CA1038137A

CA1038137A - Process and apparatus for treatment, manufacture and reparation of granular materials

Info

Publication number: CA1038137A
Application number: CA205,693A
Authority: CA
Inventors: Raymond Chauvin; Pierre M. M. Guillon
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1978-09-12
Also published as: IE40509B1; DK402174A; NL7409873A; AU7171374A; FI56130B; SE402058B; JPS5075980A; LU70613A1; CH593098A5; GB1474422A; NO742727L; DE2435891A1; DE2435891B2; IT1017455B; FI56130C; NO142738C; IE40509L; FI226674A; NO142738B; DK136516C

Abstract

DE DIVULGATION Un réacteur de fluidisation 10 comporte une entrée d'agent de fluidisation 2 et une entrée de produit 1. La section du distributeur d'agent de fluidisation est limitée par des déflecteurs 9 pour être plus étroite que celle du réacteur 10. Le réacteur comprend en outre une grille 4 liée rigidement à sa paroi et un vibrateur 3 unidirectionnel créant des vibrations ascendantes. La combinaison du déflecteur, de la fluidisation et des vibrations crée une circulation des produits dans le sens des flèches 6, un tamisage des produits en circulation et l'évacuation par vibration des refus du tamis 7. (Figure 1)DISCLOSURE A fluidization reactor 10 has a fluidization agent inlet 2 and a product inlet 1. The section of the fluidization agent distributor is limited by deflectors 9 so as to be narrower than that of reactor 10. The reactor further comprises a grid 4 rigidly connected to its wall and a unidirectional vibrator 3 creating ascending vibrations. The combination of the deflector, the fluidization and the vibrations creates a circulation of the products in the direction of the arrows 6, a sieving of the products in circulation and the evacuation by vibration of the refusals of the sieve 7. (Figure 1)

Description

L'invention a pour objet un procédé pour le traitement ou la fabrication suivis de leur sépara-tion de produits en grains traités dans une enceinte comportant un lit de solide pulvérulent constitué soit du produit traité, soit d'un solide auxiliaire, soumis à un traitement simultané de fluidisation et de vibra-tion. Elle a également pour objet un appareil de trai-tement et séparation de produits en grains traités dans une enceinte comportant un lit de solide pulvéru-lent Soumis à m traitement simultané de fluidisation etde vibration, co~portant une enceinte de fluidisation avec de~ moyens d'introduction d'un agent de fluidi-sation, des moyens de ~1'se en vibration de l'enceinte et du lit fluidisé maintenu dans la zone active de l'enceinte.
Il est con~u d'utiliser des lits fluidisés pour divers traitements tels ~ue le séchage, la cuis-~on ou l'oxydation de produits granuleux ou granulés ou encore pour l'enrobage de grains dont la surface ZO est vis~ueuse et se recouvre d'une mince couche du ~olide pulv~rulent du lit fluidis~. On a au3si proposé
de granuler des mati~re~ en poudre en le!s mettant en ~u~pension dans un li~uide ~ue l'on introduit dans un lit fluidis~ chaud sous forme de ~outtes, l'évapora-tion du li~uide ,51 accompagnant de la formation degranules~ Il est connu également de soumettre les lits fluidisés à un traitement de vibration~
Dans tous ces procédés, il est né¢essaire de séparer, après traitement, les produits en grains du solide pulvérulent. On y parvient, en général, dans le~ proc~dés de l'art antérieur, en prélevant une par-tie du contenu du lit fluidisé, en le tamisant et en recyclant le solide pulvérulent. Il est souvent néces-saire de réchauffer le solide pulvérulent avant de le recycler~ la séparation s'accompag~ant nécessairement d'une perte de caloriesO
Le but de l'invention est d'éviter de telles ~.~

: . : ., ~ . . . , . ., -, .
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,, : . . ~ :, : . .- . . .-~038~37 manutentions coûteuses en energie et en calories et nuisibles à
la qualite des produits et de p~oposer un nouveau procede et un nouvel appareil, dans lesquels les produits en grains sont separes à l'interieur même du lit fluidise.
On atteint ce but, selon l'invention, par le procéde qui consiste a introduire l'agent de fluidisation dans une partie seulement, verticale, du lit, de maniere a diviser l'enceinte en une zone verticale fluidisee et une zone verticale non fluidisee;
a soumettre les produits en grains et le solide pulverulent aux courants de circulation résultant de l'application simultanee de la fluidisation et des vibrations; a utiliser ces courants pour alimenter, à l'intérieur même de l'enceinte, des moyens de tamisage assurant la séparation des produits en grains et du solide pulvé-rulent, et a utiliser les vibrations pour évacuer a l'extérieur les produits traités et sépar~s.
L'invention vise également un appareil ~ermettant la mise en oeuvre du procédé précité, appareil qui se caract~rise en ce que la surface du fond dudit récipient est constituée partielle-ment par la grille et partiellement par au moins un élément mas-quant dirigé linéairement ou circulairement, de sorte que seule-ment une zone verticale du lit de solide pulvérulent au-dessus de la grille est fluidisée par l'agent de fluidisation, tandis qu'au-dessus de la partie restante du fond est au m.oins une zone vertic~le non fluidisée de solide pulvérulent ayantune direction qui correspond ~ celle du ou des éléments masquants et non soumise a l'action de l'agent de fluidisation, l'appareil comprend des moyens de s~paration et de décharge constitues pax au moins un tamis de décharge disposé en direction inclinée pour décharger le produit cribl~ de l1int~rieur du récipient verC, un point de débordemement ext~rieur, et les vibrations sont di.rigees sensible-ment selon la direction du tamis de d~charge. -Le Demandeur a pu observer que, dans ces conditions, il The subject of the invention is a method for processing or manufacturing followed by their separation tion of grain products treated in an enclosure comprising a bed of pulverulent solid constituted either of the treated product, or of an auxiliary solid, subjected to a simultaneous treatment of fluidization and vibra-tion. It also relates to a processing apparatus separation and separation of processed grain products in an enclosure comprising a bed of powdered solid slow Subject to m simultaneous treatment of fluidization and vibration, co ~ carrying a fluidization enclosure with ~ means for introducing a fluid agent station, means of ~ 1'se in vibration of the enclosure and of the fluidized bed maintained in the active zone of the enclosure.
It is con ~ u to use fluidized beds for various treatments such as drying, cooking, ~ on or the oxidation of granular or granular products or for coating grains whose surface ZO is vis ~ uous and is covered with a thin layer of ~ powdered olide ~ rulent from the fluidized bed ~. We also proposed to granulate mati ~ re ~ powder into the! s putting ~ u ~ board in a li ~ uide ~ ue we introduce in a fluidis bed ~ hot in the form of ~ outtes, the evaporator tion of li ~ uide, 51 accompanying the formation of granules ~ It is also known to submit fluidized beds with vibration treatment ~
In all these processes, it was necessary to separate, after treatment, the grain products powdery solid. This is usually achieved in the ~ proc ~ dice of the prior art, by taking a par-tie the contents of the fluidized bed, sieving it and recycling the powdery solid. It is often necessary reheat the pulverulent solid before recycle ~ the separation necessarily goes together loss of calories The object of the invention is to avoid such ~. ~

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,,:. . ~:,:. .-. . .-~ 038 ~ 37 handling costly in energy and calories and harmful to the quality of the products and to set up a new process and a new device, in which the grain products are separated inside the fluidized bed.
This object is achieved, according to the invention, by the method which consists in introducing the fluidizing agent into a part only, vertical, from the bed, so as to divide the enclosure into a fluidized vertical zone and a non-fluidized vertical zone;
to submit the grain products and the pulverulent solid to circulation currents resulting from the simultaneous application of fluidization and vibrations; to use these currents for supply, inside the enclosure, sieving means ensuring the separation of the grain products and the pulverized solid rulent, and to use the vibrations to evacuate outside the treated and separated products.
The invention also relates to an apparatus ~ allowing the implementation of the above method, apparatus which is characterized in that the bottom surface of said container is made up partially-ment by the grid and partially by at least one mas-as directed linearly or circularly, so that only-a vertical area of the powdery solid bed above of the grid is fluidized by the fluidizing agent, while that above the remaining part of the bottom is at least one area vertic ~ the non-fluidized solid powder having a direction which corresponds to that of the masking element (s) and not subject to the action of the fluidizing agent, the apparatus comprises means of separation and discharge constituted by at least one discharge screen disposed in an inclined direction to discharge the product screened from the inside of the container, a point of external overflow, and the vibrations are sensitive.

ment in the direction of the discharge sieve. -The Applicant was able to observe that, under these conditions, it

- 2 - ; ~
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1()3~137 s'etablissait dans le lit fluidisé des cou~an~s de circulation de profil stable, qui peuvent alors etre utilises pour vehiculer les grains ou granules à l'interieur du lit, de leur point d'en-tree à leur point de sortie.
Selon un mode de realisation prefere les moyens pour fluidiser seulement une partie du lit sont constitues par un dis-tributeur d'agent de fluidisation de section plus etroite que celle de l'enceinte.
A cet effet, il est avantayeux que le distributeur d'agent defluidisation alimente seulement la partie centrale de l'enceinte ou une partie annulaire ou lat~rale de l'enceinte.
Il est également avantageux qu'au moins une partie des moyens de tamisaqe soit disposee dans une ~3~3~7 partie du lit non soumise au traitement de fluidisation~
Selon une variante de réalisation, les moyens de l~se en vibration du réacteur sont appliqués à sa paroi et dirigent les vibrations de fa~on rectiligne sensiblement dans un plan axial du lit suiva~t un angle ~e 0 à 80 degrés par ra port à l'horizontale, les mo~ens de mise en vibration du lit sont constitués par des éléments rigides liés à la paroi du réacteur, et les moyens de tamisage sont disposés à la partie supérieure du lit dans une partie non fluidisée et ces memes moyens sont disposés pour évacuer par vibrations le refus de tamisage à l'extérieur de l'enceinteO La vibration~avantageusement appli~uée suivRnt une direction passant par le centre de gravité de l'ense~ble de l'appa-reilO
Il est également avantageux clue les moyenspour séparer le produit en grains du solide pulvéru-lent soient constitués par des tamis solidaires de l'enceinte soumise aux vibrations, inclinés sur l'ho-rizontale, dont la partie inf~rieure p~n~tre dansl'enceinte et la partie supérieure const:itue déversoir l'exterieur de l'enceinte. Sous l'ef~Qt des vibra-tion~ convenablement orientée~, les grains ou granu-l~s cheminent sur les tamis ver3 le déve:r~oir supé-rieur, tandis ~ue le solide pulvérulent ~raverse lestami~ et reste dans le lito Il est également avantageux ~ue~ la direction des vibrations et le plan moyen du tamis fassent un angle aigu, de telle façon ~ue les vibrations du tamis ~0 favorisent l'écoulement des produits en grains vers l'ext~rieur et ~ue les moyens de tamisage et les moyens de mise en vibration soient disposé~ sur le réacteur à. l'opposé l'un de l'autre. ~'inclinaison des tamis est déterminée dans cha~ue cas particulier selon les règles de l'art. Dans cette variante de réalisation l'ensemble du lit est soumis à. une vibration linéaire d'amplitude modérée (de préférence 0,2 à ~ mm) et de fr~uence suffisamment élevée ~ui peut, pour des :
-... . ;..... ,: : . ... , . .~ ~ , , . : ,,~ . .-8~3~
raisons de commodité, être choisie é~ale à 50 Hz.
Selon une autre variante de réalisation, les moyens d'évacuation par vibration du refus de tamisage, sont constitués par une rampe hélicoïdale débordante disposée sur la face interne de l'enceinte et comportant, au moins sur une certaine longueur, des trous de criblage et les moyens de mise en vibration du réacteur et du lit fluidisé
engendr~nt des secousses circonférentielles à l'enceinte et transportant en sens ascendant les produits retenus sur la rampe hélico~dale.
Cette dernière variante met donc en oeuvre un proc~d~ connu, dans lequel un récipient cylindri~ue compor-tant une rampe hélicoidale est soumis à des secousses cir-conférentielles ~ l'enceinte et transportant en sens as-cendant les produits ayant atteint la rampe hélicoidale.Dans un tel récipient, de petits objets, c'est-~-dire,ici, le8 grains ou granules, prennent sur la rampe un mouvement centrifug~ ascendant. De nombreux bols de tri, de classe-~ont et de di~tribution de petites pièces utilisent un tel proc6d~. On en conna~t ~galement des application~ au ~é-ch~ge de mat~riaux granuleux. On conna~t é~alement l'appli-cation des secous~es à la progres~ion et au tri de mat~-riaux ~ur un crible. Ces secousse~ ou vibrations sont engendrées par des appareils à balourd ou des vibrateurs magn~ti~ues, le~ uns et les autres connus en soi.
Il est alor~ avantageux ~ue les rampes hélico~-dales soient munies d'un rebord et ~u'un d~flecteur héli-coidal soit disposé sous cha~ue rampe hélico~dale.
Dans tous les modes de réalisation de l'inven-tion et ~ condition ~u'une partie du lit soit soustraite,conformément à 1'invention, à l'age~t de fluidisation, la circulation de~ produit~ dans le lit et sur les tamis est obtenue de fason ~urprenante par l'effet con~ugué
de la fluidisation et de la vibration. Si l'on supprime la vibration ou si on soumet la totalité du lit à l'action de l'agent de fluidisation, on n'observe plus . ,.,.,, i , .. . :.
, ~, ~ ;, , : ,- -~3~37 ~5~
s.ucune circulation des produitsO Si l'on supprime la fluidisation, les produits s'accumulent spontanément ... dans une zone ~uelconque privilégiée et les phénomènes de t~lisage et de cheminement des grains sur les tamis 5 ne sont plus observés~
On ne sortirai-t pas du cadre de l'invention en ajoutant dans l'enceinte de l'un ~uelcon~ue des modes de réalisation une cloison interne verticale séparant la zone fluidisée de la zone non fluidisée, pourvu ~ue cette paroi soit limitée en bas et en haut res~ectivement à une certaine distance d~ fond de,l~enceinte et ~ une certaine distance de la zone ~ctlve de 1 ~-ceinte, de telle sorte ~u'elle ne modl~ie pas le IlUX
de déplacement des matériaux tel ~ue matérialisé par de~ flèche~ sur les figureaO
~5 D'autres avantages et particularités ressor-tiront de la description donnée ci-après uni~uement titre d'exemple de modes de réalisation préférés ae l'invention. On se reportera au dessin annexé, dans le~uel :
- la figure 1 et la fi~ure 2 repré~entent re~pectivement des vue3 schémati~ue~ en coupe verticale et de des~us d'un appareil selon l'inventio~ de type cylindri~ue avec tamis droit.
- les figure~ 3 et 4 représentent respecti-vement des vues schémati~ues en coupe ver.ticale et de de~sus d'un appareil selon l'invention de type paral-lélépipédi~ue.
- les figures 5 et 6 sont des vues ~chéma-ti~ucs en coupe verticale et de de3sus d'un appareil 30 selon l'invention de type c~lindri~ue avec ra~pe héli- :
coidale, - les figures 7 et ~ sont des vues schémati~ue~
en coupe verticale et de de~sus d'une variante d'un appareil selon l'invention avec rampe hélicoidale.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté un réacteur de fluidisation circulaire ~0, comportant une entrée de gaz de fluidisation 2 et des él.~ments rigides :~

,. ~, ; .,, ~9~t~13~7 liés aux parois du réacteur 10, par exemple une A''''` grille 4, et, à la partie inférieure, un générateur de vibration 3 engendrant des vibrations, dans le sens de la flèche fo ~e réacteur représenté est ouvert à sa partie supérieure, mais on pourra utiliser tout autre réacteur connu pour tenir compte des sujétions dues à la température du fluide, aux gaz déga~és, et aux poussières entra~néesO A ce réacteur on ajoute à la partie supérieure un tamis légèrement incliné 7 débouchant en un point de débordement ~ ~es vibrations selon la flèche f sont sensiblement dirigées vers le tamis 70 Une partie centrale seulement de la section de la grille 4 est alimentée en agent de fluidisation, par exemple par occultation d'une zone annulaire p~riphé-ri~ue par lm déflecteur annulaire 9O Le réacteur est alors u-tilisé pour traiter des produits en grains dans un lit de solide auxiliaire pulvérulent. Dans certains cas, la granulation peut 8tre faite dans le lit à, partir du solide pulvérulent.
~e produit ~ traitcr est alors introduit la partie ~up~rieure en 1 et le ~az ou a~ent de fluidi-~ation en 2. ~es vibrations sont appli~ut.'~es suivant la dir~ction de la flèche f et le lit fluidisé s'éta-blit au-dessus de la section centrale de la grille 4, construite en un matériau suffisa~ment ri,gide pour transmettre les vibrations à, l'ensemblc clu lit. ~a zone périphéri~ue du lit n'est pas fluidisée, du fai.t de l'occultation de la grille par le déflecteur annulaire 9 ou du fait ~ue la grille ~ comporte selon une variante ~0 une zone annulaire non perforée, de façon ~ bien dis- '-tribuer le fluide de fluidisation dans la section cen-trale du réacteurO Quel ~ue soit le moyen, il e~t essentiel ~ue le distributeur d'agent de fluidisation ", 2' alimenté par la conduite 2 débouche dans le réacteur uvec une section plus étroite ~ue celle de ce réaateurO
Dalls le lit fluidisé s'établissent alors, sous l'effet des vibrations, des courants de circulation représentés par les flèches telles ~ue 60 Le tamis 7, solidaire ., du reste de l'appareil, assure la séparation du solide ~ auxiliaire pulvérulent ~ui le traverse sensiblement de haut en bas et des produits en grains qui, sous l'effet des vibrations, se déplacent à la surface du tamis 7 et débordent en 8 où ils sont recueillisO
Sur les figures 3 et 4 représentant une réali-sation de l'invention utilisant un lit fluidisé parallé-lépipédi~ue, lcs m~mes notations ~u'aux figures 1 et 2 ont été utiliséesO Il y a donc dans ce cas deux tamis 7 aboutissant sur deux points de déversement 8, les tamis é-tant alors disposés latéralementO ~ien entendu, le lit fluidise doit présenter, alors, sur les parties latéra-les du r~acteur une zone 5 non fluidisée obtenue en pré-voyant sur la grille 4 une zone latérale non perforée, ou des déflecteurs longitudinaux limitant l'action de l'agent de fluidisation à la zone centrale entre les deux zones 5 latérales.
Sur les figures 5 7~ 8, on a repr~senté une enceinte de fluidisation circulaire 10, comportant une entr~c de ~az de fluidisation 2 débouch7lnt dans une bo~te a vent 2'et des ~lcm~nts rigidos li~s aux parois du r~act~ur 10, et con~tituant le fond de la partio cylindri~ue do l'appareil. ~cs produit~ 7~ introduire ~ont introduit~ en 1.
Sur les figures 5 et 6, le fond de la partie c~lindri~ue e~t constitué par une grille centrale 4 disposée au centre d'un anneau étanche 5. ~e fluide provenant de la bo~te à vent 2' soumet ~ la fluidisation les grains et le solide pulvérulerlt mais sculement dans la partie centrale, et non ~ la periphérie dc l'appareil.
Uhc rampe h~lico~dale 11 à rebord e~t dispos~e sur les parois internes de l'enceinte 10 et d~bouche ~ l'exté-rieur par sa partie supérieure sur une goulo-tte 8. Cette rampe 11 col~porte des perforations 11', au moin~ dans sa ~5 partie plongeant dans le lit fluidisé et sur une partie en émergeant, et sert donc de crible destiné à retenir les grains et à laisser passer le solide pulvérulent.
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13t~ ~
~es trous du crible 11' sont ronds ou longs. Sous la rampe 11 est disposé un déflecteur hélicoïdal 12, dont A le r81e est de ramener le solide pulvérulent dans la zone de traitement.
Llappareil comporte symétri~uement à sa base 13 deux moteurs à balourds 3 engendrant des secousses circonférentielles convenables pour faire monter les grains sur la rampe 11 comme il a été dit.
Si, à présent, on met en marche le dispositif de vibration 3 et règle le débit de gaz en 2 pour obtenir la fluidisation de la zone centrale, on constate ~ue le produit à traiter alimenté en 1 au centre du dispositif tombe dans la partie fluidisée o~ il subit le traitement désir~ et gagne la périphérie o~ il est évacué avec une partie du produit pulvérulent par les rampes hélico~da-le~ es cribles 11' séparent les granul~s de la phase fine, les premiers sortent par le haut du récipient alors ~ue les derniers retombent au centre du récipient dans la zone fluidisée. Dans ce dispositif, la phase fine, dont la dimen~ion supérieure dépend des caracté-risti~uos des cribles utilisés, ne sort pas de l'appa-r0il et e~t recyclbe continuellement tandis ~ue les gra-nul~ ont ex*raits facilem0nt.
~'appareil des figures 7 et 8 ne diff~re du précédent ~ue par le fait ~ue c'est la partie annulaire du fond ~ui est conform~e en grille, alors ~ue la partie central0 est étanche au gaz de fluidisation.
Cette disposition, exactement inverse de la précédente, des deux zones concentri~ues de la couche, à
savoir une zone non fluidisée au centre et zone annu-laire fluidisée à la périphérie, permet ~galement d'ob-te~ir le traitement en couche fluidi~e de granulés et leur séparation de la phase pulverulente. Cette disposi-tion convient pour les produits fragiles pour leg~uels ~5 on recherche des temps de séjour courts dans la phase flui~i~ée et on souhaite éviter le passage ~ travers la : . , :. ,:: . . . - . . : : . .
! ~: ~ ' ' ,' : . . ' ' ' . :; . , ~ . . . , :

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~p3~3~7 ,~Q7 phase dense vibrée.
Par ailleurs, il peut 8tre nécessaire, daQs les applications mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, d'apporter des calories au lit fluidiséO
Ceci peut être réalisé, soit en chau~fant le courant gazeux, soit en prélevant par un mo~en ~uelcon~ue une fraction de la substa~ce solide pulvérule~te, en la chauffant et en la rec~clant.
Gr~ce à la facilité de séparation obtenue, le procédé selon l'invention est susceptible de trouver une application dans tous les cas où l'on désire effectuer dans un lit fluidisé une séparation basée sur la granulo-m~trie des particules.
On peut citer, à titre non limitatif, tous les procedés de séchage, de traitements chimi~ues, thermi~ues ou d'enro~age de produits en grains dans un lit fluidi 9 ~ .
On utilise aussi le procédé et l'appareil selon l'invention dans la pr~paration de produits granul~3~.
A titre d'exemple, un engrais complexe, contcnant 10%
d'azote, 15% d'acide pho~phori~ue et 20% de potasse, a ~t~ broy~ en parties inférieurcs ~ 300 ~ puis mis en ~UGpenSion dan~ 25% de son poida d'eau. On a fait tomber cette suspen~ion, divi~ée en ~outtes d'environ 5 mm de diam~tre, dans un lit fluidisé de la même poudre d'engrais port6 ~ 180C. On a obtenu des grains ~ec:s et durs de 5 à 10 mm de diamètre. L'appareil utilis~ ~itait celui ~ui est repr~senté sur les figures 1 et 2, avec collecteur de récupération des gaz.
De m~me on a pu granuler du plQtre en faisant tomber des ~outtes d'eau, ~ventuellement additionnée d'un a~ent ten~ioactif et/ou de sulfate d'aluminium dan~ un lit fluidi 3~ de platre ~ températurc ambiante. ~'appareil utilis~ ~tait celui ~ui est repr~senté ~ur le~ fi~ure~ - 2 -; ~
~ `` i '' . ''':

1 () 3 ~ 137 was established in the fluidized bed of the neck ~ an ~ s of circulation stable profile, which can then be used for vehicle grains or granules inside the bed, from their point of tree at their exit point.
According to an embodiment preferred the means for fluidize only part of the bed are constituted by a dis-fluidizing agent tributor with a narrower cross-section than that of the enclosure.
For this purpose, it is advantageous that the distributor fluidizing agent supplies only the central part of the enclosure or an annular or lateral part of the enclosure.
It is also advantageous that at least some of the means of screening is available in a ~ 3 ~ 3 ~ 7 part of the bed not subjected to the fluidization treatment ~
According to an alternative embodiment, the means of the reactor vibration is applied to its wall and direct the vibrations in a straight line substantially in an axial plane of the bed followed ~ t an angle ~ e 0 to 80 degrees by horizontal port, the mo ~ ens of vibration of the bed are constituted by rigid elements linked to the reactor wall, and the sieving means are arranged at the top of the bed in a non-fluidized part and these same means are arranged to evacuate by vibration the rejection of sieving outside the enclosure O La vibration ~ advantageously applied ~ ue following a direction passing through the center of gravity of the set of the apparatus reilO
It is also advantageous for the means to separate the grain product from the pulverulent solid.
slow are constituted by sieves integral with the enclosure subjected to vibrations, tilted on the ho-rice, of which the lower part penetrates into the enclosure and the upper part const: itue weir outside the enclosure. Under the ef ~ Qt of vibra-tion ~ suitably oriented ~, grains or granu-l ~ s walk on the sieves ver3 the deviation: r ~ oir superior-laughing, while ~ ue the powdery solid ~ spills lestami ~ and stays in the lito It is also advantageous ~ ue ~ management vibrations and the medium plane of the sieve make acute angle, so ~ ue the vibrations of the sieve ~ 0 promote the flow of grain products to the outside and the screening means and the vibration means are arranged ~ on the reactor at. the opposite of each other. ~ 'tilt of sieve is determined in each particular case according to the rules of art. In this variant embodiment the entire bed is subject to. a linear vibration of moderate amplitude (preferably 0.2 to ~ mm) and fr ~ uence sufficiently high ~ ui can, for :
-... ; .....,::. ...,. . ~ ~,,. : ,, ~. .-8 ~ 3 ~
for convenience, be chosen é ~ ale at 50 Hz.
According to another alternative embodiment, the means of evacuation by vibration of the rejection of sieving, are constituted by an overhanging helical ramp arranged on the internal face of the enclosure and comprising, at least over a certain length, screening holes and means for vibrating the reactor and the fluidized bed generate ~ nt circumferential shaking at the enclosure and transporting in ascending order the products retained on the helical ramp ~ dale.
This last variant therefore implements a known process, in which a cylindrical container comprises a as long as a helical ramp is subjected to circular shaking ~ the enclosure and carrying in direction as-cendant the products having reached the helical ramp. In such a container, small objects, that is to say ~, here, le8 grains or granules, take a movement on the ramp centrifug ~ ascending. Many sorting bowls, class-~ have and distribute small parts using such process. We know ~ t ~ also applications ~ to ~ é-ch ~ ge of granular materials. We also know the application.
cation of shakes ~ es to progress ~ ion and sorting of mat ~ -rials ~ on a screen. These shaking ~ or vibrations are generated by unbalance devices or vibrators magn ~ ti ~ ues, the ~ some and others known per se.
It is alor ~ advantageous ~ ue the helicopter ramps ~ -dales are provided with a rim and a helical deflector coidal is placed under each ~ helical ramp ~ dale.
In all of the embodiments of the invention, tion and ~ condition ~ u'part of the bed is subtracted, in accordance with 1'invention, age ~ t fluidization, the circulation of ~ product ~ in the bed and on the sieves is obtained fason ~ urprenante by the effect con ~ ugué
fluidization and vibration. If we delete vibration or if we subject the entire bed to the action of the fluidizing agent, we no longer observe . ,.,. ,, i, ... :.
, ~, ~;,,:, - -~ 3 ~ 37 ~ 5 ~
s. no circulation of products O If the fluidization, products accumulate spontaneously ... in a privileged zone ~ and the phenomena t ~ lisage and grain routing on the sieves 5 are no longer observed ~
We will not depart from the scope of the invention adding in the enclosure of one ~ uelcon ~ ue of embodiments a vertical internal partition separating the fluidized zone from the non-fluidized zone, provided ~ ue this wall is limited at the bottom and top res ~ ectively at a certain distance from the bottom of the enclosure and ~ a certain distance from the area ~ ctlve of 1 ~ -girdled, so that it doesn’t modify the IlUX
movement of materials such as ~ materialized by of ~ arrow ~ on the figureaO
~ 5 Other advantages and particularities come out derive from the description given below only ~ uement as an example of preferred embodiments ae the invention. We will refer to the attached drawing, in the ~ uel:
- Figure 1 and the fi ~ ure 2 represent ~ entent re ~ pectively vue3 schematic ~ eu ~ in vertical section and ~ us of a device according to the inventio ~ type cylindri ~ eu with straight sieve.
- Figures ~ 3 and 4 respectively represent vement schematic views ~ ues ver.ticale section and of ~ a device according to the invention of the parallel type-lélépipédi ~ eu.
- Figures 5 and 6 are views ~ chem-ui ~ ucs in vertical section and above a device 30 according to the invention of type c ~ lindri ~ eu with ra ~ pe heli-:
coidal, - Figures 7 and ~ are schematic views ~ ue ~
in vertical section and from ~ above a variant of a apparatus according to the invention with helical ramp.
In Figures 1 and 2, a circular fluidization reactor ~ 0, comprising a fluidizing gas inlet 2 and rigid elements: ~

,. ~, ; . ,, ~ 9 ~ t ~ 13 ~ 7 linked to the walls of reactor 10, for example a A '''' `` grid 4, and, at the bottom, a generator of vibration 3 generating vibrations, in the arrow direction fo ~ e shown reactor is open at the top, but you can use whatever other reactor known to take account of the constraints due at the temperature of the fluid, at the dega ~ ed gases, and at dust entered ~ néesO To this reactor we add to the upper part a slightly inclined sieve 7 emerging at an overflow point ~ ~ es vibrations according to the arrow f are substantially directed towards the sieve 70 Only a central part of the section of the grid 4 is supplied with fluidizing agent, by example by occultation of an annular zone p ~ riphe-ri ~ eu by lm annular deflector 9O The reactor is then used to process grain products in a bed of powdery auxiliary solid. In in some cases, granulation can be done in the reads from the powdery solid.
~ e product ~ traitcr is then introduced the part ~ up ~ higher in 1 and the ~ az or a ~ ent of fluidi-~ ation in 2. ~ vibrations are applied ~ ut. '~ es next the direction of the arrow f and the fluidized bed spreads blit above the central section of grid 4, constructed of a material sufficiently laughed, gide for transmit the vibrations to, the whole of the bed. ~ a zone periphery ~ ue of the bed is not fluidized, the fai.t of the concealment of the grid by the annular deflector 9 or because ~ ue the grid ~ has a variant ~ 0 a non-perforated annular zone, so ~ well dis- '-tribute the fluidizing fluid in the central section reactor traleO Whatever the means, it is essential ~ ue the fluidizing agent distributor ", 2 'supplied by line 2 opens into the reactor with a narrower section ~ that of this sheave Then the fluidized bed is established, under the effect vibrations, circulating currents shown by arrows such ~ ue 60 The sieve 7, integral., from the rest of the device, ensures the separation of the solid ~ powdery auxiliary ~ ui passes through it substantially top to bottom and grain products which under the effect vibrations, move on the surface of the screen 7 and overflow into 8 where they are collectedO
In Figures 3 and 4 showing a realization sation of the invention using a parallel fluidized bed lépipédi ~ eu, lcs m ~ my notations ~ u'aux Figures 1 and 2 have been used O There are therefore in this case two sieves 7 ending at two discharge points 8, the sieves e-so then arranged laterallyO ~ ien heard, the bed fluidized must present, then, on the lateral parts those of the r ~ actor a non-fluidized zone 5 obtained in pre-seeing on the grid 4 a non-perforated lateral zone, or longitudinal deflectors limiting the action of the fluidizing agent at the central area between the two lateral zones.
In Figures 5 7 ~ 8, we have represented ~
circular fluidization enclosure 10, comprising a entr ~ c of ~ fluidization az 2 debouch7lnt in a bo ~ te a vent 2'and ~ lcm ~ nts rigidos li ~ s on the walls r ~ act ~ ur 10, and con ~ constituting the bottom of the partio cylindri ~ ue do the device. ~ cs product ~ 7 ~ introduce ~ have introduced ~ in 1.
In Figures 5 and 6, the bottom of the part c ~ lindri ~ ue e ~ t consisting of a central grid 4 arranged in the center of a sealed ring 5. ~ e fluid from the bo ~ te à vent 2 'submit ~ fluidization the grains and the solid pulverize but sculp in the central part, not the periphery of the device.
Uhc ramp h ~ lico ~ dale 11 with rim e ~ t disposed ~ e on internal walls of the enclosure 10 and d ~ mouth ~ the exterior laughing by its upper part on a trough 8. This ramp 11 collar ~ carries perforations 11 ', at least ~ in its ~ 5 part immersed in the fluidized bed and part emerging, and therefore serves as a screen intended to retain the grains and allowing the pulverulent solid to pass.
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~ The screen holes 11 'are round or long. Under the ramp 11 is arranged a helical deflector 12, of which The r81e is to bring the pulverulent solid back into the treatment area.
The device has symmetri ~ uement at its base 13 two unbalanced motors 3 causing jolts circumferentials suitable for raising the grains on ramp 11 as said.
If, now, we turn on the device vibration 3 and adjusts the gas flow in 2 to obtain fluidization of the central area, we see ~ ue product to be treated fed in 1 in the center of the device falls into the fluidized part where he undergoes the treatment desire ~ and reaches the periphery o ~ it is evacuated with a part of the pulverulent product by the helical ramps ~ da-the ~ es sieves 11 'separate the granules from the fine phase, the first come out from the top of the container then ~ ue the last ones fall in the center of the container in the fluidized area. In this device, the phase fine, the upper dimension of which depends on the characteristics risti ~ uos of the screens used, does not leave the device r0il and e ~ t continuously recycle while ~ ue the gra-nobody ~ have * easily.
~ 'apparatus of Figures 7 and 8 does not differ from previous ~ eu by the fact ~ eu is the annular part from the bottom ~ ui is conform ~ e in grid, then ~ ue the part central0 is impermeable to fluidizing gas.
This provision, exactly the opposite of the previous, of the two concentri ~ ues zones of the layer, know a non-fluidized zone in the center and annu-fluidized area at the periphery, also allows ~
te ~ ir the treatment in fluidized layer ~ e of granules and their separation from the pulverulent phase. This arrangement tion suitable for fragile products for leg ~ uels ~ 5 we are looking for short residence times in the phase flui ~ i ~ ée and we want to avoid the passage ~ through the :. ,:. , ::. . . -. . ::. .
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~ p3 ~ 3 ~ 7, ~ Q7 dense vibrated phase.
In addition, it may be necessary, daQs the applications implementing the method according to the invention, to bring calories to the fluidized bed This can be achieved either in chau ~ fant the current gaseous, either by taking a mo ~ en ~ uelcon ~ ue fraction of the substa ~ this solid powder ~ te, in the heating and rec ~ cling.
Thanks to the ease of separation obtained, the process according to the invention is likely to find a application in all cases where one wishes to perform in a fluidized bed a separation based on the granulo-m ~ sorts particles.
We can cite, without limitation, all drying processes, chemi ~ ues treatments, thermi ~ ues or enro ~ age of grain products in a fluid bed 9 ~.
We also use the method and the apparatus according to the invention in the pr ~ preparation of granul products ~ 3 ~.
For example, a complex fertilizer, containing 10%
nitrogen, 15% pho ~ phori ~ eu acid and 20% potash, a ~ t ~ ground ~ in lower parts ~ 300 ~ then put in ~ UGpenSion dan ~ 25% of its water weight. We dropped this suspen ~ ion, divided ~ ée into ~ about 5 mm diam ~ tre, in a fluidized bed of the same fertilizer powder port6 ~ 180C. We got grains ~ ec: s and hard of 5 at 10 mm in diameter. The device used ~ ~ was the one ~ ui is represented in FIGS. 1 and 2, with a collector of gas recovery.
Likewise we were able to granulate plaster by making fall from ~ water bottles, ~ possibly with a has ~ ent ten ~ ioactive and / or aluminum sulfate dan ~ a fluid bed 3 ~ plaster ~ ambient temperature. ~ 'device used ~ ~ was that ~ ui is represented ~ felt ~ ur ~ fi ~ ure ~

3 et 4. On a obtenu des granules d'environ 10 mm de dia-m~tre.

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~ On a également granulé une barbotine à 3~/0 d'eau t~ préparée à partir de schiste en poudre, en la faisant tomber sous for~e de gouttes, dans un lit fluidisé de sable à 250Co ~lappareil utilisé était celui ~ui est représenté sur les figures 1 et 2 avec collecteur de récupération des gRZo On a obtenu des billes de schiste expans~ d.e 1 à 5 mm de diamètre.
On peut également utiliser le procédé selon l'invention pour granuler des matières alimentaires en poudre, telles ~ue le cacao, le café, la poudre de lait, les farines de c~réales, l'amidon et ses produits d'hy-drolyse. On peut soit faire tomber des gouttes d'eau, add;.tionnée éventuellement de sucre, de parfums, de coloran-ts, d'agent d'expansion, dans un lit fluidis~ de la poudre ~ granuler, maintenu à une température conve-nable, soit mettre la sllbstance à granuler en suspension ou en solution dans l'eau et la faire tomber sous forme cle gouttes dans le lit fluidisé chauffé.
Sur lcs fi~ures repr~scntées, la partie non fluidi~6e correspond aux zones annulairo~, lat~rale~ ou ¢~ntrales de l'enceinte. Bien ~u'il ~'agi~e de~ réali-sations les plus avantageuses du proc~dé selon l'inven-tion, on pcut ~videmment concevoir des d.ispositifs où la parti~ non fluidisé~ ne correspondrait pas obligatoire-ment ~ une zone periphérique, latérale ou centrale~

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' . . ' ' . ' . . . ' ' , ' 3 and 4. Granules of about 10 mm in diameter were obtained.
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~ We also granulated a slip with 3 ~ / 0 water t ~ prepared from shale powder, making it fall under for ~ e of drops, in a fluidized bed of sand at 250Co ~ the device used was the one ~ ui is shown in Figures 1 and 2 with collector recovery of gRZo Shale beads were obtained expans ~ from 1 to 5 mm in diameter.
The process can also be used according to the invention for granulating food materials into powder, such as cocoa, coffee, milk powder, cereal flours, starch and its hy-drolysis. We can either drop drops of water, add;. possibly containing sugar, perfumes, coloran-ts, blowing agent, in a fluidized bed ~
the powder ~ granulate, maintained at a suitable temperature nable, either put the pellet sllbstance in suspension or dissolved in water and drop it as key drops in the heated fluidized bed.
On the fi ~ ures repr ~ scntées, the part not fluidi ~ 6th corresponds to the annulairo ~, lat ~ rale ~ or ¢ ~ ntrales of the enclosure. Bien ~ u'il ~ 'acté ~ de ~
most advantageous sations of the process according to the invention tion, we pcut ~ obviously design d.ispositifs where the party ~ not fluidized ~ would not correspond compulsory-ment ~ a peripheral, lateral or central zone ~

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Claims

The embodiments of the invention, about which an exclusive right of property or privilege is claimed, are defined as follows:

1. Process for the treatment of grain products treated in an enclosure comprising a bed of pulverulent solid subjected to the simultaneous action of a fluidizing agent and vibrations, and for the separation of grain products and powdery solid, characterized in that:
- the fluidizing agent is introduced into a part only, vertical, from the bed, so as to divide the enclosure into a fluidized vertical zone and a non-fluidized vertical zone, - the grain products and the pulverized solid are subjected run at the traffic currents resulting from the application simultaneous fluidization and vibrations, - we use these currents to power, inside even of the enclosure, sieving means ensuring the separation grain products and powdered solid, and - we use the vibrations to evacuate outside processed and separated products.

2. Product processing and separation device grains treated in a container with a solid bed powder, means for introducing a fluidizing agent tion by a grid located in the bottom and vibrating means supervised, characterized in that:
- The bottom surface of said container is made up partially by the grid and partially by at least one masking element directed linearly or circularly, so that only a vertical area of the powdery solid bed above the grid is fluidized by the fluidizing agent, while above the remaining part of the bottom is at least one vertical non-fluidized area of powdered solid having a direction which corresponds to that of the masking element (s) and not subject to the action of the fluidizing agent, - The apparatus includes means for separation and discharge constituted by at least one discharge screen arranged in inclined steering to discharge the sieved product from the inside from the container to an external overflow point, - and the vibrations are directed substantially according to the direction of the discharge screen.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that that the inclined vibrations and sieve are directed linearly-or circularly like the masking elements.

4. Apparatus according to claim 3, wherein the fluidizing agent dispenser supplies only the central part of the enclosure.

5. Apparatus according to claim 3, wherein the fluidizing agent dispenser supplies only one annular or lateral part of the enclosure.

6. Apparatus according to claim 2, wherein at at least part of the screening means is arranged in a part of the bed not subjected to the fluidization treatment.

7. Apparatus according to claim 2, wherein the means for vibrating the reactor are applied to its wall and direct the vibrations in a rectilinear manner substantially in an axial plane of the bed at an angle of 0 to 80 degrees relative to horizontally, the means for vibrating the bed are formed by rigid elements linked to the reactor wall, and the sieving means are arranged at the top of the bed in a non-fluidized part and these same means are available posed to evacuate by vibration the rejection of sieving outside the enclosure. 12

8. Apparatus according to claim 7, wherein the means for separating the grain product from the pulverulent solid consist of sieves integral with the subject enclosure to vibrations, inclined to the horizontal, the part of which inferior enters the enclosure and the upper part titue weir outside the enclosure.

9. Apparatus according to claim 8, wherein the direction of the vibrations and the mean plane of the sieve make an angle acute, so that the vibrations of the sieve favor the flow of grain products to the outside.

10. The apparatus of claim 2, wherein the sieving means and the vibrating means are arranged on the reactor opposite each other.

11. Apparatus according to claim 2, wherein the means of evacuation by vibration of the rejection of sieving are constituted by an overhanging helical ramp arranged on the internal face of the enclosure and comprising, at least on one certain length, screening holes and placing means in vibration of the reactor and the fluidized bed generate circumferential shaking at the enclosure and carrying in upward direction of the products retained on the helical ramp.

12. The apparatus of claim 11, wherein the helical ramps are provided with a rim.

13. Apparatus according to any one of claims 11 and 12, in which a helical deflector is arranged under each helical ramp.

14. Apparatus according to claim 2, comprising a vertical internal partition delimiting the fluidized and limited area below and above respectively at a certain distance from the bottom from the enclosure and at some distance from the active area of the enclosure.