Dispositivo para el tratamiento térmico de sólidos divididos.

Dispositivo de tratamiento térmico de sólidos divididos, que comprende por lo menos un órgano de transferencia (17) que tiene un eje longitudinal (X) y una parte helicoidal (18) montada para girar alrededor de dicho eje longitudinal en el interior de una envoltura tubular (11),

dicha parte helicoidal (18) siendo una superficie calefactora para constituir un medio de transferencia calefactor, caracterizado por que la envoltura tubular (11) presenta paredes internas (41, 42) de material refractario y la parte helicoidal (18) del órgano de transferencia (17) está formada en el interior de su masa de un material eléctricamente conductor y está vinculada a por lo menos una fuente de alimentación de energía eléctrica, de forma que dicha parte helicoidal constituye además un medio de calentamiento de las paredes internas (41, 42) a una temperatura suficiente para que dichas paredes internas constituyan ellas mismas por lo menos en parte medios de calentamiento por radiación de la masa de sólidos divididos que progresa en el interior de dicha envoltura tubular (11).

Dispositivo para el tratamiento térmico de sólidos divididos La presente invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento térmico de sólidos divididos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los dispositivos de transferencia y de tratamiento térmico corrientemente utilizados en la industria comprenden en 10 general un órgano de transferencia y un medio calefactor que realizan el tratamiento térmico.

En un primer tipo de dispositivo, el órgano de transferencia es una envoltura tubular vibratoria que recibe los sólidos divididos. El tratamiento térmico se asegura entonces por calentamiento de la envoltura tubular. Los dispositivos de este tipo son de puesta en práctica delicada y son relativamente costosos.

Se conoce un segundo tipo de dispositivo en el cual el órgano de transferencia es una hélice montada para girar alrededor de un eje longitudinal en el interior de una envoltura tubular. El medio calefactor está constituido entonces ya sea por la envoltura, ya sea por un tubo alrededor del cual se enrolla la hélice, dicho tubo estando recorrido por un fluido transportado a una temperatura elevada. Sin embargo, se ha observado que sólo los sólidos que se encuentran en la proximidad de la envoltura caliente o del tubo calefactor son sometidos eficazmente a un flujo térmico eficaz, de modo que el calentamiento de los sólidos divididos es incompleto, irregular y poco eficaz.

El documento US-5 289 640 A describe un dispositivo de tratamiento térmico de sólidos divididos que comprende dos hélices de transferencia calefactoras (por circulación interna del líquido en el interior del árbol y de las espiras de las hélices) , y que sirven para separar y evacuar compuestos volátiles. Conviene observar que el recinto en U y su carenado superior son de acero inoxidable y que el calor es aportado exclusivamente por las hélices de calentamiento.

El documento EP-1 211 471 A1 describe un recinto cilíndrico de acero inoxidable en forma de tornillo de transferencia del mismo diámetro, el recinto estando dispuesto dentro de un horno de paredes de ladrillos refractarios y elementos de calentamiento por radiación. Conviene observar que el tornillo de transferencia no es calentador y que calentamiento por radiación es indirecto porque es exterior al recinto.

Más recientemente, se ha propuesto un dispositivo de tratamiento térmico de sólidos divididos, que comprende por lo menos un órgano de transferencia que tiene un eje longitudinal y una parte helicoidal montada para girar alrededor de dicho eje longitudinal en el interior de una envoltura tubular, la parte helicoidal estando formada en el interior de su masa de un material eléctricamente conductor y que está vinculado a una fuente de alimentación de energía eléctrica para constituir un medio de transferencia calefactora. Un dispositivo de este tipo se ilustra en el documento WO-A-99/39549 del solicitante. En el interior de este dispositivo, la envoltura tubular es ya sea una cubeta tradicional para un tratamiento a cielo abierto, ya sea una cubeta cilíndrica.

En ciertas aplicaciones, por ejemplo el dorado de verduras, hortalizas o legumbres, o el asado de carnes, los productos que se van a tratar deben ser llevados desde una temperatura relativamente baja a una temperatura bastante o muy elevada, por ejemplo de 20 °C a 140 °C. Para aplicaciones de este tipo, el solicitante ha 45 perfeccionado el dispositivo previamente citado, disponiendo por lo menos un cofre o, en el lado interno, al carenado de la envoltura tubular, este cofre estando equipado con uno o varios emisores de rayos infrarrojos o ultravioletas, dichos cofres estando dispuestos en particular de tal modo que las lámparas emisoras que equipan los cofres estén a una distancia media de 10 cm a 30 cm de la superficie libre de la masa de producto que se propaga en el interior del recinto de tratamiento, el calentamiento por radiación constituyendo entonces un medio de calentamiento 50 complementario particularmente interesante para las aplicaciones anteriormente citadas. A este respecto se podrá hacer referencia al documento FR-A-2 892 888 del solicitante.

Las disposiciones previamente citadas no permiten sin embargo contemplar los tratamientos de sólidos divididos a alta temperatura, es decir a temperaturas que van desde 300 °C hasta 800 °C. Tratamientos de este tipo son 55 particularmente interesantes en el ámbito de la torrefacción, de la pirolisis, o de la gasificación de residuos vegetales, o todavía dentro del ámbito de la desvolatilización de tierras contaminadas con metales pesados o de la desecación de residuos industriales o no.

La limitación previamente citada es inherente al hecho de que, con un órgano de transferencia que tenga una parte 60 helicoidal calentada por efecto joule, la parte helicoidal está dimensionada para hacer pasar la potencia requerida, de modo que de hecho está limitado por la superficie de intercambio disponible que está en contacto con el producto que se va a tratar.

Se conocen además tratamientos térmicos a alta temperatura que proceden de enfoques diferentes. Se puede citar 65 a este título la utilización de un desorbedor giratorio de calentamiento directo o indirecto, o de calentamiento mixto,

para el tratamiento de suelos contaminados, lo que permite tratamientos a temperaturas que alcanzan alrededor de los 600 °C.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto concebir un dispositivo de tratamiento térmico mejor adaptado a los tratamientos a alta temperatura, sin que por ello presente una estructura compleja y un coste de fabricación elevado.

DEFINICIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN

El problema previamente citado se resuelve según la invención gracias a un dispositivo de tratamiento térmico de sólidos divididos, que comprende por lo menos un órgano de transferencia que tiene un eje longitudinal y una parte helicoidal montada para girar alrededor de dicho eje longitudinal en el interior de una envoltura tubular, dicha parte longitudinal siendo una superficie calefactora para constituir un medio de transferencia calefactor, dicho dispositivo siendo remarcable porque la envoltura tubular presenta paredes internas de material refractario y la parte helicoidal del órgano de transferencia está formada en el interior de su masa de un material eléctricamente conductor y está vinculado a por lo menos una fuente de alimentación eléctrica, de manera que dicha parte helicoidal constituye además un medio de calentamiento de las paredes internas a una temperatura suficiente para que dichas paredes internas constituyan ellas mismas por lo menos en parte medios de calentamiento por radiación de la masa de sólidos divididos que progresa en el interior de dicha envoltura tubular.

Así, las paredes internas que constituyen ellas mismas por lo menos en parte medios de calentamiento por radiación forman emisores de radiaciones infrarrojas de tipo pasivo, contrariamente a los cofres de emisores de radiaciones infrarrojas previamente utilizados en el dispositivo anteriormente citado descrito en el documento FR-A-2 892 888, emisores los cuales son entonces de tipo activo, siendo accionados únicamente bajo demanda, en el transcurso del tratamiento, según el tipo de aplicación concerniente.

De preferencia, las paredes internas de material refractario conciernen a la vez la pared superior de carenado, las paredes laterales y la pared inferior de fondo de la envoltura tubular, de manera que ciertas de dichas paredes internas constituyen igualmente por lo menos en parte medios de calentamiento por conducción o convección de la masa de sólidos divididos que circulan en el interior de dicha envoltura tubular. Se obtiene así una disposición de medios de calefacción que completan muy eficazmente el calentamiento procurado por la parte helicoidal calefactora, lo que garantiza una gran homogeneidad del calentamiento en el interior de la masa de sólidos divididos que progresa en el interior de la envoltura tubular del dispositivo de tratamiento.

De forma ventajosa entonces, las paredes internas de material refractario conciernen a toda la longitud de la envoltura tubular, así como a las paredes del extremo más arriba y más abajo de dicha envoltura tubular.

De preferencia todavía, la envoltura tubular comprende una envoltura externa unitaria de sección en forma de U en la cual están dispuestos módulos de material refractario yuxtapuestos cabeza a cabeza igualmente de sección en forma de U, cada módulo individual formando así un elemento de pared interna de fondo y dos elementos de pared interna laterales. En particular, la envoltura tubular está recubierta sobre toda su longitud por un carenado constituido por elementos de pared superior... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de tratamiento térmico de sólidos divididos, que comprende por lo menos un órgano de transferencia (17) que tiene un eje longitudinal (X) y una parte helicoidal (18) montada para girar alrededor de dicho eje longitudinal en el interior de una envoltura tubular (11) , dicha parte helicoidal (18) siendo una superficie calefactora para constituir un medio de transferencia calefactor, caracterizado por que la envoltura tubular (11) presenta paredes internas (41, 42) de material refractario y la parte helicoidal (18) del órgano de transferencia (17) está formada en el interior de su masa de un material eléctricamente conductor y está vinculada a por lo menos una fuente de alimentación de energía eléctrica, de forma que dicha parte helicoidal constituye además un medio de calentamiento de las paredes internas (41, 42) a una temperatura suficiente para que dichas paredes internas constituyan ellas mismas por lo menos en parte medios de calentamiento por radiación de la masa de sólidos divididos que progresa en el interior de dicha envoltura tubular (11) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que las paredes internas (41, 42, 43) de material refractario conciernen a la vez a la pared superior de carenado (41) , las paredes laterales (42) y la pared inferior de fondo (43) de la envoltura tubular (11) , de forma que ciertas de dichas paredes internas constituyen igualmente por lo menos en parte medios de calentamiento por conducción y/o convección de la masa de sólidos divididos que circula en el interior de dicha envoltura tubular.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 caracterizado por que las paredes internas (41, 42, 43) de material refractario conciernen a toda la longitud de la envoltura tubular (11) , así como a las paredes del extremo más arriba y más abajo (44) de dicha envoltura tubular.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por que la envoltura tubular (11) comprende una envoltura externa (13) unitaria de sección en forma de U, en el interior de la cual están dispuestos módulos de material refractario (40.1, 40.2) yuxtapuestos cabeza a cabeza, igualmente de sección en forma de U, cada módulo individual formando así un elemento de pared interna de fondo (43) y dos elementos de pared interna laterales (42) .

5. Dispositivo según la reivindicación 4 caracterizado por que la envoltura tubular (11) está recubierta sobre toda su longitud por un carenado constituido por elementos de pared superior (41) de material refractario yuxtapuestos cabeza a cabeza y por elementos de cubierta (45) de material térmicamente aislante.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 5 caracterizado por que el carenado (41, 45) y el fondo (43) de la envoltura tubular (11) están equipados con elementos de chimenea (48, 49, 50) de material refractario destinados a ser vinculados a medios estancos más arriba (58) de la entrada de los productos que se van a tratar y más abajo

(59) de los productos tratados y eventualmente también a medios estancos más abajo (60) de la evacuación de subproductos gaseosos.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que las paredes internas (41, 42, 43, 44) de la envoltura tubular (11) están todas fabricadas de un material que es a la vez refractario y eléctricamente aislante.

8. Dispositivo según la reivindicación 7 caracterizado por que dicha por lo menos una fuente de energía eléctrica (22) que alimenta el órgano de transferencia calefactor (17) está dispuesta en el interior de un cajón ventilado (14) adyacente a la envoltura tubular (11) , con la interposición de una pared de aislamiento térmico (36) .

9. Dispositivo según la reivindicación 8 caracterizado por que el o cada cajón ventilado (14) está atravesado por un árbol accionado (20) vinculado coaxialmente al órgano de transferencia (17) , dicho árbol accionado (20) llevando aletas de refrigeración (30) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9 caracterizado por que el o cada cajón ventilado (14) está equipado con un ventilador lateral (31) dispuesto para insuflar aire frío en dirección de las aletas de refrigeración (30) y presenta una ventana lateral (32) opuesta a dicho ventilador.

11. Dispositivo según la reivindicación 9 caracterizado por que el árbol accionado (20) es un árbol hueco que está vinculado, en el exterior del cajón ventilado (14) , a un manguito de empalme giratorio (29) que permite hacer circular un fluido de refrigeración en el interior de dicho árbol hueco.