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Molecule
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water
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phosphate
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deba
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qutil
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Gene Or Protein
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Etre
(9)
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Generic
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PHOSPHATES
(6)
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Physical
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2 metres
(1)
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de 66 m3/h
(1)
[17][_]
de 2 metres
(1)
[18][_]
de 300 mm
(1)
[19][_]
de 0,59 Kg
(1)
[20][_]
Organism
(1/ 2)
[21][_]
SABLE
(2)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510735A1
Family ID 1992851
Probable Assignee Alsthom Atlantique
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF D'EGOUTTAGE D'UN MATERIAU GRANULAIRE
MOUILLE
EN Title WET GRANULAR MATERIAL DRAINAGE FEED - HAS BASE WHICH FORCES
HOT GAS THROUGH UNSATURATED PORTION OF MATERIAL PILE
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE ET DISPOSITIF D'EGOUTTAGE D'UN MATERIAU GRANULAIRE MOUILLE.
UNE CIRCULATION D'AIR CHAUD A TRAVERS LE MATERIAU GRANULAIRE 14
FACILITE SON EGOUTTAGE, ET PEUT PERMETTRE EN OUTRE SON SECHAGE
ULTERIEUR.
APPLICATION AU SECHAGE DE MATERIAUX GRANULAIRES TELS QUE LES
PHOSPHATES OU LE SABLE.
The drainage feed is for wet granular phosphate after mining and
washing. The material is piled so that the water can percolate
downwards, that appearing at the base being extracted to prevent its
level rising. The drained material is extracted from an intermediate
portion of the pile high enough to prevent capillary action causing
the free water to rise to this level. Hot gas is also forced through
the unsaturated portions of the pile, to heat the material and aid
percolation of the water by reducing its viscosity and surface
tension.
Description
_________________________________________________________________
Procede et dispositif d'egouttage d'un materiau granulaire mouille
L'invention concerne un procede et un dispositif d'egouttage d'un
materiau granulaire mouille.
Elle s'applique notamment a l'egouttage constituant a la premiere
phase du processus de sechage de materiaux tels que les phosphates qui
ont subi, apres leur extration d'une mine, un lavage a l'water qui les
a debarrasse de la plus grande partie de leurs particules les plus
fines telles que les argiles Le materiau a secher peut etre aussi du
sable, par exemple.
L'operation d'egouttage consiste a deba rasser le materiau d'a peu
pres toute l'water susceptible de l'entre par ecoulement gravitaire.
Elle precede dans le processus le sechage proprement dit qui consiste
a faire evaporer l'water subsistante.
On connait, notamment par le brevet francais nO 2 128 013 (SOGREAH) un
procede d'egouttage qui comporte les operations suivantes - apport du
materiau mouille pour former un empilement de maniere a permettre a
l'water de s'ecouler par percolation sur la hauteur de l'empilement en
saturant le materiau situe a la partie inferieure de celui-ci et en
faisant apparaitre de l'water libre, - evacuation de l'water libre a
la partie inferieure de l'empilement de maniere a empecher le niveau
d'water libre de s'elever, - et prelevement de materiau egoutte dans
une partie intermediaire de l'empilement a un niveau "de prelevement"
suffisamment eleve au dessus de celui de l'water libre pour que les
forces de capillarite ne puissent pas provoquer une remontee d'water
du niveau d'water libre jusqu'au niveau de prelevement.
Dans le brevet francais anterieur ce procede est mis en oeuvre a
l'interieur d'une tremie. Il presente l'avantage d'assurer un
egouttage relativement bon. Il presente cependant des inconvenients
notamment dans le cas du traitement des phosphates a proximite de leur
lieu d'extraction. L'egouttage ntest pas aussi rapide qu'on le
souhaiterait, et le sechage qui doit suivre l'egouttage necessite un
nouveau deplacement du materiau.
La presente invention a pour but de permettre d'obtenir simplement un
egouttage rapide et complet, et d'effectuer un sechage ulterieur sans
deplacement supplementaire du materiau egoutte.
Elle a notamment pour objet un procede d'egouttage d'un materiau
granulaire mouille, ce procede comportant les operations suivantes -
apport du materiau mouille pour former un empilement de maniere a
permettre a l'water de stecouler par percolation sur la hauteur de 11
empilement en saturant le materiau situe a la partie inferieure de
celui-ci et en faisant apparaitre de 11 water libre, - evacuation de
l'water 'libre a la partie inferieure de l'empilement de maniere a
empecher le niveau d'water libre de s'elever, - et prelevement de
materiau egoutte dans une partie intermediaire- de l'empilement a un
niveau "de prelevement" suffisamment eleve au dessus de celui de
l'water libre pour que les forces de capillarite ne puissent pas
provoquer une remontee d'water du niveau d'water libre jusqu'au niveau
de prelevement, -ce procede etant caracterise par le fait qu'il
comporte en outre une operation de circulation forcee de gaz chaud a
travers les parties de ltempilement non saturees d'water de maniere a
chauffer le materiau pour que l'elevation de temperature facilite la
percolation de l'water par diminution de sa viscosite et de sa tension
superficielle.
Ce procede comporte de preference deux operations successives de
circulation de gaz chaud a travers le meme materiau, a savoir - une
operation de simple chauffage dans laquelle le gaz chaud circule en
circuit ferme de maniere a se saturer d'humidite et a eviter un
refroidissement par evaportation d'water, - puis une operation de
sechage dans laquelle le gaz circule en circuit ouvert et est chauffe
avant de traverser le materiau.
La presente invention a egalement pour objet un dispositif d'egouttage
d'un materiau granulaire mouille, ce dispositif comportant - des
moyens d'apport du materiau mouille pour former un empilement de
maniere a permettre a l'water de s'ecouler par percolation sur la
hauteur de l'empilement en saturant le materiau situe a la partie
inferieure de celui-ci et en faisant apparaitre de l'water libre, -
des moyens d'evacuation de l'water libre a la partie inferieure de
l'empilement de maniere a empecher le niveau d'water libre de
s'elever, - et des moyens de prelevement du materiau egoutte dans une
partie intermediaire de l'empilement a un niveau "de prelevement;;"
suffisamment eleve au dessus de celui de 11 water libre pour que les
forces de capillarite ne puissent pas provoquer une remontee d'water
du niveau d'water libre jusqu'au niveau de prelevement, - ce
dispositif etant caracterise par le fait tu'il comporte en outre - une
paroi inclinee a l'angle du talus natu 1 du materiau a egoutter pour
que lesdits moyens d'apport forment sur cette paroi une couche de
materiau presentant une epaisseur sensiblement constante et
constituant ledit empilement, cette paroi etant permeable aux gaz tout
en etant infranchissable par le materiau a egoutter, - un circuit de
gaz muni d'une pompe pour faire traverser cette paroi permeable et
cette couche de materiau par un gaz, - et un organe de chauffage pour
chauffer ce gaz avant qutil traverse cette couche de materiau de
maniere a chauffer le materiau pour que l'elevation de temperature
facilite la percolation de l'water par diminution de sa viscosite et
de sa tension superficielle.
Ce dispositif comporte avantageusement en outre un entassement
permeable de pierres dispose sous la paroi permeable, et la
supportant, - le circuit de gaz faisant passer le gaz en serie a
travers cet entassement puis a travers cette paroi permeable, puis a
travers la couche de materiau a egoutter, de maniere que cet
entassement assure a la fois une distribution uniforme du gaz et une
reserve de chaleur.
De preference encore l'organe de chauffage est constitue par un
capteur solaire.
A l'aide des figures schematiques ci-jointes, on va decrire ci-apres,
a titre non limitatif, comment l'invention peut etre mise en oeuvre.
Il doit etre compris que les elements decrits et representes peuvent,
sans sortir du cadre de l'invention, entre remplaces par d'autres
elements assurant les memes fonctions techniques. Lorsqu'un meme
element est represente sur plusieurs figures il y est designe par le
meme signe de reference.
La figure 1 represente une vue en coupe d'un dispositif selon
l'invention, le plan de coupe etant perpendiculaire a la longueur du
dispositif.
La figure 2 represente une vue en coupe II-II de la paroi permeable de
ce dispositif, le plan de coupe etant perpendiculaire a la fois au
plan de la figure 1 et a celui de cette paroi.
Le dispositif decrit est destine a recevoir des phosphates laves
extraits d'un gisement dans un pays chaud, et a restituer ces
phosphates completement seches. Il comporte un massif poreux de
pierres 2 qui presente une section en triangle isocele avec des cotes
inclines a 450, et qui s'etend rectilignement horizontalement sur une
grande longueur.
Ce massif est parcouru interieurement par un tuyau longitudinal de
distribution d'air chaud 4 muni d'ouvertures de distribution 6 et
alimente par une pompe a air 8 recevant l'air d'un capteur solaire 10.
Ce massif sert de support a une paroi permeable 12 qui est appuyee sur
ses flancs et qui le separe d'une couche de phosphates 14 qui a ete
deversee sur son arete sommitale grace a une bande transporteuse 16
qui est deplacable longitudinalement et qui constitue lesdits moyens
d'apport.
La paroi permeable est generalement plane et constituee d'une tole
ondulee dont les lignes sommitales suivent les lignes de plus grande
pente de la paroi et comportent des perforations surmontees de toits
incurve vers le bas (voir figure 2). Cette disposition empeche l'water
et le phosphate de penetrephosphate dans le massif 2.
Le prelevement se fait au bas du massif a l'aide de deux roues a
godets 28 qui sont placees des deux cotes du massif, a sa base, et qui
de meme que la bande transporteuse 16, peuvent se deplacer sur toute
la longueur du dispositif.
Ledit "empilement" de phosphate se continue sans interruption au
dessous du massif 2 par deux tremies convergente-divergente 30 qui
s'etendent sur toute la longueur du massif. Ces tremies debouchent
chacune au dessus d'un plateau recepteur inferleur 32 dont les bords
releves retiennent l'water libre qui apparait par suite de la
percolation de l'water a travers l'empilement sur toute la hauteur de
celui-ci. Cette water est evacuee a l'aide d'une conduite 34.Le fond
36 du plateau 32 est amovible de maniere a permettre l'evacuation du
phosphate contenu dans la tremie 30, ceci chaque fois que ce phosphate
est devenu insuffisamment permeable en raison de l'accumulation des
particules d'argile qui subsistaient dans le phos- phate apporte et
qui ont ete entrainees vels le bas par l'water en cours de percolation
dans l'empilement. Le niveau d'water libre dans le plateau 32 est par
exemple situe a 2 metres du niveau du prelevement opere par la roue
28, de maniere a permettre a l'water arrivant a ce niveau de
prelevement de continuer a descendre sous l'action de la pesanteur
sans etre sensiblement genee dans son deplacement par les forces
capillaires agissant a partir du niveau d'water libre.
Selon une disposition particuliere, lorsqu'une couche 14 a ete
constituee par apport de phosphate, l'air chaud provenant du cap- teur
10 et ayant traverse le massif 2, la paroi permeable 12 et cette
couche est repris grace a un couvercle 38 qui le reconduit a partir du
sommet du massif, jusqu'a l'entree du capteur solaire 10.
Le couvercle est au moins partiellement constitue de panneaux mobiles
de maniere a permettre le deplacement des roues 28 lors du
prelevement. Ce circuit ferme evite une evaporation excessive de
l'water du phosphate, une telle evaporation pouvant soit refroidir le
phosphate et donc diminuer l'efficacite de l'egouttage, soit
necessiter une puissance de chauffage accrue.
Des volets mobiles 40 et 42 constituent un dispositif de commutation
permettant apres l'operation de chauffage simple effectuee en circuit
ferme, de passer a une deuxieme operation de chauffage qui assure le
sechage complet du phosphate. Lors de cette deuxieme operation le
volet 40 est abaisse de maniere a laisser l'air humide s'echapper dans
l'atmosphere au sommet du massif, le volet 42 permettant alors
l'alimentation du capteur solaire a partir de l'air atmospherique
froid et sec. Le volet 40 au sommet du couvercle 38 doit de plus etre
abaisse lors de l'apport de phosphate.
L'avantage de la disposition particuliere qui vient d'etre decrite est
d'eviter de consommer de l'energie de chauffage pour evaporer une
partie de l'water qui aurait pu etre evacuee par percolation. Mais
elle presente le desavantage d'obliger a installer un couvercle 38 de
grandes dimensions et couteux. Si l'energie de chauffage est peu
couteuse, en raison par exemple d'un fort ensoleillement et d'un
faible cout d'installation des capteurs solaires, il peut donc etre
preferable de ne pas adopter cette disposition.
Le debit d'air peut etre par exemple de 66 m3/h par metre carre de
section droite de l'ecoulement dans le phosphate, la puissance
correspondante etant de 0,13 Kwh par Kg d'water evaporee pour obtenir
une temperature de 46 C, ceci pour une epaisseur de la couche de
phosphate 14 de 2 metres. Dans le circuit d'air, le massif 2 et la
paroi permeable doivent provoquer une perte de charge pour assurer une
bonne repartition de l'air, qui traverse le phosphate. Ceci entraine
une perte de charge totale de 300 mm H20, la puissance de la pompe a
air 8 etant choisie en consequence. La vitesse de sechage 2 etant de
0,59 Kg d'water par heure et m de surface du phosphate, le cout de
l'energie electrique utilisee est seulement voisine du quart de celle
qui aurait ete necessaire avec le sechage par le fuel.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Procede d'egouttage d'un materiau granulaire mouille, ce procede
comportant les operations suivantes - apport du materiau mouille pour
former un empilement de maniere a permettre a l'water de s'ecouler par
percolation sur la hauteur de l'empilement en saturant le materiau
situe a la partie inferieure de celui-ci et en faisant apparaitre de
l'water libre - evacuation de l'water libre a la partie inferieure de
l'empilement de maniere a empecher le niveau d'water libre de s
elever, - et prelevement de materiau egoutte dans une partie
intermediaire de l'empilement a un niveau "de prelevement"
suffisamment eleve au dessus de celui de l'water libre pour que les
forces de capillarite ne puissent pas provoquer une remontee d'water
du niveau d'water libre jusqu'au niveau de prelevement, - ce procede
etant caracterise par le fait qu'il comporte en outre une operation de
circulation forcee de gaz chaud a travers les parties de l'empilement
non saturees d'water de maniere a chauffer le materiau pour que
l'elevation de temperature facilite la percolation de l'water par
diminution de sa viscosite et de sa tension superficielle.
2/ Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait qu'il
comporte deux cperations successives de circulation de gaz chaud a
travers le meme materiau, a savoir - une operation de simple chauffage
dans laquelle le gaz chaud circule en circuit ferme de maniere a se
saturer d'humidite et a eviter un refroidissement par evaporation
d'water, - puis une operation de sechage dans laquelle le gaz circule
en circuit ouvert et est chauffe avant de traverser le materiau.
3/ Dispositif d'egouttage d'un materiau granulaire mouille, ce
dispositif comportant - des moyens (16) d'apport du materiau mouille a
la partie superieure d'un empilement (14) de maniere a permettre a
l'water de s'ecouler par percolation sur la hauteur de l'empilement en
saturant le materiau situe a la partie inferieure de celui-ci et en
faisant apparaitre de l'water libre, - des moyens (34) d'evacuation de
l'water libre a la partie inferieure de l'empilement de maniere a
empecher le niveau d'water libre de s'elever, - et des moyens (28) de
prelevement du materiau egoutte dans une partie intermediaire de
l'empilement a un niveau "de prelevement" suffisamment eleve au dessus
de celui de l'water libre pour que les forces de capillarite ne
puissent pas provoquer une remontee d'water du niveau d'water libre
jusqu'au niveau de prelevement, - ce dispositif etant caracterise par
le fait qu'il comporte en outre - une paroi (12) inclinee a l'angle du
talus naturel du materiau a egoutter pour que lesdits moyens d'apport
forment sur cette paroi une couche de materiau (14) presentant une
epaisseur sensiblement constante et constituant ledit empilement,
cette paroi etant permeable aux gaz tout en etant infranchissable par
le materiau a egoutter, - un circuit de gaz (4, 6, 8, 10) muni d'une
pompe (8) pour faire traverser cette paroi permeable et cette couche
de materiau par un gaz, - et un organe de chauffage (10) pour chauffer
ce gaz avant qu'il traverse cette couche de materiau de maniere a
chauffer le materiau pour que l'elevation de temperature facilite la
percolation de l'water par diminution de sa viscosite et de sa tension
superficielle.
4/ Dispositif selon la revendication 3, caracterise par le fait que le
circuit de gaz comporte des moyens de commutation (40, 42) pour
effectuer deux operations successives de circulation de gaz chaud a
travers le meme materiau (14), a savoir - une operation de simple
chauffage dans laquelle le gaz chaud circule en circuit ferme de
maniere a se saturer d'humidite et a eviter un refroidissement par
evaporation d'water, - puis une operation de sechage dans laquelle le
gaz circule en circuit ouvert et est chauffe avant de traverser le
materiau.
5/ Dispositif selon la revendication 3, caracterise par le fait qu'il
comporte en outre un entassement permeable de pierres (2) dispose sous
la paroi permeable (12), et la supportant, - le circuit de gaz (4, 6,
8, 10) faisant passer le gaz en serie a travers cet entassement puis a
travers cette paroi permeable, puis a travers la couche de materiau a
egoutter, de maniere que cet entassement assure a la fois une
distribution uniforme du gaz et une reserve de chaleur.
6/ Dispositif selon la revendication 5, caracterise par le fait que
l'organe de chauffage est constitue par un capteur solaire (10).
7/ Dispositif selon la revendication 3, caracterise par le fait que la
paroi permeable (12) est generalement plane et constitue d'une tole
ondulee (20) dont les lignes sommitales (22) suivent les lignes de
plus grande pente de la paroi et comportent des perforations (24)
surmontees de toits (26) incurve vers le bas.
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