Procédé et installation de déshydratation. La présente invention se rapporte à un procédé pour enlever par évaporation l'eau contenue dans des solutions, des suspensions aqueuses et des mélanges d'eau et de ma tière, ainsi qu'à une installation pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Suivant ce procédé, la matière à traiter est étalée en une couche mince sur plusieurs surfaces de chauffe, la vapeur provenant du chauffage de la matière par l'une de ces surfaces étant utilisée pour chauffer la sur face suivante afin d'y produire la tempé rature nécessaire à l'évaporation, la matière à traiter étant amenée, sur chacune de ces- dites surfaces, avant qu'elle la quitte finale ment dans un état plus ou moins solide au moins approximativement au même degré de dessiccation.
L'installation suivant l'invention pour la mise en ceuvre du susdit procédé comporte plusieurs. surfaces de chauffe formées cha cune par au moins un élément de chauffe, l'installation étant établie de façon que cha cune de ces surfaces est chauffée par la va- peur produite sur la surface précédente, des moyens étant prévus pour étaler la matière à traiter sur les surfaces de chauffage.
L'invention est avantageusement employée pour la déshydratation de matières telles que la pulpe de tourbe humide, qui peut con tenir jusqu'à 90 % d'eau et même plus, ainsi que les eaux d'égouts, et permet une récupé ration économique des matières en question.
Deux formes d'exécution de l'installation suivant l'invention sont représentées, à titre d'exemple, sur le dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe, montrant des parties de la pre mière forme d'exécution; La fig. 2 en est une vue en plan par tiellement coupée; La fig. 3 est une vue en élévation, partie en coupe, de deux éléments de la deuxième forme d'exécution; La fig. 4 est une vue en coupe de l'une des dernières chambres de cette installa lation, et La fig. 5 montre un détail eu coupe.
Les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes parties sur les différentes figures du dessin.
Les deux formes d'exécution de l'instal lation représentées sur les dessins sont des tinées pour le traitement d'une matière en forme de pulpe, et uiz dispositif est prévu pour amener sur les différents éléments clé chauffe des dessiccateurs compris clans l'ins tallation, une couche mince ou même un ru ban de pulpe, le produit sec adhérent étant après cela enlevé, des dispositifs appropriés d'application et d'enlèvement distincts étant associés avec chaque chambre.
Dans les deux cas représentées, on em ploie des surfaces de chauffe formées chacune par plusieurs éléments constamment mobiles, qui affectent la forme de tambours. Ces tam bours sont disposés verticalement et par paires dans chacune clés enveloppes 5 au nom bre de neuf.
Chaque groupe de tambours enfermés dans une enveloppe représente donc une sur face de .chauffe, soit une unité de chauffe, et toutes ces surfaces de chauffe sont égales comme caractère et comme superficie.
La pulpe clé tourbe est la matière qu'on suppose devoir traiter, matière contenant 90 % ou même plus d'eau lorsqu'elle arrive aux tambours, et étant enlevée après environ une révolution complète des tambours avec un contenu en eau de 30 % ou à peu près.
L'installation suivant les fig. 1 et 2 com porte quatre paires de tambours clans chaque enveloppe 5, d'où résulte . une grande sim plicité de la communciation avec les conduits pour l'arrivée de la matière clans les enve loppes et l'enlèvement du produit clé ces dernières. Les tambours de chaque paire tournent en sens inverse, à la même vitesse périphérique, de telle sorte que la matière amenée entre les deux tambours clé chaque paire, venant d'un conduit s'étendant le long clés tambours et délimité par les tambours et une auge 7 (fig. 4), est étalée en une couche uniforme sur les surfaces des deux tambours, d'où elle est détachée après la dessicca4ion au moyen de racloirs 9.
Cette disposition de l'arrivée de la matière sur les tambours présente l'avantage que l'inspection clé la sur face de chaque tambour, dans la région oie se trouve le racloir, au moyen de fenêtres telles que 92 (fig. 1) est facilitée et que le réglage des dispositifs d'alimentation indé pendants pour les différentes paires de tam bours peut se faire d'une façon rapide et simple.
Habituellement l'écoulement de la matière dans un dispositif d'alimentation comme celui envisagé ici, sera suffisamment uniforme d'un bout 'a l'autre de sa section, comme on le voit sur la fig. 4, pour rendre inutiles des dispositifs d'agitation, mais toute fois si on le désire des dispositifs de ce (),cure peuvent être placés dans les auges 7. A chaque extrémité d'une auge, sont placés des organes destinés à fermer l'auge et re couvrant les extrémités clu tambour en vue d'empêcher l'échappement de la matière de l'auge autour des extrémités du tambour.
Ces organes sont de préférences rendus ajus- tables axialement par rapport au tambour, de l'extérieur de l'enveloppe, en vue de per mettre de rattraper le jeu produit par l'u sure sans interrompre le fonctionnement de l'appareil.
L'espace de vapeur compris entre une en veloppe et les surfaces extérieures de ses tambours est mis en communication avec l'intérieur des tambours de l'enveloppe voi sine de la série, par des conduits 11 et des chambres 13, isolées de l'espace de vapeur de cette enveloppe par des cloisons 15 et dans lesquelles débouchent les axes creux des ex trémités supérieures des tambours.
L'un des deux tambours de chaque paire est directement commandé, un pignon 19 monté sur ce tambour de chaque paire engre nant à la fois avec un pignon. clé commande 21 et avec un pignon monté sur le tambour associé. Le pignon de commande est monté sur un arbre moteur 23 traversant une boîte à garniture empêchant toute perte de pres sion ou de vis dans l'enveloppe (suivant la place occupée par l'enveloppe dans la série des appareils et la pression la plus basse de la vapeur de chauffage dans le système). l'arbre moteur 23 est accouplé à un dis positif de commande à vitesse variable afin de pouvoir faire varier, d'une façon régla ble. le degré de dessiccation de la matière.
Les produits de condensation s'écoulent dans des chambres 35 formées au fond de chaque enveloppe par les cloisons 37 à tra vers lesquelles passent les axes creux 39 des extrémités inférieures des tambours. Les paliers pour les axes des tam bours sont disposés dans les. cloisons 15 PA 37, et les chapeaux de ces paliers sont seule ment soumis aux différences de pression relativement faibles, entre les chambres 13 et 35, d'une part, et l'espace dans lequel tour nent les tambours, d'autre part. Il est néan moins employé une forme spéciale de cha peau, comprenant une. garniture soumise à l'action d'un ressort, disposition qui est re présentée sur la fig. 5.
Elle comprend un disque annulaire 82 à travers lequel chaque axe passe isolément, mais dans des conditions telles due le disque puisse coulisser le long de l'axe, et une face soigneusement dressée du disque est pressée par des ressorts 8 4 contre une face fixe également dressée 86 dégagée de la portion 88 située en regard (lu collier évidé 90, monté sur l'axe et dans l'évidement duquel le disque 82 coulisse avec un ajustage suffisamment précis pour éviter les fuites.
Le produit de condensation de chacune des chambres 35 s'écoule dans la chambre sui vante de la série, par un tube en U 41 (d'une longueur voulue pour permettre une ferme ture convenable entre une chambre et la chambre suivante, à plus basse pression) et par un collecteur 43, relié par un tuyau 45 avec le conduit 11 pénétrant dans la chambre 13 de l'enveloppe, de sorte que la vapeur produite par le produit de condensation, à son entrée. dans l'espace à basse pression, existant dans le collecteur (étant donnée sa communication avec la chambre 35 par le tuyau 47) est mélangée à celle dégagée par la matière en traitement dans l'enveloppe d'où s'écoule le produit condensé.
La chaleur du produit condensé quittant la dernière enve- loppe à la température de la vapeur de chauffage dans la dernière enveloppe, peut être récupérée en réchauffant la matière.de- vant être chauffée, par son pass < < ge à tra: vers un échangeur de températures ou de toute autre.façon convenable.
La, chaleur de la vapeur sortant de la dernière enveloppe peut également être lar gement, sinon totalement, récupérée, par une récupération indirecte ou directe, de la même manière, et elle peut être utilisée d'abord :à élever la température de la matière brute traversant l'installation et tout résidu passant au condenseur et à la pompe à air si un tel résidu existe, peut alors chauffer l'eau d'ali mentation d'une chaudière de l'installation. L'enveloppe 49 indiquée sur les dessins, constitue un moyen de ce genre pour ré chauffer la tourbe passant le long des con duits 51, d'où partent les paires de branche ments 53, 55 alimentant les enveloppes.
Les gaz fixes dégagés, avec la vapeur, de la matière soumise à la dessiccation, ten dent à se rassembler dans les chambres 35, d'où ils sont retirés par des tuyaux<B>96,</B> de préférence par une pompe unique, desser vant toutes les enveloppes; les tuyaux 96 sont en conséquence représentés comme re liés à une seule conduite principale 98, ar rivant à la pompe unique et des robinets de réglage, destinés à régler le dégagement ap proprié de chaque enveloppe sont indiqués en 106.
Comme variante, les tuyaux 96 relative ment rétrécis, au lieu clé se rendre directement dans le conduit principal, peuvent relier les chambres 35 les unes aux autres de sorte que la totalité des gaz quittent la dernière chambre, un robinet ap proprié se trouvant sur chaque tuyau 96, pour régler la quantité passant d'une cham bre dans la suivante.
Le sommet de chaque tambour a une forme conique renversée re présentée en coupe sur la fig. 3 et provenant du désir de rendre la surface du tambour aussi grande que possible, les extrémités du tambour étant rapprochées autant que pos sible des cloisons 15 et 37 et on dispose un tuyau, s'étendant depuis la chambre 35, â travers l'axe inférieur 39, jusqu'à l'espace 100, afin que les gaz fixes susceptibles de s'accumuler dans cet espace, par la poussée vers le bas de la vapeur pénétrant dans le tambour, puissent être convenablement éva cués.
La matière raclée sur l'extérieur du tam bour tombe dans un tuyau 59; un de ces tuyaux est combiné avec chaque tambour.
Chaque tuyau 59 d'une paire de tam bours est relié, avec son tuyau associé, à un tuyau 74 et ces derniers tuyaux, par paires, évacuent dans l'un ou l'autre des deux tuyaux 70, 72, le long desquels la matière est emmenée par des transporteurs, les sec tions des tuyaux 70, 72 correspondant à cha que enveloppe, étant isolées des enveloppes voisines ou de l'enveloppe voisine par des dispositifs automatiques d'évacuation de construction appropriée, indnqués en 76, maintenant la différence de pression conve nable entre les sections. De cette façon, la totalité du produit desséché provenant de l'installation sort aux extrémités des tubes 70 et 72, par les déchargeurs automatiques 78, qui le déversent dans des vagonnets ou autres récipients appropriés.
La construction et le fonctionnement de ces dispositifs 76 et <B>78</B> seront expliqués plus exactement lors de la description de la deuxième forme d'exé cution, ils sont analogues au dispositif 63-67 représenté en plus grande échelle avec tous les détails en fig. 3.
Une telle disposition conduit d'elle-même à la, récupération de la chaleur considérable du produit desséché et dans des conditions que l'on peut considérer comme un multiple effet, puisque chaque dispositif d'évacuation (sauf évidemment le dernier 78 et celui qui, dans chaque tube précédera immédiatement le dernier) peut être placé en communication avec le collecteur 43 (comme il est indiqué par les tuyaux 77) ou avec le tuyau 45 en tre deux enveloppcs voisines de la série, de façon que la réduction de pression oblige une certaine quantité de vapeur à être engen drée par le produit qui traverse le déchar- geur. Le produit est ainsi progressivement re- froidi (et de la,
vapeur est émise par ce produit en vue de son utilisation comme in diqué), lorsqu'il passe à travers les déchar- geurs successifs, sur son trajet jusqu'à l'ex trémité de sortie du tube 70 ou de tube 72. On comprendra que le produit le plus chaud quitte la première enveloppe à peu près à la température du tambour dans cette enve loppe, et que la totalité du produit peut de cette manière être refroidi, avec récupération de la chaleur, jusqu'à une température cor respondant à la pression à l'intérieur des tambours de la dernière enveloppe.
Des soupapes sont disposées dans les tuyaux 74, comme il est indiqué en 79. ainsi que des connexions appropriées alter nativement pour la vapeur et le produit con densé en vue de permettre, en cas de dé rangement de l'une des unités, l'isolement de cette unité par rapport aux autres, sans interrompre le fonctionnement de l'installa tion.
Afin d'assurer un bon fonctionnement d'une installation de ce genre, il est impor tant d'empêcher qu'une variation trop grande se présente dans la différence prédéterminée entre les pressions de la vapeur dans les es paces d'évaporation des enveloppes succes sives. Ceci est effectué en insérant dans cha que conduit 11, une valve de réglage 80.
On peut prévoir, dans les cas où un ou plusieurs échelons d'une série ne sont pas en bon ordre île travail, le passage par une communica tion directe, de la totalité ou d'une partie de la vapeur traversant habituellement le ou les échelons en défaut, pour l'amener à un ou à des échelons à pression inférieure, pouvant convenir -à ladite vapeur, empê chant ainsi que le ou les échelons fautifs bouleversent le travail d'une série complète.
La deuxième forme d'exécution repré sentée dans les fig. 3 et 4 a. une grande res semblance avec la première suivant les fig. 1 et 2, sauf le dispositif<B>(le</B> déchargement et le fait que trois paires de tambours 3 au lieu de quatre sont disposées dans chaque cha.m. bre 5 formant une surface de chauffe. En outre, ces figures montrent clairement tous les détails omis dans les fig. 1 et 2.
La construction représentée sur les fig. 3 et 4 montre l'évacuation directe de la ma tière desséchée dans l'atmosphère, et en con séquence, un déchargeur automatique 57 est associé avec chaque enveloppe. Ce déchargeur comprend un arbre de commande 61, sur le quel sont montés des disques 63 possédant des lumières 65 et 66, pouvant coïncider, suc cessivement, avec les lumières 6 7 et 68, qui ne sont pas en alignement l'une avec l'au tre, pratiquées dans des cloisons fixes du dé- chargeur, l'espace situé entre les cloisons étant de façon appropriée -mis en communica tion (comme il est indiqué par le tuyau 94) avec des dispositifs d'épuisement (par exemple comme il est indiqué,
les dispositifs employés pour extraire les gaz fixes des en veloppes), de façon à éviter toute entrée de gaz fixes dans les enveloppes par le dé- chargeur.
Concernant le fonctionnement de l'instal lation, on peut, à titre d'exemple, indiquer que, clans la dessiccation d'une pulpe de tourbe contenant environ 90 % d'eau en un produit solide contenant 30 % d'eau, dans une ins tallation telle que détaillée ci-dessus, il con vient d'employer, clans la première enveloppe, une température d'évaporation de 120 C, tombant par 10 à la fois, jusqu'à 40 C dans la dernière des neuf chambres em ployées, la tourbe pénétrant dans les diffé rentes enveloppes à 30 C et la vapeur et le produit de condensation quittant la der nière enveloppe pour se rendre aux régénéra teurs, à la température de 30 C.
Il y a lieu d'observer qu'une grande pro portion de l'évaporation est effectuée à une température relativement basse, facteur ten tant dans le cas de quelques matières, à di minuer la destruction de l'appareil par les vapeurs corrosives et les gaz ayant cette même propriété, susceptibles d'être dégagés pendant l'opération avec la vapeur d'eau sor tant desdites matières lorsqu'elles sont sou mises à la dessiccation. Das les deux formes d'exécution décrites, les tambours formant les surfaces de chauffe sont disposés verticalement et par paires dans les enveloppes, mais il pourraient aussi être disposés autrement.