Comment tirer le meilleur parti d'un séchoir rotatif pour solides en vrac

Jul 13, 2023

Shane Le Capitaine, ingénieur commercial procédés, FEECO International | 12 novembre 2021

Les séchoirs rotatifs sont devenus un outil indispensable dans le domaine des solides en vrac, donnant aux producteurs le contrôle de la teneur en humidité des matières premières, des matériaux intermédiaires et des produits finis. Ces systèmes de séchage industriels sont devenus l’épine dorsale de nombreuses opérations, du traitement du minerai dans le processus d’enrichissement à la mise sur le marché d’un engrais, et bien plus encore.

Les sécheurs rotatifs sont hautement personnalisables, offrant une opportunité significative d’améliorer l’efficacité du sécheur et la qualité du produit en adaptant l’unité à son application prévue, que cette unité soit nouvelle ou déjà en service. Considérez ce qui suit pour tirer le meilleur parti de votre séchoir à solides en vrac.

Bien que les sécheurs rotatifs soient reconnus comme des bêtes de somme industrielles capables d’accepter une gamme de matériaux, les conditions de matière première peuvent encore avoir un impact majeur sur les performances des sécheurs et la qualité du produit sortant de l’unité. Pour cette raison, les directeurs d’usine doivent évaluer soigneusement leurs matières premières en termes d’uniformité et de teneur en humidité afin d’assurer une performance et une qualité de produit maximales.

Les sécheurs rotatifs sont souvent une approche privilégiée pour sécher les solides en vrac en raison de leur tolérance aux petits changements de matière première et même au taux d’alimentation de la matière entrante. Cependant, les meilleurs résultats sont toujours obtenus en maintenant la matière première aussi cohérente que possible: plus le matériau entrant dans le séchoir est uniforme, plus le matériau sortant du séchoir est uniforme. Une matière première non uniforme entraîne souvent un séchage inefficace, certains produits étant trop séchés, tandis que d’autres produits sont sous-séchés.

Les caractéristiques les plus importantes de l’uniformité lors du séchage de solides en vrac dans un sécheur rotatif sont la teneur en humidité et la distribution granulométrique. Pour cette raison, certaines exploitations peuvent bénéficier du prétraitement de leurs matières premières afin d’atteindre un niveau d’uniformité plus élevé dans ces deux aspects. Cela peut inclure le préséchage du matériau, une étape de réduction de la taille des particules ou même l’incorporation d’une étape de mélange arrière dans laquelle le produit séché est mélangé à la matière première pour réduire l’écart global de la teneur en humidité.

Ce n’est pas parce qu’un sécheur rotatif peut traiter un matériau qu’il peut le faire efficacement. Dans certains cas, la teneur en humidité de départ de la matière première peut ne pas être idéale pour le séchoir, ce qui pourrait entraîner le collage du matériau au séchoir et causer une foule d’autres problèmes.

En général, les matériaux ayant une teneur en humidité supérieure à 30% peuvent nécessiter une étape de pré-séchage afin d’optimiser le matériau pour un meilleur traitement dans le séchoir rotatif. Encore une fois, cela pourrait signifier l’incorporation d’une étape de mélange arrière ou l’inclusion d’un séchage naturel, d’une déshydratation ou d’autres moyens de réduction de l’humidité.

Les sécheurs rotatifs les plus performants ont une chose en commun : ils ont été conçus en fonction des exigences uniques de leur application spécifique. Cela nécessite d’évaluer à la fois les spécifications des matériaux (entrée et sortie), ainsi que l’environnement de traitement.

Diverses caractéristiques des matériaux et aspects environnementaux peuvent être pris en compte dans les performances du sécheur. En termes de caractéristiques du matériau, des qualités telles que la chaleur spécifique du matériau, la densité apparente, les propriétés de transfert de chaleur et la composition chimique peuvent influencer le comportement du matériau dans le séchoir et, par la suite, la façon dont le séchoir devra être conçu pour fonctionner avec ces caractéristiques. De même, des facteurs environnementaux tels que la température de l’air ambiant, l’humidité et l’élévation de l’usine peuvent également avoir un impact sur la conception du séchoir.

Plusieurs modifications peuvent être apportées pour optimiser la conception du séchoir afin de mieux fonctionner avec le matériau et l’environnement de traitement. Cela comprend :

Les vols, ou élévateurs de matériaux, sont l’un des aspects les plus influents d’un séchoir rotatif en termes de performances. Les vols sont disponibles dans une gamme de modèles - simple virage, double virage, droit et même des formations personnalisées.

La conception d’un vol doit fonctionner avec les caractéristiques du matériau pour créer le « rideau » optimal ou la cascade de matériau sur le diamètre intérieur du tambour, car cela favorise un transfert de chaleur maximal.

En plus de la conception du vol, le modèle de vol peut également être personnalisé pour favoriser un transfert de chaleur optimal, que ce soit par des vols échelonnés, y compris des vols d’avancement (vols en spirale qui aident à déplacer les matériaux loin de l’entrée et dans la zone de traitement) ou même un manque de vols pour une partie du séchoir (appelé section chauve).

Des vols vers l’avant (en spirale), ainsi que deux autres conceptions de vol, sont utilisés dans ce séchoir pour maximiser le transfert de chaleur entre le matériau et les produits de combustion

L’ajout d’une chambre de combustion peut offrir plusieurs avantages dans certains contextes. Bien que l’objectif principal d’une chambre de combustion soit d’empêcher le matériau d’entrer en contact direct avec la flamme (préservant ainsi l’intégrité du produit et réduisant les émissions telles que le CO), elle peut également améliorer l’efficacité. En effet, une chambre de combustion améliore la capacité de contrôler la température du gaz de procédé entrant dans le sécheur et favorise également un chauffage plus uniforme du matériau.

L’absence de contact avec la flamme n’est généralement considérée que comme un avantage pour les matériaux sensibles à la chaleur, mais elle peut également réduire la quantité d’attrition d’un produit.

L’efficacité est également améliorée parce que l’air de dilution peut être incorporé dans la réaction de combustion, ce qui favorise une combustion plus complète du combustible, tout en offrant la possibilité d’utiliser la chaleur résiduelle récupérée ailleurs dans l’usine.

Chambre de combustion (à droite) sur un sécheur rotatif FEECO

La taille du tambour rotatif est l’un des principaux contributeurs au coût global d’un sécheur rotatif. Et tandis que dans certains cas, la taille du tambour peut être non négociable, dans d’autres cas, il peut y avoir une certaine flexibilité. Dans la mesure du possible, FEECO recommande d’augmenter la vitesse du flux d’air pour permettre l’utilisation d’un fût de plus petite taille. En incorporant une chambre knockout surdimensionnée (hotte de décharge), le risque d’entraînement associé à une vitesse d’air plus élevée est atténué. Cela garantit que les coûts d’investissement sont minimisés en ne rendant pas le tambour plus grand qu’il ne devrait l’être.

Un système de contrôle est un outil puissant pour optimiser les performances du sécheur. Un système de contrôle bien conçu peut donner aux opérateurs la possibilité d’automatiser le processus de démarrage et d’arrêt afin de minimiser les inefficacités. Cela peut également leur permettre d’ajuster les paramètres pendant le fonctionnement normal pour affiner le processus pour une efficacité maximale. Certains systèmes peuvent même générer des rapports et établir des tendances sur les paramètres de fonctionnement clés pour une analyse ultérieure des inefficacités potentielles, de la maintenance prédictive et du dépannage des processus. Les séchoirs neufs et existants peuvent être équipés d’un ensemble de commandes.

Le système de dégagement des gaz n’est pas la première chose qui vient à l’esprit pour améliorer les performances des sécheurs, mais il peut avoir un impact. Envisagez d’essayer de maximiser le flux d’air lors de la disposition des conduits et, bien sûr, d’un ventilateur industriel pour aider à aspirer l’air à travers le système afin de créer une pression négative à l’intérieur de la sécheuse.

Une partie du processus de personnalisation d’une sécheuse à son application spécifiée consiste à sélectionner une sécheuse qui correspond au niveau de service requis par le travail. Cela signifie choisir les matériaux de construction appropriés, utiliser des sections de coque épaissies si nécessaire, des composants d’entraînement appropriés et, en général, s’assurer que le tambour est construit pour résister aux rigueurs du service.

Couper les coins ronds sur la conception et la fabrication des tambours ou utiliser une approche unique peut sembler un moyen intelligent d’économiser sur les coûts d’investissement, mais c’est un moyen sûr d’engager des temps d’arrêt et des coûts de maintenance excessifs.

Aucun séchoir ne fonctionnera de manière optimale dans un état usé, et certains aspects de la maintenance peuvent non seulement affecter l’efficacité du processus, mais aussi la qualité du produit.

Laisser l’état d’un sécheur rotatif se détériorer peut rapidement le rendre inefficace. Les vols usés ou manquants peuvent réduire l’efficacité du transfert de chaleur; Des joints dégradés ou des points minces dans la coque peuvent réduire l’efficacité et augmenter les coûts de carburant (sans parler des dommages irréparables à la coque).

Pour ces raisons, suivre des procédures de maintenance simples définies par l’OEM, ainsi que résoudre immédiatement tout problème survenant, aide à maintenir la qualité du produit et l’efficacité opérationnelle globale.

Qu’il s’agisse d’acheter un nouveau séchoir ou d’optimiser un séchoir existant, la bonne voie n’est pas toujours claire et est, malheureusement, souvent obscurcie par une quantité écrasante d’informations contradictoires. Dans les deux cas, des options sont disponibles pour évaluer les choix à portée de main et prendre la meilleure décision.

Dans une ligne de production existante, envisagez de faire appel à un expert pour effectuer un audit d’équipement. Les données recueillies peuvent différer selon le fournisseur de services et l’objectif de l’audit, mais en général, elles peuvent faire la lumière sur la stabilité mécanique, résoudre les problèmes existants et identifier les possibilités d’amélioration.

Un ingénieur FEECO travaille avec le personnel sur site pour inspecter un sécheur rotatif

Lors de l’achat d’un nouveau séchoir, les nombreux facteurs qui contribuent à l’efficacité du séchoir rotatif et à la qualité du produit peuvent rendre difficile le développement de la bonne conception. Les essais dans une installation pilote peuvent fournir un débouché précieux pour établir des points de données de procédé, des critères de matières premières et réduire les risques de commercialisation en relevant tous les défis propres aux matériaux.

Les tests révèlent les paramètres de processus nécessaires pour atteindre la teneur en humidité souhaitée à la sortie et la qualité du produit, ainsi que des informations sur les décisions de dimensionnement des fûts et la définition de critères tels que:

Les essais aident également à prévoir les coûts opérationnels en fonction de l’utilisation du combustible du brûleur et de la gestion prévue des émissions et des effluents gazeux.

FEECO Innovation Center avec sécheur rotatif pilote

La conception flexible des sécheurs rotatifs en fait un choix idéal pour une large gamme d’applications de séchage de solides en vrac. En adaptant la conception du sécheur à l’application prévue avec des personnalisations telles que le vol personnalisé, un système de contrôle, etc., ainsi qu’en entretenant correctement le sécheur, les processeurs peuvent tirer le meilleur parti de leur sécheur rotatif, maximisant les performances, l’efficacité et la qualité du produit.

Qu’il s’agisse d’acheter un nouveau séchoir ou d’optimiser un séchoir existant, les producteurs qui cherchent à tirer le meilleur parti de leur séchoir peuvent tirer parti des vérifications des installations d’essai et de l’équipement pour s’assurer que leur séchoir est parfaitement adapté à son application unique.

Shane Le Capitaine est ingénieur commercial chez FEECO International, où il se spécialise dans le séchage des solides en vrac, la granulation d’engrais et les applications de tambours rotatifs. Le Capitaine est titulaire d’un BS en génie chimique de l’Université du Wisconsin-Madison et possède plus de 20 ans d’expérience dans son domaine. Pour plus d’informations, appelez le 800-373-9347 ou visitez feeco.com.

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