Quels sont les composants clés d’un séchoir rotatif ?

2023-04-17 17:48:48

Un Séchoir rotatif, un appareil essentiel pour le séchage des matériaux en vrac, repose sur le fonctionnement coordonné de plusieurs composants clés pour obtenir une élimination efficace de l'humidité. Ces composants sont structurés pour prendre en charge le transport des matériaux, le transfert de chaleur et la stabilité du système, chaque pièce jouant un rôle distinct et indispensable dans le processus de séchage.

1. Tambour rotatif (coque)

Le tambour rotatif est l'élément central et le plus critique d'un séchoir rotatif, servant de chambre principale où se produit le séchage des matériaux. Généralement fabriqué à partir de métaux résistants aux températures élevées et à la corrosion (tels que l'acier inoxydable ou l'acier au carbone avec des revêtements résistants à la chaleur), il a une structure cylindrique et est installé avec une légère inclinaison (généralement 1° à 5°) par rapport à l'horizontale. 

Pendant le fonctionnement, le tambour tourne lentement (à une vitesse de 1 à 10 tr/min). Cette rotation, combinée à l’inclinaison du tambour, garantit que les matériaux en vrac (par exemple, minéraux, sous-produits agricoles) se déplacent continuellement de l’extrémité d’alimentation à l’extrémité de déchargement. La surface intérieure du tambour peut également être équipée de vols de levage (voir Composant 2) pour améliorer le retournement du matériau et le contact thermique, déterminant directement la capacité du sécheur et l'uniformité du séchage.

2. Vols de levage (lifters)

Les volées de levage sont des attaches internes soudées ou boulonnées à la paroi interne du tambour rotatif. Ils sont conçus sous différentes formes (par exemple rectangulaires, triangulaires ou en spirale) en fonction du type de matériau (par exemple granulaire, pulvérulent ou collant) et des exigences de séchage.

Leur fonction principale est de « soulever » les matériaux lorsque le tambour tourne, puis de les arroser de manière dispersée à mesure que le tambour tourne davantage. Cette action maximise la zone de contact entre le matériau humide et le milieu de séchage chaud (par exemple, l'air chaud, les Gaz de combustion), accélérant ainsi le transfert de chaleur et l'évaporation de l'humidité. Pour les matériaux collants, des ailettes anti-adhérence spéciales empêchent l'accumulation de matériau sur la paroi du tambour, garantissant ainsi un flux fluide du matériau.

3. Système de séchage

Le système de séchage fournit la chaleur nécessaire à l'évaporation de l'humidité et se compose de trois sous-parties : une source de chaleur, un ventilateur et une structure de distribution. 

- Source de chaleur : les options courantes incluent les chaudières au charbon, les brûleurs au gaz naturel, les radiateurs électriques ou les dispositifs de récupération de chaleur résiduelle. Il chauffe l'air (ou d'autres fluides) à la température requise (généralement entre 100 et 800 °C, en fonction de la résistance thermique du matériau).

- Ventilateur : chargé de forcer le milieu de séchage chaud dans le tambour (en parallèle ou à contre-courant du matériau) et d'extraire l'air humide du système, en maintenant un flux d'air stable à l'intérieur du tambour.

- Structure de distribution : située à l'extrémité d'alimentation du tambour, elle garantit que le fluide chaud est réparti uniformément sur toute la section transversale du tambour, évitant ainsi une surchauffe locale ou un chauffage insuffisant des matériaux.

4. Systèmes d'alimentation et de déchargement

Ces deux systèmes gèrent l’entrée et la sortie des matériaux, garantissant un processus de séchage continu et stable.

- Système d'alimentation : comprend généralement une trémie, un convoyeur (par exemple, un convoyeur à vis, un convoyeur à bande) et une goulotte d'alimentation. Il contrôle le débit d’alimentation en fonction de la capacité de traitement du tambour, évitant ainsi la surcharge (qui provoque un mauvais séchage) ou la sous-charge (qui gaspille de l’énergie). La goulotte d'alimentation est conçue pour guider les matériaux en douceur dans le tambour sans éclaboussures ni blocage.

- Système de déchargement : Placé à l'extrémité inférieure du tambour incliné, il récupère le matériau séché et le transfère vers les équipements ultérieurs (ex. : bacs de stockage, convoyeurs). Pour les matériaux fins ou pulvérulents, un séparateur cyclone peut être intégré pour éviter les pertes de matériaux avec l'air évacué.

5. Systèmes de support et d'entraînement

Ces systèmes garantissent un fonctionnement stable et fiable du tambour rotatif.

- Système de support : Comprend des supports à rouleaux et un rouleau de poussée. Les supports de rouleaux (généralement 2 à 4 jeux) supportent le poids du tambour et lui permettent de tourner en douceur ; le galet de poussée limite le mouvement axial du tambour, l'empêchant de glisser des supports pendant le fonctionnement.

- Système d'entraînement : Composé d'un moteur, d'un réducteur, d'un pignon et d'une couronne dentée (fixée autour du milieu ou de l'extrémité du tambour). La puissance du moteur est transmise à la couronne dentée via le réducteur et le pignon, entraînant le tambour à tourner à une vitesse faible et contrôlée. Un entraînement à vitesse variable peut également être inclus pour ajuster la vitesse de rotation en fonction de la teneur en humidité du matériau et de l'efficacité du séchage.

6. Système de traitement des gaz d'échappement

Après avoir traversé le tambour, le milieu de séchage se transforme en air humide contenant de la poussière et des substances volatiles. Le système de traitement des gaz d'échappement purifie cet air avant son rejet, en respectant les réglementations environnementales et en protégeant les équipements. 

Les composants clés ici comprennent des séparateurs à cyclone (pour éliminer les grosses particules de poussière), des filtres à manches (pour les poussières fines) et parfois des épurateurs (pour absorber les gaz nocifs, si le matériau contient des polluants volatils). Ce système réduit non seulement la pollution de l’air, mais récupère également des matières fines précieuses, améliorant ainsi l’utilisation des ressources.

En résumé, ces six composants clés fonctionnent ensemble pour permettre au séchoir rotatif de sécher les matériaux en vrac de manière efficace, stable et respectueuse de l'environnement. La conception et les performances de chaque composant influencent directement l’efficacité globale du séchoir, la qualité du séchage et la durée de vie opérationnelle.