<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION FORMÉE PAR la COMPAGNIE BELGE DES FRINS WESTINGHOUSE Société Anonyme. pour:
Procédé et installation de séchage adiabatique.
Dans le séchage adiabatique de produits au moyen d'un courant d'air chaud, des pertes importantes proviennent de l'échap- pement de l'air humide et chaud, qui emporte sous forme de chaleur sensible la quantité de chaleur correspondant à son échauffement @ depuis sa température d'entrée dans le séchoir jusqu'à sa tempéra- ' ture de sortie et sous forme de chaleur latente la quantité de cha- leur correspondant à l'évaporation de l'eau du produit à sécher.
Les pertes de chaleur sensible peuvent être évitées si l'on fait circuler.l'air de séchage dans un circuit fermé composé d'un séchoir et d'un déshumidificateur, mais la chaleur latente, qui représente en fait la chaleur utile consommée pour effectuer le séchage, est néanmoins toujours perdue. Ainsi, lorsque la déshu- midification de l'air de séchage est produite par absorption à l'aide d'un produit hygroscopique à l'état solide ou en solution, régénérable par évaporation de l'eau absorbée, il est exigé pour la régénération du produit hygroscopique une quantité de chaleur au moins équivalente à la chaleur latente de vaporisation de l'eau qu'il a absorbée et qui provient en fait du produit à sécher.
Quel- le que soit la façon dont le séchage est conduit, cette quantité de chaleur est emportée par la vapeur d'eau évacuée à l'exterieur du régénérateur et est entièrement perdue.
La présente invention concerne un procédé comportant la circulation de l'air de séchage en circuit fermé et sa déshumidi- fication par absorption au moyen d'une solution hygroscopique et elle a pour but de permettre la récupération totale de la chaleur contenue dans l'air qui a traversé le séchoir. A cet effet, suivant l'invention, on conduit selon un processus adiabatique non seulement le séchage du produit, mais aussi la déshumidifioation de l'air et, pour maintenir la constance de la concentration de la solution hy- groscopique, on effectue son évaporation à l'aide d'énergie méca- nique, avec récupération de la chaleur de condensation de la vapeur d'eau évaporée après une compression préalable-suivant le principe de la pompe à chaleur.
Ainsi, d'une part en effectuant adiabatique- ment, c'est-à-dire sans intervention extérieure, les opérations d'é- vaporation de la vapeur d'eau du produit à sécher et de condensation
<Desc/Clms Page number 2>
de cette vapeur par absorption, on retient dans le système toute la chaleur utile aussi bien que la chaleur sensible de l'air; d'autre part en effectuant à l'aide d'énergie mécanique l'évaporation de l'eau absorbée par la solution saline et la compression de cette vapeur d'eau, on est à même de récupérer la chaleur de condensation de cette vapeur d'eau et de l'utiliser pour atteindre et entretenir la température d'ébullition.
L'installation nécessaire pour la mise en oeuvre de l'invention comprend, outre un séchoir et une enceinte de déshumidifi- cation par absorption, un régénérateur-concentrateur de solution -avec compresseur de vapeur d'eau, des échangeurs de chaleur et les appareils destinés à assurer la circulation de l'air, de la solution et de l'eau.
Le dessin annexé représente schématiquement, à titre d'exemples, l'application de l'invention à une chambre de séchage (Fig. 1) et à un séchoir-tunnel (fig. 2).
Dans la fig. 1, le séchoir 1, constitué d'une chambre destinée à recevoir les produits à sécher, est relié par les conduits 2 et 3 avec le caisson d'absorption 4 avec lequel il forme un circuit fermé. La partie inférieure du caisson comporte un bac 5 contenant la solution saline hygroscopique, par exemple une solution de chlorure de calcium ou de chlorure de lithium. Cette solution est continuellement refoulée par une pompe 6 dans des pulvérisateurs 7 qui arrosent un empilage d'éléments poreux 8, par exemple des anneaux Raschig, d'ou la solution retombe en pluie dans le bac 5.
L'air chargé de l'humidité évaporée du produit à sécher en 1, passe dans le caisson 4 par le conduit 3, traverse successivement l'espace 9 balayé par les gouttelettes en pluie, l'empilage 8, l'espace balayé par les pulvérisateurs 7, un filtre à gouttelettes 10 et est repris par le ventilateur 11 qui le refoule dans le séchoir 1 par le conduit 2.
En vue de sa régénération, la solution passe du bac 5 par la conduite 12 et les échangeurs de chaleur 13 et 14 dans le concentrateur 15 où elle arrive à une température voisine de son point d'ébullition. La vapeur dégagée dans le concentrateur est comprimée par le compresseur 16 et refoulée dans le serpentin 17 plongé dans le concentrateur 15; puis traverse l'échangeur 14 et est évacuée à l'extérieur par un robinet 18. Au cours de ce trajet la vapeur s'est condensée et a cédé sa chaleur de condensation à la solution.dans le concentrateur 15 et l'échangeur 14. La solution concentrée quitte le concentrateur en 19 et est refoulée par la pompe 20 et l'échangeur 13 dans le bac 5 du caisson d'absorption.
Dans une telle installation, l'opération de séchage s'effectue sans fourniture de chaleur extérieure, par le seul jeu des différences de tension de vapeur d'eau, respectivement dans le produit à sécher, dans l'air de séchage et dans la solution hygroscopique, dont la nature du sel, la concentration et la température ont été choisies de telle manière obtenir l'évaporation et l'absorption désirées. De même l'opération de régénération de la solution s'effectue également sans fourniture de chaleur extérieure, à la seule intervention d'énergie mécanique de compression, correspondant au "pompage" de la chaleur, depuis la température d'ébullution de la solution dans le concentrateur, jusqu'à une température légèrement supérieure, permettant un nouvel échange de chaleur entre cette vapeur comprimée et la solution.
Il est à remarquer que l'énergie mécanique nécessaire ne représente qu'une fraction très minime de l'énergie calorifique mise en jeu, étant donné que le cy-cle inverse de Carnot utilisé peut fonctionner avec une très petite différence de température.
@
<Desc/Clms Page number 3>
Les deux opérations combinées de séchage et de régénération s'effectuent donc, selon l'invention, sans fourniture de chaleur, à la seule intervention d'énergie mécanique, respectivement pour la régénération et les moyens de mise en circulation de l'air et de la solution saline; de plus grâce-à. la-récupération de la chaleur "utile" du séchage, la dépense d'énergie ne représente qu'une faible fraction de la chaleur consommée dans les autres procédés.
Il est nécessaire, en pratique, de pouvoir varier l'intensité du séchage suivant les besoins. Ce réglage peut se faire en agissant sur la concentration de la solution saline par le réglage du débit du compresseur 16, ou (et) en ouvrant plus ou moins une vanne 21 dans une conduite 22 en dérivation sur le caisson 4, afin de soustraire une plus ou moins grande partie de l'air de séchage à la déshumidification. Il est ainsi possible, notamment, d'augmenter progressivement l'intensité du séchage à mesure que celui-ci se poursuit.
Bien que le procédé n'exige pour son exécution aucun apport extérieur de chaleur, l'installation peut comporter une source de chaleur, telle qu'une batterie chauffante 23 placée par exemple dans le conduit d'entrée 2 du séchoir, et que l'on met en action pour atteindre plus rapidement la température de régime, pour faciliter le réglage ou pour compenser les déperditions calorifiques dues aux fuites et aux imperfections de l'isolement.
Le terme "séchoir" employé dans le présent mémoire doit être compris dans son sens le plus large pour désigner toute enceinte convenant pour recevoir le produit à sécher; compartiment, tunnel, tambour, etc. La fig. 2 montre à titre d'exemple une disposition de séchoir-tunnel, dont l'enceinte 1 est traversée par le tablier 24 qui porte la matière à sécher et est entrainé par le moteur 25. Le séchoir-tunnel représenté comprend une série de compartiments successifs desservis chacun par une conduite d'air de séchage 26 branchée sur le circuit de pulsion d'air 2, 3.
Les conduites 26 sont munies chacune d'une dérivation 22 avec vanne 21 réglable individuellement-afin de permettre de régler indépendamment le degré d'humidité dans les divers compartiments du séchoir par la manoeuvre des vannes 21, tandis que pour l'ensemble le réglage peut se faire en agissant sur la concentration de la solution hygroscopique. Les autres chiffres de référence indiqués sur la fig.2 désignent les mêmes éléments que les chiffres correspondants sur la fig.l.
Il est bien entendu que la disposition schématique adoptée à la fig.l pour le caisson d'absorption est simplement donnée à titre d'indication, cet appareil pouvant affecter n'importe quelle disposition destinée à assurer un contact aussi intime que possible entre l'air à déshumidifier et la solution saline.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.