CA1040855A - Echangeur et procede pour transferer la chaleur entre gaz caloporteur et materiau pulverulent fluidise - Google Patents
Echangeur et procede pour transferer la chaleur entre gaz caloporteur et materiau pulverulent fluidiseInfo
- Publication number
- CA1040855A CA1040855A CA206,302A CA206302A CA1040855A CA 1040855 A CA1040855 A CA 1040855A CA 206302 A CA206302 A CA 206302A CA 1040855 A CA1040855 A CA 1040855A
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- tube
- tubes
- gas
- heat exchanger
- fluidizing gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 34
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 8
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000006253 efflorescence Methods 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 206010037833 rales Diseases 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
- F28D19/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using granular particles
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/35—Heterocyclic compounds
- D06M13/355—Heterocyclic compounds having six-membered heterocyclic rings
- D06M13/358—Triazines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Un procédé permettant, dans un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un matériau pulvérulent fluidisé, d'assurer la circulation continue de ce dernier, ainsi que des échangeurs mettant ce procédé en oeuvre Selon le procédé, on constitue le circuit dans lequel circule le matériau fluidisé par deux séries de tubes, les uns ascendants, les autres descendants, et on fluidise le materiau, dans ces tubes, avec une densité plus forte dans les tubes descendants que dans les tubes ascendants. Le procédé s'applique à tout échangeur de chaleur entre un gaz et un matériau pulvérulent et, plus particulièrement, aux installations de calcination de l'alumine hydratée.
Description
.
lt~ 5 ~ a pr~sente invention a pour objet un procéd~ per-mettant, dans un échan~eur de chaleur entre gaæ caloporteur et mat~riau pulv~rulent fluidis~ d'assurer la circulation continue de ce dernier, ainsi qulun échangeur mettant ce pro-." .
céd~ en oeuvre.
i Elle concerne le secteur des échangeurs de chaleur sans contact direct.
Dans de nombreux procédés chimiques, des matériaux ; pulvérulents sont soumis, par contact direct avec des fv~ées~
i~ 10 à une opération dite "calcination". En fait~ ce terme est ~;j peu précis, car, dans bien dès cas, il y a pyrolyse, c~est-~-dire altération chimique par la température. ~ -, :
On peut citer~ à titred'exemples, la fabrication du ciment par un procédé mettant en oeu~re une décarbonatation ~.
du calcaire, et la fabrication de l'alumine, dans laquelle un hydrate d'alumine est déshydraté.
Assez généralement, les produits de pyrolyse sont gazeux : gaz carbonique dans le premier cas, vapeur d'eau surchauffée dans le deu~ième, ~e dégagement de ces ga~ dans les matériaux pulvérulents est par~ois tres abondant, de sorte ~; qu'il amène une ~luidisation de ceux-ci : ce phénom~ne est appel~ "autofluidisation", ~a calcination s'opare généralement dan~ un fuur tournant, constitué par un tube en rotation autour de son axe légèrement incliné sur lthorizontale. ~es matériaux pul~érulents à calciner se d~placent de haut en bas dans la ~partie inférieure du tu~, tandis que les~gaZ chauds se dépla-cent de bas en h~ut dans la partle sup~rieure du tube, au oontaot du matéxiau pu1VérUlent ; la circulation s'opère donc a contre-courant.
` '. ' ,'~ ~`
~, ~ '~'.', .
1~4~ 3S5 :, .~ Dans ~n tel four~ l'autofluidisation permet un I certain brassage du mat~riau pulvérulent, d'o~ une améliora-~i tion de l'échange de chaleur entre Ce dernier et les gaz chauds. Par contre, cet échange calorifique est contre- : :
~i carré par d'autres conséquences de l'autofluidisation~
i1 savoir d'une part des glissades ou avalanches dues a une réduc~
~1 , .
~ tion du talus naturel, d'autre part des envolements massi~s ~
" ~ .
, - dus aux projections t.umultueuses de matériau pulvérulent dans -:.
l la veine de gaz à grande vitesse, ces envolements étant encore ¦ 10 aggravés par des releveurs prévus pour favoriser le contact intime entre matériau et gaz. ~inalement, le bilan calorifi-. que de l'autofluidisation est negatif.
Dans le cas de fours pour la calcination de l'alumine, on relave des enNolements, c'est-à-dire une ~uantité de matériau pulvérulent sortant du four mélangée aux gaz, supérieure à
la proauction du four, ces envolements atteignant souvent - 1,5 fois oette dernière~ ~a première conséquence est la néces- ..
sité de prévoir des dépoussiëreurs très importants, la deuxième étant ~ue l'échange thermique se fait de façon très imparfaiteO
Si l'on prend l'exemple d'un four tournant produisant 40 tonnes par heure d'alumine calcinée, les envolements représen-tent 60 tonneæ par heure d'un hydrate partiellement déshydraté, car ils proviennent en ma~eure partie de la zone à basse .
température. Ce four, alimenté par un gâteau d'hydrate . ...
d'alumine contenant 13% d'eau d'imprégnation~ consomme 120 kg de fuel par tonne d'alumine produite, avec un exces d'air de .:~:
¦ 11,6%. ~a valeur en eau deæ fumées totales sortant du four ~: , . .
est:de 35 tonnes par heure, tandis que la valeur en eau des j:.
;~ envolements dépasse 30 tonnes par heure, Comme les valeurs ~ .
~1 30 en eau des envolements et des fumées~sont voisines l'une de ..
.~ , . . . . .
lt~ 5 ~ a pr~sente invention a pour objet un procéd~ per-mettant, dans un échan~eur de chaleur entre gaæ caloporteur et mat~riau pulv~rulent fluidis~ d'assurer la circulation continue de ce dernier, ainsi qulun échangeur mettant ce pro-." .
céd~ en oeuvre.
i Elle concerne le secteur des échangeurs de chaleur sans contact direct.
Dans de nombreux procédés chimiques, des matériaux ; pulvérulents sont soumis, par contact direct avec des fv~ées~
i~ 10 à une opération dite "calcination". En fait~ ce terme est ~;j peu précis, car, dans bien dès cas, il y a pyrolyse, c~est-~-dire altération chimique par la température. ~ -, :
On peut citer~ à titred'exemples, la fabrication du ciment par un procédé mettant en oeu~re une décarbonatation ~.
du calcaire, et la fabrication de l'alumine, dans laquelle un hydrate d'alumine est déshydraté.
Assez généralement, les produits de pyrolyse sont gazeux : gaz carbonique dans le premier cas, vapeur d'eau surchauffée dans le deu~ième, ~e dégagement de ces ga~ dans les matériaux pulvérulents est par~ois tres abondant, de sorte ~; qu'il amène une ~luidisation de ceux-ci : ce phénom~ne est appel~ "autofluidisation", ~a calcination s'opare généralement dan~ un fuur tournant, constitué par un tube en rotation autour de son axe légèrement incliné sur lthorizontale. ~es matériaux pul~érulents à calciner se d~placent de haut en bas dans la ~partie inférieure du tu~, tandis que les~gaZ chauds se dépla-cent de bas en h~ut dans la partle sup~rieure du tube, au oontaot du matéxiau pu1VérUlent ; la circulation s'opère donc a contre-courant.
` '. ' ,'~ ~`
~, ~ '~'.', .
1~4~ 3S5 :, .~ Dans ~n tel four~ l'autofluidisation permet un I certain brassage du mat~riau pulvérulent, d'o~ une améliora-~i tion de l'échange de chaleur entre Ce dernier et les gaz chauds. Par contre, cet échange calorifique est contre- : :
~i carré par d'autres conséquences de l'autofluidisation~
i1 savoir d'une part des glissades ou avalanches dues a une réduc~
~1 , .
~ tion du talus naturel, d'autre part des envolements massi~s ~
" ~ .
, - dus aux projections t.umultueuses de matériau pulvérulent dans -:.
l la veine de gaz à grande vitesse, ces envolements étant encore ¦ 10 aggravés par des releveurs prévus pour favoriser le contact intime entre matériau et gaz. ~inalement, le bilan calorifi-. que de l'autofluidisation est negatif.
Dans le cas de fours pour la calcination de l'alumine, on relave des enNolements, c'est-à-dire une ~uantité de matériau pulvérulent sortant du four mélangée aux gaz, supérieure à
la proauction du four, ces envolements atteignant souvent - 1,5 fois oette dernière~ ~a première conséquence est la néces- ..
sité de prévoir des dépoussiëreurs très importants, la deuxième étant ~ue l'échange thermique se fait de façon très imparfaiteO
Si l'on prend l'exemple d'un four tournant produisant 40 tonnes par heure d'alumine calcinée, les envolements représen-tent 60 tonneæ par heure d'un hydrate partiellement déshydraté, car ils proviennent en ma~eure partie de la zone à basse .
température. Ce four, alimenté par un gâteau d'hydrate . ...
d'alumine contenant 13% d'eau d'imprégnation~ consomme 120 kg de fuel par tonne d'alumine produite, avec un exces d'air de .:~:
¦ 11,6%. ~a valeur en eau deæ fumées totales sortant du four ~: , . .
est:de 35 tonnes par heure, tandis que la valeur en eau des j:.
;~ envolements dépasse 30 tonnes par heure, Comme les valeurs ~ .
~1 30 en eau des envolements et des fumées~sont voisines l'une de ..
.~ , . . . . .
-2~
~4~.~8 S 5 l'autre~ l'abaissement des températures des fumées~ sensiblement égal à l'éléva+ion de température des envolements, ne pourra, dans cet échange de chaleur par mélange, etre ~upérieur à
la moitié de la dif~érence de température des deux courants~
i pulvérulent et ga~eux, à l'entrée du four. Cet-te limite est . encore abaissée par la nécessité d'un écart moteur de transfert -~ -et par une certaine dilution par de l'air parasite à la -. . .
sortie du four.
Il est connu de remédier partiellement à ces inconYé-nients en complétant le four tournant par un échangeur obtenu en montant en série plusieurs dispositifs ~ courants de même sens, mais de façon ~ue la circulation générale, dans ltensem-ble des dispositifs, s'opère ~ contre-courant. ~e transport du matériau pul~érulent s'opare à l'état fluidisé. On monte ainsi en s~rie un certain nombre da cyclones déca~és ~erticale-ment. ~:;
Ce dispositi~ assure un meilleur rendement, se traduisant par une économie de 20 kg de fuel par tonne d'alu~ .
mine, De plus, prenant a son compte u~e partie de l'échange, il pexmet un raccourcissement important du tube du four.
Par contre~ il présente des inconvénients certains.
~'inve~tissement est élevé~ le montage de troi~ ~-tage~ de cy-clone nécessitant la construc-tion d'une tour de 40 m de haut supportant, sur son sommet, un dispositif d'alimentation. Une . installation existante ne peut être que difficilement modifiée par ad~onotion d'un tel échangeur. ~'appareil est conçu pour : un seul débit prédéterminé et manque de souplesse de régime.
~a pexte de charge dans les cyclones entraîne une consommation ;~ appréciable d'énergie. ~introduction de l'hydrate d'alumine es-t délicate~ et le transport pneumatique entraine une abrasion : ~ ,, .'. ~ .. : ' , ~ , , , ~ .
iC~4~55 assez elevee. :
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
permettant dans un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un materiau pulverulent fluidisé, d'assurer la circulation continue de ce dernier, procédé consistant à prévoir au moins un étage d'échange comportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entr~e a sa partie superieure et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie à sa partie supérieure, et à relier les parties inférieures de ces tubes par un moyen de communication; à introduire le matériau pulvérulen par ladite entrée du premier tube; à faire circuler un gaz de fluidisation de bas en haut dans chacun des tubes, et à régulariser le flux de fl.uidisation dans le premier tube à une vitesse inférieu- :
re à la vitesse du flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de facon à ce que la densité du matériau pulvérulent dans le ~ ::
deuxième tube soit inférieure à la densité du matériau pulvérulent dans le premier tube pour que le matériau pulvérulent circule de ~
haut en bas dans le premier tube, puis circule dans le moyen de . :
communication pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube; et a faire circuler le gaz caloporteur a travers les tubes lors du passage du matériau pulvérulent dans ces tubes.
Selon la présente invention, il est aussi prevu un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un matériau ' pulv~rulent fluidisé, comprenant au moins un étage d'échange : aomportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entrée à sa partie supérieure, et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie a sa partie supérieure, .
et un moyen de communication reliant les parties inférieures de ~: ces tubes; des moyens pour introduire le matériau pulvérulent 30 ~ dans l'entrée du premier tube; des moyens pour permettre a un gaz:de fluidisation de circuler de bas en haut dans chacun des tubes,et des moyehs pour régulariser le flux de ce gaz de fluidi~
_ 4 _ sation dans le premier tube à une vitesse inférieure à la vitesse de flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de facon à ce que la densite du materiau pulverulent dans le deuxième tube soit inferieure à la densite du matériau pulvérulent dans le premier tube, de façon à ce que le matériau pulvérulent circule de haut en bas dans le premier tube, puis circule dans le moyen de communication inferieur, pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube, et des moyens pour faire circuler le gaz caloporteur à travers les tubes lors du passage du matériau pulvérulent dans ces tubes.
L'invention ainsi définie est expliquee à l'aide d'exemples illustres par les figures jointes.
La figure 1 est un croquis representant une instal-lation de calcination d'alumine hydratee.
La figure 2 represente, en coupe, par un plan vertical, un élément tubulaire pour echangeur de chaleur.
La figure 3 represente, de même, un autre exemple d'echangeur de chaleur.
La figure 4 représente un variante de cet échangeur.
ln~f4~8S5 `
Sur ce~ figures, les même cléments sont représent~s par les même repères.
L'installation de calcination, que représente la figure 1, est une installation destinée ~ obtenir de l'alumine anhydre sèche : une installation ayant une objet dirférent~
par exemple la fabrication de ciment, serait analogue.
~ 'installation comprend un four de calcination tour-nant 1 muni d'une entrée d'air frais 2, d'une sortie de fumées
~4~.~8 S 5 l'autre~ l'abaissement des températures des fumées~ sensiblement égal à l'éléva+ion de température des envolements, ne pourra, dans cet échange de chaleur par mélange, etre ~upérieur à
la moitié de la dif~érence de température des deux courants~
i pulvérulent et ga~eux, à l'entrée du four. Cet-te limite est . encore abaissée par la nécessité d'un écart moteur de transfert -~ -et par une certaine dilution par de l'air parasite à la -. . .
sortie du four.
Il est connu de remédier partiellement à ces inconYé-nients en complétant le four tournant par un échangeur obtenu en montant en série plusieurs dispositifs ~ courants de même sens, mais de façon ~ue la circulation générale, dans ltensem-ble des dispositifs, s'opère ~ contre-courant. ~e transport du matériau pul~érulent s'opare à l'état fluidisé. On monte ainsi en s~rie un certain nombre da cyclones déca~és ~erticale-ment. ~:;
Ce dispositi~ assure un meilleur rendement, se traduisant par une économie de 20 kg de fuel par tonne d'alu~ .
mine, De plus, prenant a son compte u~e partie de l'échange, il pexmet un raccourcissement important du tube du four.
Par contre~ il présente des inconvénients certains.
~'inve~tissement est élevé~ le montage de troi~ ~-tage~ de cy-clone nécessitant la construc-tion d'une tour de 40 m de haut supportant, sur son sommet, un dispositif d'alimentation. Une . installation existante ne peut être que difficilement modifiée par ad~onotion d'un tel échangeur. ~'appareil est conçu pour : un seul débit prédéterminé et manque de souplesse de régime.
~a pexte de charge dans les cyclones entraîne une consommation ;~ appréciable d'énergie. ~introduction de l'hydrate d'alumine es-t délicate~ et le transport pneumatique entraine une abrasion : ~ ,, .'. ~ .. : ' , ~ , , , ~ .
iC~4~55 assez elevee. :
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
permettant dans un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un materiau pulverulent fluidisé, d'assurer la circulation continue de ce dernier, procédé consistant à prévoir au moins un étage d'échange comportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entr~e a sa partie superieure et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie à sa partie supérieure, et à relier les parties inférieures de ces tubes par un moyen de communication; à introduire le matériau pulvérulen par ladite entrée du premier tube; à faire circuler un gaz de fluidisation de bas en haut dans chacun des tubes, et à régulariser le flux de fl.uidisation dans le premier tube à une vitesse inférieu- :
re à la vitesse du flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de facon à ce que la densité du matériau pulvérulent dans le ~ ::
deuxième tube soit inférieure à la densité du matériau pulvérulent dans le premier tube pour que le matériau pulvérulent circule de ~
haut en bas dans le premier tube, puis circule dans le moyen de . :
communication pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube; et a faire circuler le gaz caloporteur a travers les tubes lors du passage du matériau pulvérulent dans ces tubes.
Selon la présente invention, il est aussi prevu un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un matériau ' pulv~rulent fluidisé, comprenant au moins un étage d'échange : aomportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entrée à sa partie supérieure, et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie a sa partie supérieure, .
et un moyen de communication reliant les parties inférieures de ~: ces tubes; des moyens pour introduire le matériau pulvérulent 30 ~ dans l'entrée du premier tube; des moyens pour permettre a un gaz:de fluidisation de circuler de bas en haut dans chacun des tubes,et des moyehs pour régulariser le flux de ce gaz de fluidi~
_ 4 _ sation dans le premier tube à une vitesse inférieure à la vitesse de flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de facon à ce que la densite du materiau pulverulent dans le deuxième tube soit inferieure à la densite du matériau pulvérulent dans le premier tube, de façon à ce que le matériau pulvérulent circule de haut en bas dans le premier tube, puis circule dans le moyen de communication inferieur, pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube, et des moyens pour faire circuler le gaz caloporteur à travers les tubes lors du passage du matériau pulvérulent dans ces tubes.
L'invention ainsi définie est expliquee à l'aide d'exemples illustres par les figures jointes.
La figure 1 est un croquis representant une instal-lation de calcination d'alumine hydratee.
La figure 2 represente, en coupe, par un plan vertical, un élément tubulaire pour echangeur de chaleur.
La figure 3 represente, de même, un autre exemple d'echangeur de chaleur.
La figure 4 représente un variante de cet échangeur.
ln~f4~8S5 `
Sur ce~ figures, les même cléments sont représent~s par les même repères.
L'installation de calcination, que représente la figure 1, est une installation destinée ~ obtenir de l'alumine anhydre sèche : une installation ayant une objet dirférent~
par exemple la fabrication de ciment, serait analogue.
~ 'installation comprend un four de calcination tour-nant 1 muni d'une entrée d'air frais 2, d'une sortie de fumées
3 constituants un gaz encore chaud, d'une entrée d'alumine hydratée 4 et d'une sortie d'alumine anhydI~e 5. Ce four est ;~
bien connu et n'a pas à être décrit davantage : un exemple d'un tel four est décrit dans le brevet franQais N 1.394.775 ~ ~
délivré le ler mars 1965. - ;
~'alumine alimentant le four tournant 1 est recueil-lie à la sortie d'un échangeur 6 qui comprend, d'une part une -enceinte 7 munie, sur l'une de ses parois latérales, d'une tubulure d'entrée 8 recevant le gaz caloporteur constitué
par les fumées sortant en 3 du four tournant 1 et, sur la paroi -latérale opposée, d'une tubulure de sortie 9 du gaz calopor-teur, d'autre part des tubes sensiblement verticaux réunis à
leur entrée 10 ~ une source d'alumine hydratée humide~ et~ à
leur sortie 11 d'alumine hydratée saohe, à l'entr~e 4 du four 1.
L'entrée 10 d'alumine de l'~changeur 6 est alimentée par un dispositif d'alimentation 12, tandis que la sortie 9 du gaz caloporteur est réunie à un épurateur, par exemple un lectro-filtre 13, lui-même réuni à une chemin~e 14 assurant l'éyacuation à l'atmosphare des fumées épurées.
:!: . . . ...
Ainsi, de l'air frais pénatre en 2 dans le four tournant lj constitue le comburant d'un brûleur à gaz ou ~;30 ~ fuel qui produit un mélange de gaz chauds caloporteurs gui se -5~
refroidissent en chauffant l'alumine qui circule en sens inverse. ~e gaz caloporteur, partiellement refroidi, quitte i le four en ~ ~t pénètre en 8 dans l'éch~ngeur 6 où il continue ;~ de se refroidir Il quitte l'échangeur en 9, est épuré dans l'électrofiltre 13 et évacué par la cheminée 14.
j L'alumine hydratée et humide est fournie par le ~-i, .
~¦ dispositif d'alimLentation 12~ préchauffée~ séchée et partielle-ment déshydratée dans l'échangeur 6 dans lequel elle pénètre "
en 10 et qu'elle quitte-par 11. ~lle pénètre ensuite par
bien connu et n'a pas à être décrit davantage : un exemple d'un tel four est décrit dans le brevet franQais N 1.394.775 ~ ~
délivré le ler mars 1965. - ;
~'alumine alimentant le four tournant 1 est recueil-lie à la sortie d'un échangeur 6 qui comprend, d'une part une -enceinte 7 munie, sur l'une de ses parois latérales, d'une tubulure d'entrée 8 recevant le gaz caloporteur constitué
par les fumées sortant en 3 du four tournant 1 et, sur la paroi -latérale opposée, d'une tubulure de sortie 9 du gaz calopor-teur, d'autre part des tubes sensiblement verticaux réunis à
leur entrée 10 ~ une source d'alumine hydratée humide~ et~ à
leur sortie 11 d'alumine hydratée saohe, à l'entr~e 4 du four 1.
L'entrée 10 d'alumine de l'~changeur 6 est alimentée par un dispositif d'alimentation 12, tandis que la sortie 9 du gaz caloporteur est réunie à un épurateur, par exemple un lectro-filtre 13, lui-même réuni à une chemin~e 14 assurant l'éyacuation à l'atmosphare des fumées épurées.
:!: . . . ...
Ainsi, de l'air frais pénatre en 2 dans le four tournant lj constitue le comburant d'un brûleur à gaz ou ~;30 ~ fuel qui produit un mélange de gaz chauds caloporteurs gui se -5~
refroidissent en chauffant l'alumine qui circule en sens inverse. ~e gaz caloporteur, partiellement refroidi, quitte i le four en ~ ~t pénètre en 8 dans l'éch~ngeur 6 où il continue ;~ de se refroidir Il quitte l'échangeur en 9, est épuré dans l'électrofiltre 13 et évacué par la cheminée 14.
j L'alumine hydratée et humide est fournie par le ~-i, .
~¦ dispositif d'alimLentation 12~ préchauffée~ séchée et partielle-ment déshydratée dans l'échangeur 6 dans lequel elle pénètre "
en 10 et qu'elle quitte-par 11. ~lle pénètre ensuite par
4 dans le four tournant 1 où elle est totalement déshydratée, et est recueillie en 5, à la sortie du four.
~j On décrit à présent, de façon détaillée, l'échangevr 6 que vise l'invention.
Entre l'entrée 10 et la sortie 11, l'alumine circule dans plusieurs étages correspondant à des températures et à
des états de déshydratations croissants de l'alumine et à
des températures décroissantes du gaz caloporteur Chacun de ces étages comprend deux séries de tubes sensiblement verticaux, une première série dans laquelle l'alumine circule de bas en haut, et une deuxième série dans laquelle l'alumine circule de .
haut en bas. Chague série comprend au moins un tube~ et llalumine est fluidisée dans ces tubes. ~a circulation géné-rale s~effectue à contre-courant. Celle de l'alumine est assur~e par fluidisation différentielle, elle résulte de ce gue la densité du fluide est plus élevée dans les tubes à
circulation descendante que dans ceux à circulation montante ~'appareillage se présente sous des formes différen- - -tës~ suivant que l'on opare par fluidisation, c'est-~-dire avec un gaz vecteur tel que l'air, introduit dans l'appareil~ ~`
ou par autofluidisation~ c'est-à-dire avec un gaz vecteur ~
~-1 - . :.~ .
i -6- -I ~ .
~ 4~ 8 S S
dégagé dans les tubes par suite de l'action de la chaleur sur le matériau pulvérulent.
La figure 2 représente un exemple d'appareillage mettant en oeuvre la fluidisation différentielle.
~'échangeur compxend, montées dans l'enceinte 7 repré-sentée sur la figure 1, une pluralité d'étages d'échange dont chacun comprend un tube 15 sensiblement vertical, dans lequel le matériau fluidise circule de haut en bas (lè~série), et un tube 16 sensiblement vertical dans lequel ce matériau cir-cule de bas en haut (2ème série). Ces tubes sont reliés, au-j voisinage de leur extrémite inférieure, par une tubulure 17 ;
le tube~16 est relié au tube 15 de l'étage ~oisin par une tubulure 18 prévue au voisinage de leur extr~mité supérieure.
Chaque tube est muni, ~ son extrémité inférieure9 d'une tubu-lure 19 pour 15, 20 pour 16, servant à l'injection de gaz vecteur de fluidisation, cette injection se faisant pour les tubes ~ fluide descendant 15, sous une pression p inférieure à la pression P d'injection dans les tubes ~ fluide ascendant ~;; 16, ~e gaz caloporteur circule hori~ontalement, suivant la ~lèche 8-9- dans l'enceinte 7. On obtient ainsi, dans les tubes descendants 15 un débit d'air plus faible que dans les tubes a~cendants 16. Il en r~sulte~ dans le tube 15 un ~luide lit plu~ dense gue dans le tube 16. Cette dif~érence de masse entra~ne une oirculation de pulvérulent depuis les tubes 15 vers les tubes 16~ oomme indiqu~ par la flè¢he 21, Chaoun i~ des t~ubes 15 et 16 peut être constitu~ par plusieurs tubes sensiblement vertioaux branohés en parall~les~ o'est-à-dire reliés entre eux~ à leurs extr~mit~s de même nom, supérieure ou 1nférieuxe, par des tùbulures, 30 ~ 'alumine hydratée et humide pén3tre en 10 dans le :.~` , : ' :
~ ~ _7_ ;, `
`. 1~4~a8S5 :
premier tube descendant 15 et elle sort de l'appareil en ll~
vers l'extrémité superieure du dernier tube ascendant 16.
C ~a figure ~ représente un exemple d'appareillage mettant en oeuvre l'autofluidisation différentielle.
~'échangeur comprend, toujours mont~e dans l'encein--1 te 7, au moin~ un étage et, en général, une pluralité d'étages;i d'échange dont chacun comporte au moins un tube sensiblement vertical 22 dans lequel le matériau circule de haut en bas, et plusieurs tubes 23 dans lesquels le matériau circule de bas ~ lO en haut. I.e diamètre du tube 22 est supérieur ~ celui des ;3 tubes 23 ; à chaque tube descendant 22 correspondent plusieurs I tubes ascendants23. ~es différents tubes d'un meme étage sont reliés, à leur extrémité supérieure, à une chambre supérieure de mélange 24 et, à leur extrémité inférieure, à une chambre inférieure de fluidisation 25. ~es différentes chambres supé~
rieures sont reliées en série, ctest-à-dire chacune aux deux ~-chambres immédiatement voisines, par une tubulure 26, la chambre 24 du premier étage étant, en outre, reliée à l'entrée d'alumine 10 et celle du dernier étage à la sortie d'alumine 11. Pour un même débit d'alumine, la surface d'échange est moins importante dans les tubes descendants 22 de grand diamètra, que dans les tubes ascendants de petit diamètre.
Comme l'autofluidisation trouve son origine dans le dégagement de vapeur d'eau à partir de l'alumine hydratée chauffée par le gaz caloporteur, on trouve une vitesse de vapeur d'eau moins importante dans le tube descendant de grand diamètre que dans les tubes ascendants de diamètre plus faible, Cette différence est due à la section plus importante du tube descen-,:
dant et au flux de chaleur moins important à travers ce tube qu'à travers les tubes ascendants~ à cause de la surface - ~ ' '".
-8- ;
i ~4 .~55 d'échange moins importante du tube de gros diamètre pour un -~
même débit d'alumine et également au coef~icient d'échange gaz caloporteur/paroi plus faible pour un gros diamètre que pour un plus petit.
~'hydrate d'alumine humide est introduit directement en 10 dans la chambre supérieure 24 de mélange fluide du pre-mier étage, o~ il est intimement mélangé, grace ~ la turbulence créée par le lit fluidisé, à de l'alumine déjà sèche et portée à une température de 130 à 160C, qui est la température moyenne de cet étage. ~'alumine sortant en 11 du dernier étage de l'échangeur comprend encore environ ll~o d'eau de ~ constitution à une température de l'ordre de 300~ qui est T la température moyenne de l'étage de sortie . le trihydrate d'~lumine a9 en effet, perdu deux molécules d'eau aux environs de 300C, la dernière molécule ne disparaissant ~u'~ 700C
environ? dans le four tournant 1.
~a résiætance principale à l'échange de chaleur provient du film de fumées. ~a disposition selon laquelle le gaz caloporteur, c'est-à-dire les fumées provenant du four `
tournant, circulent ~ l'extérieur des tubes et perpendiculaire-ment à eux, est la plus favorable. ~es coefficients d'~change obtenus sont de l'ordre de 50 kilocalories par heure et par matre ¢arré pour des tubes de 50 millimètres de diamètre et un ga~ caloporteur à 500C, pour des vitesses de ga~ d'environ ~; 6 à 8 m/s~ ~a surface d'échange néoessaire à la production de 1000 tonnes par ~our d'alu~.ine calcinëe e~t ainsi voisine de 1500 m2 pour passer de l'hydrate à 15 % dleau d'humidité, 60C, à l'alumine à 11% d'eau de constitution, à 300C. ~ --Un tel échangeur, adapté ~ un four tournant classique? permet ~ d'économiser 15 ~ 20 kg de fuel par tonne dtalumine calcin~e , , ~ . .
g_ ' .
,. . . .
. . . ~ . - - .
sans augmentation notable de la consommation d'énergie ~lec-trique, en comparaison avec le résultat obtenu avec un échan-geur à cyclones en série .
Ainsi que l'illus-tre la figure 4~ qui représente un echangeur à un seul étage, le tube descendant 22 peut se trouver à l'extérieur de l'enceinte~
i Un montage d'~ssai selon la figure 3, mais ne compre-nant qu'un seul étage~ comporte un tube descendant 22 de 222 i mm de diamètre et 5 m de longueur, c'est-à-dire une surface ~ -de 3,5 m2, et seize tubes ascendants de 54 mm de diamètre et j 5 m de long, soit une suxface totale de 13,6 m2, ~a surface ~ll d'échange des petits tubes est quatre fois plus importante que celle du gros tube. ~e coefficient d'échange K est, en prèmière approximation, inversement proportionnel ~ la racine carrée du diamètre, On a ainsi ~
- pour un tube de 54 mm : K - 50 kcal/h/m2/a - pour un tube de 222 mm : K = 25 kcal/h/m2/C `
~a différence de température entre le grand et le petit tube atteint de 5 à 20C, suivant le débit d'alimenta-tion et de recyclage. Ie dégagement de vapeur d'eau est donc beaucoup j plus intense dans les petits tubes que dans le gros~ d'autant plus que~ à certaines températures~ la réaction de déshydra-tation est très sensible à cette température. ~a vitesse de descente correspondante dans le grand tube atteint 1,5 à
3 metres à la minute, ~a charge circulante est de 4 à 8 fois la charge débitée par l'échangeur.
~'invention s'applique à tout échangeur de chaleur e~tre un gaz et un matériau pulvérulent fluidisé, et, plus ~I , .
particuli~rement, avec installations de calcination de l'alu mine hydratée.
;: . . . . .
,...
' " ".. ' ', '. ,.~
. ; . .
, . -10~
~j On décrit à présent, de façon détaillée, l'échangevr 6 que vise l'invention.
Entre l'entrée 10 et la sortie 11, l'alumine circule dans plusieurs étages correspondant à des températures et à
des états de déshydratations croissants de l'alumine et à
des températures décroissantes du gaz caloporteur Chacun de ces étages comprend deux séries de tubes sensiblement verticaux, une première série dans laquelle l'alumine circule de bas en haut, et une deuxième série dans laquelle l'alumine circule de .
haut en bas. Chague série comprend au moins un tube~ et llalumine est fluidisée dans ces tubes. ~a circulation géné-rale s~effectue à contre-courant. Celle de l'alumine est assur~e par fluidisation différentielle, elle résulte de ce gue la densité du fluide est plus élevée dans les tubes à
circulation descendante que dans ceux à circulation montante ~'appareillage se présente sous des formes différen- - -tës~ suivant que l'on opare par fluidisation, c'est-~-dire avec un gaz vecteur tel que l'air, introduit dans l'appareil~ ~`
ou par autofluidisation~ c'est-à-dire avec un gaz vecteur ~
~-1 - . :.~ .
i -6- -I ~ .
~ 4~ 8 S S
dégagé dans les tubes par suite de l'action de la chaleur sur le matériau pulvérulent.
La figure 2 représente un exemple d'appareillage mettant en oeuvre la fluidisation différentielle.
~'échangeur compxend, montées dans l'enceinte 7 repré-sentée sur la figure 1, une pluralité d'étages d'échange dont chacun comprend un tube 15 sensiblement vertical, dans lequel le matériau fluidise circule de haut en bas (lè~série), et un tube 16 sensiblement vertical dans lequel ce matériau cir-cule de bas en haut (2ème série). Ces tubes sont reliés, au-j voisinage de leur extrémite inférieure, par une tubulure 17 ;
le tube~16 est relié au tube 15 de l'étage ~oisin par une tubulure 18 prévue au voisinage de leur extr~mité supérieure.
Chaque tube est muni, ~ son extrémité inférieure9 d'une tubu-lure 19 pour 15, 20 pour 16, servant à l'injection de gaz vecteur de fluidisation, cette injection se faisant pour les tubes ~ fluide descendant 15, sous une pression p inférieure à la pression P d'injection dans les tubes ~ fluide ascendant ~;; 16, ~e gaz caloporteur circule hori~ontalement, suivant la ~lèche 8-9- dans l'enceinte 7. On obtient ainsi, dans les tubes descendants 15 un débit d'air plus faible que dans les tubes a~cendants 16. Il en r~sulte~ dans le tube 15 un ~luide lit plu~ dense gue dans le tube 16. Cette dif~érence de masse entra~ne une oirculation de pulvérulent depuis les tubes 15 vers les tubes 16~ oomme indiqu~ par la flè¢he 21, Chaoun i~ des t~ubes 15 et 16 peut être constitu~ par plusieurs tubes sensiblement vertioaux branohés en parall~les~ o'est-à-dire reliés entre eux~ à leurs extr~mit~s de même nom, supérieure ou 1nférieuxe, par des tùbulures, 30 ~ 'alumine hydratée et humide pén3tre en 10 dans le :.~` , : ' :
~ ~ _7_ ;, `
`. 1~4~a8S5 :
premier tube descendant 15 et elle sort de l'appareil en ll~
vers l'extrémité superieure du dernier tube ascendant 16.
C ~a figure ~ représente un exemple d'appareillage mettant en oeuvre l'autofluidisation différentielle.
~'échangeur comprend, toujours mont~e dans l'encein--1 te 7, au moin~ un étage et, en général, une pluralité d'étages;i d'échange dont chacun comporte au moins un tube sensiblement vertical 22 dans lequel le matériau circule de haut en bas, et plusieurs tubes 23 dans lesquels le matériau circule de bas ~ lO en haut. I.e diamètre du tube 22 est supérieur ~ celui des ;3 tubes 23 ; à chaque tube descendant 22 correspondent plusieurs I tubes ascendants23. ~es différents tubes d'un meme étage sont reliés, à leur extrémité supérieure, à une chambre supérieure de mélange 24 et, à leur extrémité inférieure, à une chambre inférieure de fluidisation 25. ~es différentes chambres supé~
rieures sont reliées en série, ctest-à-dire chacune aux deux ~-chambres immédiatement voisines, par une tubulure 26, la chambre 24 du premier étage étant, en outre, reliée à l'entrée d'alumine 10 et celle du dernier étage à la sortie d'alumine 11. Pour un même débit d'alumine, la surface d'échange est moins importante dans les tubes descendants 22 de grand diamètra, que dans les tubes ascendants de petit diamètre.
Comme l'autofluidisation trouve son origine dans le dégagement de vapeur d'eau à partir de l'alumine hydratée chauffée par le gaz caloporteur, on trouve une vitesse de vapeur d'eau moins importante dans le tube descendant de grand diamètre que dans les tubes ascendants de diamètre plus faible, Cette différence est due à la section plus importante du tube descen-,:
dant et au flux de chaleur moins important à travers ce tube qu'à travers les tubes ascendants~ à cause de la surface - ~ ' '".
-8- ;
i ~4 .~55 d'échange moins importante du tube de gros diamètre pour un -~
même débit d'alumine et également au coef~icient d'échange gaz caloporteur/paroi plus faible pour un gros diamètre que pour un plus petit.
~'hydrate d'alumine humide est introduit directement en 10 dans la chambre supérieure 24 de mélange fluide du pre-mier étage, o~ il est intimement mélangé, grace ~ la turbulence créée par le lit fluidisé, à de l'alumine déjà sèche et portée à une température de 130 à 160C, qui est la température moyenne de cet étage. ~'alumine sortant en 11 du dernier étage de l'échangeur comprend encore environ ll~o d'eau de ~ constitution à une température de l'ordre de 300~ qui est T la température moyenne de l'étage de sortie . le trihydrate d'~lumine a9 en effet, perdu deux molécules d'eau aux environs de 300C, la dernière molécule ne disparaissant ~u'~ 700C
environ? dans le four tournant 1.
~a résiætance principale à l'échange de chaleur provient du film de fumées. ~a disposition selon laquelle le gaz caloporteur, c'est-à-dire les fumées provenant du four `
tournant, circulent ~ l'extérieur des tubes et perpendiculaire-ment à eux, est la plus favorable. ~es coefficients d'~change obtenus sont de l'ordre de 50 kilocalories par heure et par matre ¢arré pour des tubes de 50 millimètres de diamètre et un ga~ caloporteur à 500C, pour des vitesses de ga~ d'environ ~; 6 à 8 m/s~ ~a surface d'échange néoessaire à la production de 1000 tonnes par ~our d'alu~.ine calcinëe e~t ainsi voisine de 1500 m2 pour passer de l'hydrate à 15 % dleau d'humidité, 60C, à l'alumine à 11% d'eau de constitution, à 300C. ~ --Un tel échangeur, adapté ~ un four tournant classique? permet ~ d'économiser 15 ~ 20 kg de fuel par tonne dtalumine calcin~e , , ~ . .
g_ ' .
,. . . .
. . . ~ . - - .
sans augmentation notable de la consommation d'énergie ~lec-trique, en comparaison avec le résultat obtenu avec un échan-geur à cyclones en série .
Ainsi que l'illus-tre la figure 4~ qui représente un echangeur à un seul étage, le tube descendant 22 peut se trouver à l'extérieur de l'enceinte~
i Un montage d'~ssai selon la figure 3, mais ne compre-nant qu'un seul étage~ comporte un tube descendant 22 de 222 i mm de diamètre et 5 m de longueur, c'est-à-dire une surface ~ -de 3,5 m2, et seize tubes ascendants de 54 mm de diamètre et j 5 m de long, soit une suxface totale de 13,6 m2, ~a surface ~ll d'échange des petits tubes est quatre fois plus importante que celle du gros tube. ~e coefficient d'échange K est, en prèmière approximation, inversement proportionnel ~ la racine carrée du diamètre, On a ainsi ~
- pour un tube de 54 mm : K - 50 kcal/h/m2/a - pour un tube de 222 mm : K = 25 kcal/h/m2/C `
~a différence de température entre le grand et le petit tube atteint de 5 à 20C, suivant le débit d'alimenta-tion et de recyclage. Ie dégagement de vapeur d'eau est donc beaucoup j plus intense dans les petits tubes que dans le gros~ d'autant plus que~ à certaines températures~ la réaction de déshydra-tation est très sensible à cette température. ~a vitesse de descente correspondante dans le grand tube atteint 1,5 à
3 metres à la minute, ~a charge circulante est de 4 à 8 fois la charge débitée par l'échangeur.
~'invention s'applique à tout échangeur de chaleur e~tre un gaz et un matériau pulvérulent fluidisé, et, plus ~I , .
particuli~rement, avec installations de calcination de l'alu mine hydratée.
;: . . . . .
,...
' " ".. ' ', '. ,.~
. ; . .
, . -10~
Claims (18)
1. Procédé permettant dans un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un matériau pulvérulent fluidisé, d'assurer la circulation continue de ce dernier, procédé consistant - à prévoir au moins un étage d'echange comportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entrée à
sa partie supérieure et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie à sa partie supérieure, et à relier les parties inférieures de ces tubes par un moyen de communication, - à introduire le matériau pulvérulent par ladite entrée dudit premier tube, - à faire circuler un gaz de fluidisation de bas en haut dans chacun des tubes, et à régulariser le flux de fluidisa-tion dans le premier tube à une vitesse inférieure à la vitesse du flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de façon à ce que la densité du matériau pulvérulent dans le deuxième tube soit inférieure à la densité du matériau pulvérulent dans le premier tube pour que ledit matériau pulvérulent circule de haut en bas dans le premier tube, puis circule dans ledit moyen de communication pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube, - à faire circuler ledit gaz caloporteur à travers lesdits tubes lors du passage du matériau pulvérulent dans ces tubes.
sa partie supérieure et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie à sa partie supérieure, et à relier les parties inférieures de ces tubes par un moyen de communication, - à introduire le matériau pulvérulent par ladite entrée dudit premier tube, - à faire circuler un gaz de fluidisation de bas en haut dans chacun des tubes, et à régulariser le flux de fluidisa-tion dans le premier tube à une vitesse inférieure à la vitesse du flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de façon à ce que la densité du matériau pulvérulent dans le deuxième tube soit inférieure à la densité du matériau pulvérulent dans le premier tube pour que ledit matériau pulvérulent circule de haut en bas dans le premier tube, puis circule dans ledit moyen de communication pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube, - à faire circuler ledit gaz caloporteur à travers lesdits tubes lors du passage du matériau pulvérulent dans ces tubes.
2. Procédé selon la revendication 1, qui consiste à
prévoir une pluralité d'étages d'échange, et à prévoir dans chaque étage lesdits au moins premier et deuxième tubes.
prévoir une pluralité d'étages d'échange, et à prévoir dans chaque étage lesdits au moins premier et deuxième tubes.
3. Procédé selon la revendication 1, qui consiste à
prévoir une pluralité d'étages d'échange, et à prévoir dans chaque étage ledit au moins premier tube et plusieurs dudit deuxième tube.
prévoir une pluralité d'étages d'échange, et à prévoir dans chaque étage ledit au moins premier tube et plusieurs dudit deuxième tube.
4. Procédé selon la revendication 2, qui consiste à
relier les parties inférieures d'un premier tube et d'un deuxième tube par une tubulure inférieure, et à relier les étages voisins par une tubulure supérieure.
relier les parties inférieures d'un premier tube et d'un deuxième tube par une tubulure inférieure, et à relier les étages voisins par une tubulure supérieure.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la circulation du gaz de fluidisation de bas en haut dans chacun des tubes et la regularisation du flux de fluidisation se fait par injection dans le premier tube dudit gaz de fluidisation sous une pression p inférieure à une pression P d'injection dans les deuxièmes tubes de ce gaz de fluidisation.
6. Procédé selon la revendication 3, qui consiste à
relier les extrémités inférieures desdits premier et deuxièmes tubes au moyen d'une chambre inférieure de fluidisation, à relier les extrémités supérieures desdits premier et deuxièmes tubes au moyen d'une chambre supérieure de mélange, et à relier en série les différentes chambres de mélanges supérieures par une tubulure, et à relier la chambre supérieure du premier étage à ladite entrée et la chambre supérieure du dernier étage à ladite sortie.
relier les extrémités inférieures desdits premier et deuxièmes tubes au moyen d'une chambre inférieure de fluidisation, à relier les extrémités supérieures desdits premier et deuxièmes tubes au moyen d'une chambre supérieure de mélange, et à relier en série les différentes chambres de mélanges supérieures par une tubulure, et à relier la chambre supérieure du premier étage à ladite entrée et la chambre supérieure du dernier étage à ladite sortie.
7. Procédé selon la revendication 6, qui consiste à
faire dégager ledit gaz de fluidisation dans lesdits tubes par suite de l'action de la chaleur du gaz caloporteur sur le matériau pulvérulent, et qui consiste à faire circuler de bas en haut le gaz de fluidisation dans lesdits tubes et à régulariser le flux de ce gaz de fluidisation en adoptant pour le premier tube un diamètre supérieure à celui des deuxièmes tubes.
faire dégager ledit gaz de fluidisation dans lesdits tubes par suite de l'action de la chaleur du gaz caloporteur sur le matériau pulvérulent, et qui consiste à faire circuler de bas en haut le gaz de fluidisation dans lesdits tubes et à régulariser le flux de ce gaz de fluidisation en adoptant pour le premier tube un diamètre supérieure à celui des deuxièmes tubes.
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fait circuler ledit gaz caloporteur à travers desdits tubes perpendiculairement à ces tubes.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on utilise un premier tube ayant un diamètre de 222 mm et des deuxi-èmes tubes ayant des diamètres de 54mm.
10. un échangeur de chaleur entre un gaz caloporteur et un matériau pulvérulent fluidisé, comprenant:
- au moins un étage d'échange comportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entrée à sa partie supérieure, et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie à sa partie supérieure, et un moyen de communica-tion reliant les parties inférieures de ces tubes.
- des moyens pour introduire le matériau pulvérulent dans l'entrée dudit premier tube, - des moyens pour permettre à un gaz de fluidisation de circuler de bas en haut dans chacun des tubes, et des moyens pour régulariser le flux de ce gaz de fluidisation dans le premier tube à une vitesse inférieure à la vitesse du flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de façon à ce que la densité
du matériau pulvérulent dans le deuxième tube soit inférieure la densité du matériau pulvérulent dans le premier tube, de façon à ce que le matériau pulvérulent circule de haut en bas dans le premier tube, puis circule dans ledit moyen de communication inférieure pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube, et - des moyens pour faire circuler le gaz caloporteur à travers lesdits tubes lors du passage du matériau pulvérulent-dans ces tubes.
- au moins un étage d'échange comportant au moins un premier tube sensiblement vertical ayant une entrée à sa partie supérieure, et au moins un deuxième tube sensiblement vertical ayant une sortie à sa partie supérieure, et un moyen de communica-tion reliant les parties inférieures de ces tubes.
- des moyens pour introduire le matériau pulvérulent dans l'entrée dudit premier tube, - des moyens pour permettre à un gaz de fluidisation de circuler de bas en haut dans chacun des tubes, et des moyens pour régulariser le flux de ce gaz de fluidisation dans le premier tube à une vitesse inférieure à la vitesse du flux de ce gaz de fluidisation dans le deuxième tube de façon à ce que la densité
du matériau pulvérulent dans le deuxième tube soit inférieure la densité du matériau pulvérulent dans le premier tube, de façon à ce que le matériau pulvérulent circule de haut en bas dans le premier tube, puis circule dans ledit moyen de communication inférieure pour ensuite circuler de bas en haut dans le deuxième tube, et - des moyens pour faire circuler le gaz caloporteur à travers lesdits tubes lors du passage du matériau pulvérulent-dans ces tubes.
11. Un échangeur de chaleur selon la revendication 10, comprenant une pluralité d'étages d'échange, chaque étage comprenant lesdits au moins premier et deuxième tubes.
12. un échangeur de chaleur selon la revendication 10, comprenant une pluralité d'étages d'échange, chaque étage compre-nant ledit au moins premier tube et plusieurs dudit deuxième tube.
13. Un échangeur de chaleur selon la revendication 11, dans lequel ledit moyen de communication inférieure est une tubulure, un deuxième tube d'un étage étant relié à un premier tube d'un étage voisin par une tubulure supérieure.
14. Un échangeur de chaleur selon la revendication 13 dans lequel lesdits moyens pour permettre à un gaz de fluidisation de circuler de bas en haut dans chacun des tubes comprennent une tubulure d'injection pour chacun des tubes, et lesdits moyens pour régulariser le flux du gaz de fluidisation à travers lesdits tubes consistent en une pression d'injection p de gaz de fluidi-sation inférieure pour le premier tube à la pression d'injection P de ce gaz de fluidisation pour le deuxième tube.
15. Echangeur de chaleur selon la revendication 12, dans lequel ledit moyen de communication comprend une chambre inférieure de. fluidisation à laquelle sont reliées les extrémités inférieures desdits premier et deuxièmes tubes, les extrémités supérieures desdits premier tube et deuxièmes tubes étant reliées à une chambre supérieure de mélange,les différentes chambres de mélange supérieures étant reliées en série par une tubulure, la chambre supérieure du premier étage étant un outre reliée à ladite entrée et la chambre supérieure du dernier étage étant reliée à
ladite sortie.
ladite sortie.
16. Echangeur de chaleur selon la revendication 15, dans lequel ledit gaz de fluidisation est dégagé dans lesdits tubes par suite de l'action de la chaleur du gaz caloporteur sur le matériau pulvérulent, lesdits moyens pour permettre à ce gaz de fluidisation de circuler de bas en haut et lesdits moyens pour régulariser le flux de ce gaz de fluidisation étant formés par le fait que ledit premier tube possède un diamètre supérieure à celui des deuxièmes tubes.
17. Echangeur de chaleur selon la revendication 10, dans lequel le gaz caloporteur circule à travers lesdits tubes perpendiculairement à ces tubes.
18. Echangeur de chaleur selon la revendication 10, comprenant un seul étage d'échange, cet étage comprenant ledit au moins premier tube et plusieurs dudit deuxième tube, ledit premier tube ayant un diamètre supérieur au diamètre des deuxi-èmes tubes, le diamètre du premier tube étant 222mm et celui des deuxièmes tubes étant 54mm.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7328617A FR2240419B1 (fr) | 1973-08-06 | 1973-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1040855A true CA1040855A (fr) | 1978-10-24 |
Family
ID=9123611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA206,302A Expired CA1040855A (fr) | 1973-08-06 | 1974-08-02 | Echangeur et procede pour transferer la chaleur entre gaz caloporteur et materiau pulverulent fluidise |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5222701B2 (fr) |
| BE (1) | BE818521A (fr) |
| CA (1) | CA1040855A (fr) |
| CH (1) | CH578162A5 (fr) |
| CS (1) | CS203078B2 (fr) |
| DD (1) | DD113101A5 (fr) |
| DE (2) | DE7426423U (fr) |
| DK (1) | DK140507B (fr) |
| FR (1) | FR2240419B1 (fr) |
| GB (1) | GB1483666A (fr) |
| HU (1) | HU171023B (fr) |
| IT (1) | IT1017809B (fr) |
| LU (1) | LU70660A1 (fr) |
| NL (1) | NL7410587A (fr) |
| SE (1) | SE425754B (fr) |
| SU (1) | SU731912A3 (fr) |
| YU (1) | YU36817B (fr) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7703939A (nl) * | 1977-04-12 | 1978-10-16 | Esmil Bv | Werkwijze en inrichting voor het uitwisselen van warmte. |
| GB2162935B (en) * | 1984-08-09 | 1988-08-17 | Pettingale Limited | Fluid bed heat exchanger |
| ATE252660T1 (de) | 1998-04-14 | 2003-11-15 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zur behandlung von cellulosefasern |
| CN102229487B (zh) * | 2011-04-25 | 2012-12-26 | 无锡市康顺节能材料科技有限公司 | 一种免烧保温砖及其生产方法 |
| CN107720830A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-02-23 | 白银昌元化工有限公司 | 一种气动流化塔余热利用于高锰酸钾蒸发的装置及余热利用工艺 |
-
1973
- 1973-08-06 FR FR7328617A patent/FR2240419B1/fr not_active Expired
-
1974
- 1974-08-01 GB GB33923/74A patent/GB1483666A/en not_active Expired
- 1974-08-01 IT IT25853/74A patent/IT1017809B/it active
- 1974-08-02 CH CH1067074A patent/CH578162A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-08-02 LU LU70660A patent/LU70660A1/xx unknown
- 1974-08-02 CA CA206,302A patent/CA1040855A/fr not_active Expired
- 1974-08-02 DE DE7426423U patent/DE7426423U/de not_active Expired
- 1974-08-02 DE DE2437416A patent/DE2437416B2/de active Granted
- 1974-08-02 DK DK413174AA patent/DK140507B/da not_active IP Right Cessation
- 1974-08-05 YU YU2171/74A patent/YU36817B/xx unknown
- 1974-08-05 HU HU74PE00000927A patent/HU171023B/hu unknown
- 1974-08-05 SE SE7410053A patent/SE425754B/xx unknown
- 1974-08-05 CS CS745551A patent/CS203078B2/cs unknown
- 1974-08-05 DD DD180325A patent/DD113101A5/xx unknown
- 1974-08-05 JP JP49089738A patent/JPS5222701B2/ja not_active Expired
- 1974-08-06 NL NL7410587A patent/NL7410587A/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-08-06 BE BE147315A patent/BE818521A/fr not_active IP Right Cessation
-
1975
- 1975-08-27 SU SU752161553A patent/SU731912A3/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1017809B (it) | 1977-08-10 |
| HU171023B (hu) | 1977-10-28 |
| YU217174A (en) | 1982-06-18 |
| LU70660A1 (fr) | 1975-05-21 |
| FR2240419A1 (fr) | 1975-03-07 |
| DK413174A (fr) | 1975-04-01 |
| AU7205874A (en) | 1976-02-12 |
| DK140507C (fr) | 1980-02-11 |
| GB1483666A (en) | 1977-08-24 |
| SE7410053L (fr) | 1975-02-07 |
| YU36817B (en) | 1984-08-31 |
| BE818521A (fr) | 1975-02-06 |
| SE425754B (sv) | 1982-11-01 |
| NL7410587A (nl) | 1975-02-10 |
| DD113101A5 (fr) | 1975-05-12 |
| CH578162A5 (fr) | 1976-07-30 |
| SU731912A3 (ru) | 1980-04-30 |
| DE2437416B2 (de) | 1975-11-06 |
| CS203078B2 (en) | 1981-02-27 |
| JPS5222701B2 (fr) | 1977-06-18 |
| DE7426423U (de) | 1976-12-30 |
| JPS5072243A (fr) | 1975-06-14 |
| FR2240419B1 (fr) | 1976-04-30 |
| DE2437416A1 (de) | 1975-03-06 |
| DK140507B (da) | 1979-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1235886B1 (fr) | Pyrolyse flash dans un reacteur cyclone | |
| JP7665511B2 (ja) | 生物由来多孔質炭素二酸化ケイ素組成物ならびにその作製方法および使用方法 | |
| US5662052A (en) | Method and system including a double rotary kiln pyrolysis or gasification of waste material | |
| EP0161970B1 (fr) | Procédé et installation de traitement de matière en lit fluidisé circulant | |
| CA2443893C (fr) | Traitement d'une matiere carbonee | |
| US3565408A (en) | Production of alumina from aluminum hydroxide | |
| JP2021527030A5 (fr) | ||
| EA000516B1 (ru) | Способ получения окиси алюминия из гидроокиси алюминия | |
| CA1053443A (fr) | Procede pour la decomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydrate | |
| CA1103001A (fr) | Procede de decomposition thermique du chlorure d'aluminium hexa-hydrate par chauffage indirect | |
| CA1094292A (fr) | Procede de decomposition thermique du chlorure d'aluminium hexa-hydrate par chauffage indirect | |
| CN1729046A (zh) | 在流化床内热处理的方法与装置 | |
| KR910000710B1 (ko) | 분말원료 소성장치 | |
| CN1120588A (zh) | 流态化床-移动床混合反应器焙烧系统及工艺 | |
| EP0016713A1 (fr) | Procédé de récupération de chaleur sur un courant gazeux chaud et dispositif de mise en oeuvre | |
| FR2513622A1 (fr) | Procede et appareil pour la calcination des matieres minerales en poudre, notamment en cimenterie | |
| FR2511611A1 (fr) | Procede d'obtention de produits granules a partir d'une suspension et appareil pour mettre en oeuvre ce procede | |
| EP0051540B1 (fr) | Procédé de traitement thermique de particules solides fines | |
| FR2564083A1 (fr) | Procede de production continue d'une poudre d'un compose de silicium utile comme matiere de ceramique | |
| US3974572A (en) | Process and heat exchanger for continuous circulation of fluidized powder in heat exchange with a hot gas | |
| US4335663A (en) | Thermal processing system | |
| US20240376000A1 (en) | Method of heating solids in a reactor to produce a heat-treated material | |
| CN119823778B (zh) | 中低温连续进出料的煤和生物质定向热解反应器及方法 | |
| RU2100401C1 (ru) | Способ термической переработки твердого углеродсодержащего сырья с получением активного угля и установка для его осуществления | |
| WO2025163455A1 (fr) | Cornue verticale d'activation de carbone |