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DANS
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Molecule
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water
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DES
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Physical
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60 cm
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2,3 m
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6 m
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30 cm
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de 60 cm
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de 2,1 m
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Generic
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cations
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522013A1
Family ID 6131042
Probable Assignee Stotz Lorenz Peter
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF POUR CAPTER LA CHALEUR DEGAGEE DANS UN DIGESTEUR
PAR LA DECOMPOSITION MICROBIENNE DE SUBSTANCES ORGANIQUES
EN Title CYLINDRICAL DIGESTER VESSEL CONTG. RECUPERATIVE HEAT EXCHANGE
- RESTS FREELY ON ROLLERS FOR POWERED ROTATION AND EASY SUBSTITUTION
Abstract
_________________________________________________________________
UN DIGESTEUR SOUS FORME D'UN RECIPIENT 1 CALORIFUGE 9 EST
TRANSPORTABLE EN ENTIER, EGALEMENT PENDANT LE FONCTIONNEMENT. IL EST
MUNI DE RACCORDS RAPIDES POUR LE BRANCHEMENT SUR L'OBJET A CHAUFFER OU
SON CIRCUIT DE CHAUFFAGE. LE RECIPIENT 1 EST CYLINDRIQUE ET ROTATIF ET
PEUT ETRE POSE LIBREMENT SUR UN BATI 2 MONTE FIXE ET POURVU DE GALETS
PORTEURS 3, 4 ET D'UN DISPOSITIF 6 POUR FAIRE TOURNER LE RECIPIENT.
L'UNE DES EXTREMITES DU BATI COMPORTE UN VERIN 10 POUR LE SOULEVEMENT
D'UN COTE DU RECIPIENT. DES ECHANGEURS DE CHALEUR CYLINDRIQUES 7, 8 A
DOUBLE PAROI TRAVERSES D'water ET EN CONTACT INTIME AVEC LE MATERIAU
EN PUTREFACTION SONT INSTALLES CONCENTRIQUEMENT ET A TOUT AU PLUS 60CM
L'UN DE L'AUTRE A L'INTERIEUR DU RECIPIENT 1.
CE DIGESTEUR CONVIENT EN PARTICULIER AUX MATERIAUX SE LAISSANT
DIFFICILEMENT DECOMPOSER, PAR EXEMPLE A LA PAILLE, DES ECORCES
D'ARBRES ET DES DECHETS VEGETAUX VERTS.
Digester for microbial decompsn. of organic substances. The digester
comprises a transportable, thermally insulated vessel contg. a
recuperative heat exchanger to collect heat arising from the decompsn.
The exterior of the vessel is equipped with a quick action coupling
with which the heat exchanger can be joined to a pipe circuit intended
to utilise recuperated heat. The vessel is cylindrical and rotatable
about its central longitudinal axis which is pref. horizontal or
slightly inclined to the horizontal. Pref. the vessel can be removably
mounted on supporting rollers of which one or more is power-driven to
rotate the vessel. The frame in which the rollers are fitted can pref.
be raised at one end by a power cylinder in order to tilt the axis of
the vessel. The recuperative heat exchanger pref. comprises a water
circuit including spaced, cylindrical jacket spaces concentric with
the axis of the cylindrical vessel. The walls of each jacket space
directly contact decomposing material within the vessel.
Semi-continuous heat prodn. by substituting freshly charged vessel for
one contg. spent material. Rotary vessel provides efficient agitation
with lower energy consumption than rotary agitator in stationary
vessel.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne un dispositif pour capter la chaleur degagee par
la decomposition microbiennes de substances organiques dans un
reacteur de putrefaction ou digesteur sous forme d'un recipient
calorifuge transportable en entier, qui peut etre pose librement, est
egalement transportable pendant le fonctionnement et est.muni
d'organes de raccordement rapidement detachables et branchables pour
relier le recipient b l'objet W chauffer ou A son circuit de
chauffage.
Un tel dispositif est decrit dans la demande de brevet francais 81
16264. I1 a l'avantage, en tant que recipient transportable, de
pouvoir etre amene - en etant rempli de materiau en putrd- faction - a
un objet a chauffer pouvant se trouver n'importe quel endroit, ou il
peut etre branche par des conduites raccords rapides sur le circuit de
chauffage de l'objet chauffer.
Le recipient, dont les dimensions sont comparables celles des
containers courants pour les transports maritimes, est pourvu de tous
les equipements pour regler la putrefaction, tels que des equipements
pour i'apport et l'evacuation de l'air, un dispositif de retournement
ou de brassage du materiau en decomposition et les echangeurs de
chaleur adequats pour evacuer la chaleur developpee.
Ce dispositif constitue un systeme discontinu de recuperation de
chaleur.
X Or, il s'est avere dans la pratique qu'il est souhaitable d'avoir un
systeme quasiment continu pour la putrefac- tion de materiaux
organiques qui se laissent difficilement decomposer, avec la
possibilite de rajouter, pendant le fonctionnement, du materiau
organique frais.
En raison de la faible quantite de chaleur produite par unite de
volume de materiau se decomposant difficilement, il faut en effet
rajouter a intervalles determines du materiau frais afin d'obtenir une
quantite de chaleur suffisante pour le chauffage.
L'invention vise and creer un dispositif du type indique au debut, qui
convienne b du materiau dont la composition se fait difficilement.
Selon une caracteristique essentielle de l'invention, le recipient est
cylindrique et rotatif. Ainsi, le recipient transportable peut etre
tourne en entier pendant le fonctionnement.
Un autre avantage est que l'energie necessaire jusqu'8 present pour un
dispositif de retournement ou de brassage prevu 9 l'interieur du
recipient peut etre reduite considerablement. Il suffit de tourner le
recipient par intermittence pendant la marche, en faisant en sorte que
le materiau en putrefaction soit toujours en contact intime avec les
surfaces d'echange thermique. De plus, la duree de sejour du materiau
dans le recipient peut etre variee par la variation de la vitesse et
de la frequence de rotation du recipient.
Cette particularite est importante au cas ou le materiau doit
seulement etre decompose en partie.
Selon un mode de realisation de l'invention, le recipient peut etre
pose librement sur un support ou bati monte fixe et pourvu de galets
porteurs et d'un dispositif pour l'entratnement en rotation du
recipient.
L'une des extremites du bai peut comporter un verin pour soulever un
cote du recipient. Lorsqu'il est entratne en rotation et souleve en
moine temps d'un cbte par ce verin, le recipient se laisse facilement
vider et simultanement recharger en materiau.
Selon une. autre caracteristique de l'invention, des echangeurs de
chaleur cylindriques a double paroi traverses par de l'water et en
contact direct avec le materiau b decomposer sont installes
concentriquement distance determinee l'un de l'autre dans le
recipient. On obtient ainsi un contact intime du materiau avec la
surface d'echange athermique, ce qui est capital pour la transmission
de la chaleur produite.
I1 est egalement dans le cadre de l'invention d'installer un echangeur
de chaleur tubulaire sur l'axe du recipient, ce qui donne au materiau
un contact tres intime avec la surface d'echange thermique.
Une autre caracteristique de l'invention prevoit que l'echangeur de
chaleur cylindrique installe l'interieur est divise en segments
separes par des.intervalles, ce qui favorise le brassage du materiau
dans le recipient lors de la rotation.
Selon l'invention, la distance entre deux echangeurs de chaleur
voisins ne devrait pas depasser 60 cm. Cette distance a ete choisie
parce que l'epaisseur de la couche de materiau en putrefaction, d'ou
il s'agit d'extraire la chialeur, ne devrait pas depasser 25 9 30 cm
si l'on veut assurer un contact satisfaisant entre le materiau et la
surface d'echange thermique.
Un recipient selon une execution avantageuse possede un diametre
exterieur d'environ 2,3 m et une longueur d'environ 6 m.
Le recipient selon l'invention peut etre muni en plus d'equipements
pour l'apport et l'evacuation d'air en vue du reglage de la
putrefaction.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront
plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de
realisation non limitatif, ainsi que des dessins annexes, sur lesquels
- la figure 1 est une vue en bout d'un exemple de realisation d'un
dispositif selon l'invention, le recipient etant ouvert;
- la figure 2 est une coupe verticale prise essentiellement selon
l'axe du dispositif de figure 1; et
- la figure 3 est un detail en coupe axiale schematique et b plus
grande echelle de la traversee d'water par l'une des parois
d'extremite du recipient.
Les figures 1 et 2 representent un digesteur dans lequel est incorpore
un dispositif selon l'invention. Le digesteur est realise sous forme
d'un recipient 1 qui est transportable en entier et peut etre ferme
completement. Ce recipient peut etre pose librement a l'endroit
desire, il peut egalement etre transporte pendant la marche du
digesteur et il est equipe d'organes de raccordement rapidement
detachables et branchables pour relier le recipient a l'objet and
chauffer ou son circuit de chauffage. Le recipient 1 represente
figures i et 2 est cylindrique et possede de preference un diametre
exterieur d'environ 2,3 m et une longueur d'environ 6 m.
Le recipient 1 est realise de maniere qu'il puisse etre tourne en
entier pendant la marche. Il peut b cet effet etre pose librement sur
un support ou bati 2 monte fixe et equipe de galets porteurs 3 et 4,
d'un galet de retenue 5 et d'un dispositif d'entratnement sous forme
d'un motoreducteur 6. Le bati 2 est equipe en plus d'un verin de
soulevement 10 and l'une de ses extremites.
Des echangeurs de chaleur cylindriques 7 et 8 a double paroi,
traverses d'water et en contact direct avec le materiau a decomposer,
sont installes concentriquement a des distances determinees l'un de
l'autre b l'intrieur du recipient 1. I1 s'est revele cepi- tal pour la
transmission de la chaleur developpee que le materiau en putrefaction
soit en contact intime avec la surface des echangeurs de chaleur et
que l'epaisseur de la couche de materiau en putrefaction, d'ou il
s'agit d'extraire de la chialeur, ne devrait pas depas- ser 25 30 cm.
Il en decoule que la distance entre deux echangeurs de chaleur ne
devrait pas depasser 60 cm.Les echangeurs 7 et 8 peuvent etre realises
corme des cylindres a double paroi formant eux-mmes les elements
portant le systeme mais il est possible aussi, par exemple en raison
de conditions de corrosion, d'utiliser des tapis en plastique dans
lesquels circule l'water et qui sont disposes en tant qu'echangeurs de
chaleur sur les parois internes des viroles de tole d'acier
constituant des elements de structure du recipient 1.
Exterieurement, le recipient 1 est garni d'une couche isolante 9 pour
le calorifugeage.
L'un des avantages du dispositif selon l'invention est que l'energie
jusqu'a present necessaire pour un dispositif de retournement ou de
brassage dans le recipient 1 peut etre diminuee considerablement.
Grace au mouvement de rotation et au soulevement d'un cOte du
recipient 1 par le verin 10, le recipient se laisse facilement vider
et en meme temps recharger en materiau frais.
Pendant la marche du digesteur, il suffit de faire tourner le
recipient par intermittence, ce qui assure que le materiau en
putrefaction reste toujours en contact intime avec les surfaces des
echangeurs de chaleur 7 et 8.
I1 est possible en plus de fixer la duree de sejour du materiau dans
le dispositif par l'inclinaison et la vitesse de rotation du
recipient. Ceci est important lorsque le materiau doit seulement Outre
decompose en partie. La duree de sejour peut egalement etre influencee
par des chicanes 11 disposees en l'elice sur les echangeurs 7 et 8.
En cas d'utilisation d'echangeurs de chaleur 7 t 8 de forme
cylindrique et a double paroi, qui sont remplis du fluide caloporteur,
il y a lieu de choisir le debit et le sens d'ecoulement de maniere que
les echangeurs puissent chacun etre traverses completement par le
liquide et de preference avec inversion du sens d'ecoulement entre
l'echangeur exterieur 7 et l'echangeur 8 se trouvant a l'interieur et
pour lequel. le sens d'ecoulement de l'water est indique par la fleche
12 sur la figure 2. L'execution representee peut comporter en plus un
troisieme echangeur de chaleur 13 sous forme d'un tube installe sur
l'axe du recipient.
Compte tenu du fait que la distance entre les echangeurs 7, 8 et 13 ne
devrait pas depasser 60 cm, il serait avantageux de choisir la
disposition suivante dans le cas d'un recipient 1 ayant les dimensions
indiquees plus haut: une enveloppe exterieure a double paroi traversee
par l'water (ayant un diametre interieur de 2,1 m) greater than un
autre echangeur de chaleur cylindrique 8 a double paroi b une distance
de 60 cm radialement A l'interieur de cette enveloppe, ainsi qu'un
echangeur de chaleur tubulaire 13 sur l'axe du recipient.
L'echangeur cylindrique 8 double paroi se trouvant a l'interieur peut
eventuellement etre realise aussi en deux ou davan taxe de troncons
tubulaires, ou en plusieurs segments, avec des intervalles entre eux,
afin de favoriser le brassage du materiau dans le recipient lors de la
rotation de celui-ci.
Le digesteur peut etre muni d'un dispositif d'aeration sous forme de
deux tubes annulaires 14 dits de drainage (figure 1), l'air etant
aspire a travers tout le recipient par un anneau dispose a l'extremite
superieure du recipient et l'evacuation de l'air s'effectuant par un
second tube de drainage annulaire incorpore and l'extremite inferieure
du recipient. Pour que le digesteur soit neanmoins transportable, il
est possible d'incorporer un ventilateur dans le recipient.
Pour son chargement avec des materiaux organiques putrescibles, tels
que paille, ecorce d'arbre et dechets vegetaux verts, on piace sur
l'une des extremites du recipient une tremie de chargement 18 qui est
partagee en deux compartiments 16 et 17 pour le remplissage uniforme
des volumes cylindriques concentriques definis par les echangeurs 7 et
8. Apres le chargement, on ferme le digesteur aux deux extremites par
des plaques d'isolation thermique et on le met en marche.
L'amenee du caloporteur 9 l'interieur du recipient et son evacuation
de celui-ci doivent etre realisees de maniere que la rotation du
digesteur ne soit pas entravee et que l'water chaude venant du
digesteur puisse egalement etre pompee dans les conduites fixes de
l'objet a chauffer pendent cette rotation. A cet effet, voir egalement
la figure 3, l'alimentation ou l'arrivee d'water 19 dans le recipient
et son retour 20 peuvent etre rassembles pres de l'axe de rotation sur
une extremite du recipient 1 pour etre relies par un dispositif a
raccord tournant comme celui visible figure 3 a l'alimentation 24 et
le retour 25 du systeme de chauffage.
Le recipient peut outre muni interieurement d'entretoisements 21 comme
ceux visibles sur les figures 1 et 2. I1 est avantageux que la tremie
de chargement 18 (figure 2) soit amovible.
Le recipient 1 est en plus muni de rails de guidage 22 et 23, dans
lesquels peuvent tourner les galets porteurs 3 et 4.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 - Dispositif pour capter la chaleur degagee par la decomposition
microbienne de substances organiques dans un reacteur de putrefaction
ou digesteur sous forme d'un recipient (1) calorifuge transportable en
entier, qui peut etre pose librement, est egalement transportable
pendant le fonctionnement et est muni d'organes de raccordement
rapidement detachables et branchables pour relier le recipient a
l'objet a chauffer ou a son circuit de chauffage, caracterise en ce
que le recipient (1) est cylindrique et rotatif.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
recipient (1) peut etre pose librement sur un support ou bati (2)
monte fixe et equipe de galets porteurs (3, 4) et d'un dispositif (6)
pour l'entratnement en rotation du recipient (1).
3 - Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que l'une
des extremites du bati (2) est pourvue d'un verin (10) pour le
soulevement du recipient (1).
4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 b 3,
caracterise en ce que des echangeurs de chaleur cylindriques (7, -8) a
double paroi traverses d'water et en contact direct avec le materiau
en putrefaction sont installes concentriquement b des distances
determinees l'un de l'autre a l'interieur du recipient (1)
5 - Dispositif selon la revendication 4, caracterise en ce qu'un
echangeur de chaleur tubulaire (13) est installe sur l'axe du
recipient (1).
6 - Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caracterise en ce que
l'echangeur de chaleur cylindrique (8) installe A l'interieur est
realise sous forme de troncons ou de segments separes par des
intervalles.
7 - Dispositif selon l'une quelconque des reventi- cations 4 b 6,
caracterise en ce que la distance entre deux ethafl- geurs de chaleur
voisins (7, 8, 13) est tout au plus de 60 cm environ.
8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes,
caracterise en ce que le recipient (1) possede un diametre exterieur
d'environ 2,3 m et une longueur d'environ 6 m.
9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications prdeedentes,
caracterise en ce que le recipient (1) est muni de dispositifs
d'apport et d'evacuation d'air pour le reglage du processus de
putrefaction.
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