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Procédé de traitement de matières pulvérulentes ou granuleuses La présente invention concerne un procédé pour le traitement de matières pulvérulentes ou granuleuses dans des sécheurs rotatifs à chauffage indirect. Elle est particulièrement applicable à la fabrication de soude légère par séchage et décomposition du bicarbonate de soude humide et à la fabrication de soude dense par déshydratation du carbonate de soude monohydraté.
On sait que le séchage et la calcination de substances humides, dans des sécheurs à tambour tournant, présentent de grosses difficultés en raison du croûtage des surfaces de chauffe du sécheur. Pour éviter ces inconvénients, on est forcé d'introduire dans le tambour tournant un système de râclage par chaînes, palettes ou boulets. S'il s'agit de sécheurs rotatifs chauffés par tubes intérieurs de vapeur à haute ou basse pression, ces dispositifs ne peuvent être utilisés. On a préconisé dans ce cas de diminuer l'humidité relative de la matière à sécher en la mélangeant avec une fraction importante de produit fini recyclé.
Cette façon d'opérer présente cependant le grave inconvénient de provoquer une augmentation de la consommation de combustible et une diminution sensible de la capacité de production du sécheur.
La présente invention a pour objet de réduire les inconvénients mentionnés ci-dessus.
Elle consiste à effectuer le traitement de matières pulvérulentes ou granuleuses, dans des sécheurs rotatifs à chauffage indirect, en mélangeant la matière à traiter avec une navette de produit semi-fini prélevée dans une zone du sécheur où le traitement n'est pas complètement terminé, la fraction franchissant le point de prélèvement de la navette étant traitée dans une zone de finissage de manière à obtenir un produit complètement traité. On sait que l'enlèvement des dernières fractions d'humidité ou d'eau de cristallisation contenues dans une matière à sécher et calciner est une opération relativement lente qui limite la capacité de production des appareils.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention permet de réaliser des économies sensibles de combustible tout en augmentant la capacité de production des appareils comparativement aux procédés connus puisque le finissage ne s'effectue que sur la fraction de matière sortant définitivement du sécheur à l'état de produit fini.
Le procédé est particulièrement intéressant dans le cas où le séchage est suivi d'une calcination du produit sec. En effet, le prélèvement de la navette peut s'effectuer à l'endroit du sécheur où le produit n'a encore subi qu'une calcination partielle. Il en résulte que pour une production donnée, le temps de séjour du produit dans la zone de finissage est nettement supérieur à celui du procédé antérieur selon lequel la navette est constituée de produit fini.
La navette de produit semi-fini peut être réalisée au moyen d'un transporteur externe, le prélèvement de matière dans le four s'effectuant, par exemple, à travers des lumières prévues dans la paroi du tambour tournant et déversant le produit dans une chambre annulaire fixe étanche.
Suivant une variante particulièrement intéressante, les pertes de chaleur sensibles peuvent être évitées en effectuant la navette au moyen d'un transporteur interne constitué d'une vis d'Archimède, solidaire du tambour et, par conséquent, entraînée par le seul moteur de rotation du sécheur.
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La quantité de produit semi-fini à recycler dépend évidemment de la teneur en eau du produit de navette et de l'humidité des produits à sécher.
Dans le cas du séchage et de la calcination du bicarbonate de soude obtenu selon le procédé de la soude à l'ammoniaque et dans le cas de la fabrication de soude dense par déshydratation de carbonate de soude monohydraté, la quantité de navette à introduire avec le produit à traiter est choisie de manière que l'eau contenue dans le mélange se trouve entièrement combinée à l'état d'hydrates, le mélange présentant alors un aspect pratiquement sec. Le rapport entre la quantité de produit circulant en navette et la quantité de produit fini est avantageusement pris entre 1 et 3.
Le chauffage indirect de la matière à traiter peut s'effectuer par un foyer extérieur à combustible solide, liquide ou gazeux, dont la chambre des gaz de combustion enveloppe totalement ou partiellement le tambour tournant, la transmission de chaleur se faisant à travers la paroi du sécheur.
Le chauffage s'effectue cependant de manière plus avantageuse par des tubes de vapeur disposés en une ou plusieurs couronnes concentriques à l'intérieur du cylindre et tournant en même temps que lui. Ces tubes sont alimentés en vapeur à haute ou basse pression.
Suivant un mode de réalisation présentant des avantages particulièrement intéressants, on dispose le transporteur de navette et le système de chauffage de manière à diviser le sécheur en trois zones bien distinctes - une zone de pré-mélange dans laquelle le produit humide est mélangé intimement à une navette importante de produit semi-fini. Pour éviter tout croûtage la navette de produit sec doit déboucher en amont du point de chute du produit humide. De cette manière, le produit humide à traiter n'est pas mis directement en contact avec des parois chaudes. Le mélange des matières est éventuellement rendu plus intime par des palettes adéquates disposées dans la partie avant de la zone de mélange.
Cette zone est chauffée par l'apport de la chaleur sensible des produits circulant en navette mais elle est soustraite avantageusement à l'action de toute autre source de chaleur extérieure.
- une zone de séchage et éventuellement de calcination dans laquelle se produit la plus grande partie de la déshydratation et de la décomposition éventuelle. Cette zone est chauffée sur toute sa longueur par un garnissage de tubes à vapeur ou par la chaleur d'une source extérieure transmise à travers la paroi du sécheur.
- une zone de finissage, chauffée comme la précédente, dans laquelle se terminent le séchage et éventuellement la calcination. Par suite de l'absence de navette dans cette zone aval du four, le temps de séjour du produit y est proportion- nellement plus grand que dans la zone de pré- mélange et dans la zone de calcination, ce qui améliore l'efficacité des surfaces chauffantes et assure une calcination complète du produit.
Exemple avec référence au dessin schématique annexé Séchage du bicarbonate de soude et décomposition en carbonate neutre La figure unique du dessin représente un sécheur tournant dans lequel les systèmes de chauffage et de navette sont disposés de manière à partager le sécheur en trois zones : une zone A de pré-mélange, une zone B de calcination et une zone C de finissage. Le tambour tournant, d'une longueur égale à 8 à 10 fois le diamètre, est représenté schématiquement en 1, le chauffage est assuré par des tubes de vapeur 2 éventuellement garnis d'ailettes sur toute ou une partie de leur longueur. Ces tubes s'étendent sur toute la longueur des zones de calcination et de finissage. Le transporteur de navette 4 est constitué d'un tube garni d'une vis intérieure 3.
Il est chargé en 9, à l'entrée de la zone de finissage, par un dispositif à palettes non représenté et dépose le bicarbonate de soude partiellement calciné en un point 5 situé en amont de l'entrée de bicarbonate de soude humide 6. Le rapport de la quantité de produit navetté à la quantité de soude produite est compris entre 1 et 3 et, pour un réglage déterminé, varie avec la production du sécheur. La calcination du bicarbonate de soude franchissant le point 9 est achevée dans la zone de finissage C et le carbonate de soude anhydre est éliminé en 7. La vapeur d'eau et les gaz dégagés par la réaction de décomposition sont évacués en 8.
Le point 9 de reprise de la navette est choisi en un endroit où le produit circulant dans le four est suffisamment sec pour que, par mélange avec le bicarbonate de soude humide, le produit navettant puisse absorber l'eau d'imprégnation du bicarbonate et la fixer pratiquement à l'état d'hydrate. La longueur de la zone de finissage doit cependant être calculée pour pouvoir assurer une calcination complète des produits entrant dans cette zone.
On remarquera de plus que par un choix convenable de la quantité de produit navetté et de la température de séchage, il est possible d'améliorer la densité de la soude produite.
Le procédé selon l'invention peut être également appliqué à la fabrication de soude dense par séchage et décomposition de carbonate de soude monohydraté humide et à la préparation d'autres produits nécessitant un séchage et éventuellement une calcination. Par ailleurs, les appareils peuvent être modifiés. Le chauffage indirect peut notamment être réalisé par un foyer extérieur, la circulation des gaz de combustion, à l'extérieur du sécheur tournant, étant limitée de, manière à ne chauffer que la zone de séchage et éventuellement de calcination et la zone de finissage.
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