrac en plusieurs fractions, avec au moins deux chambres ventilées au travers d'un plancher poreux, ces chambres possédant chacune un soutirage pour une fraction de produit et étant reliées ensemble par une liaison guidant le produit, caractérisé en ce que la liaison guidant le produit entre les deux chambres à lit fluidisé est constituée par une canalisation de transport pneumatique reliant les caissons à gaz desdites chambres.

Claims (1)

1. 2. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tubulure de transport pneumatique est constituée essentiellement d'un tube coudé dont les extrémités débouchent dans les chambres appropriées à lit fluidisé, au niveau des plafonds correspondants des chambres.

   3. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soutirage de chaque fraction de produit plus grossier de chaque chambre se trouve à une extrémité du plancher poreux, à peu près au niveau de ce plancher, alors que la canalisation de transport pneumatique est prévue pour les autres fractions de produit.

   4. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chambres à lit fluidisé possèdent

   en section droite une forme rectangulaire relativement étroite et allongée et en ce qu'elles sont branchées l'une derrière l'autre dans le sens longitudinal.

   5. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on a prévu plus de deux chambres à lit fluidisé, caractérisé en ce que seules sont reliées deux à deux celles dont les fractions de produit à séparer se rapprochent le plus au point de vue grosseur de grain, cette liaison étant une liaison directe par tubulure

   de transport pneumatique.

   6. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre à .lit fluidisé située à l'arrière - en considérant le sens général de déplacement du produit présente dans la partie avant le soutirage de la fraction de produit plus grossière une zone relativement courte de séparation final-e qui n'est ouverte vers le reste de l'espace de séparation de cette chambre qu'à proximité du plancher de la chambre et dont l'extrémité supérieure

   se raccorde à un tube de liaison qui débouche par en haut dans cette chambre arrière en commun avec la canalisation de transport pneumatique venant

   de la chambre à lit fluidisé précédente.

   7. Séparateur selon la revendication 6, caractérisé en

   ce que la chambre arrière est reliée à un dispositif de séparation pour

   la récupération du produit très fin, par l'intermédiaire d'une canalisation qui est raccordée au plafond de la chambre.

   8. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque chambre à lit fluidisé est associée avec un caisson situé en dessous du plancher poreux et en liaison avec une source d'air.

   9. Séparateur selon l'une quelconque des revendications 6 et 8, <EMI ID=18.1>

   zone de séparation finale une tubulure de dérivation spéciale réglable

   de la source d'air.

   10. Séparateur selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur conditionnant l'air de fluidisation est associé à au moins une source d'air.

   11. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plancher poreux d'au moins une chambre

   à lit fluidisé est muni d'un dispositif de vibration.

   12. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plancher poreux des chambres à lit fluidisé présente une légère pente en direction du soutirage de la fraction

   de produit fini.

   13. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on a prévu une enceinte spéciale pour

   chaque chambre à lit flui.disé.

   14. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation en produit de chaque chambre à lit fluidisé est prévue à l'extrémité opposée au soutirage de

   la fraction de produit fini.

   15. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en

   ce que la canalisation de transport pneuma'tique est constituée sur le mode

   à injection entre deux chambres à lit fluidisé reliées ensemble. 16. Séparateur à air en lit fluidisé, substantiellement

   tel que décrit précédèrent et illustré aux dessins annexés.