Brevet FR2003968A1 — publié le 19691114

i 2003968 69 06904 L'invention est relative à un appareil distributeur pour une chambre destinée au traitement par des gaz de produits pulvérulents secs, avec une fente annulaire qui fait communiquer l'appareil distributeur avec la chambre de 5 traitement. Le problème qui se pose lors de l'introduction de produits pulvérulents secs dans une chambre de traitement, en particulier pour le traitement du produit en suspension dans un gaz, est de répartir le courant de produit brut, 10 amené le plus souvent par de simples conduites de transport, de façon suffisamment fine pour l'empêcher de pénétrer sous la forme d'un jet compact dans la chambre de traitement. Il a déjà été proposé de disposer sur la face supé-15 rieure d'une chambre de traitement un intervalle annulaire, qui fait le tour du tuyau central d'évacuation du gaz et dont la face inférieure débouche dans la chambre de traitement par une fente annulaire. Cette fente est subdivisée par des aubes directrices inclinées en un certain nombre de canaux 20 d'admission individuels. Le produit pulvérulent devant être traité est insufflé latéralement dans l'intervalle annulaire en même temps que de l'air; malgré son mélange avec l'air et la subdivision de la fente annulaire en canaux distincts, le produit entre 25 toutefois dans la chambre de traitement sous la forme d'un jet compact et pratiquement d'un seul côté de la fente annulaire. Lorsqu'il s'agit, par exemple, de chauffer de la poudre brute -c'est-à-dire le mélange de produits donnant 30 après cuisson le ciment- il en résulte que les- diverses particules du produit ne sont pas chauffées uniformément et que la température moyenne de la charge totale est basse. Le chauffage irrégulier a en outre pour conséquence une désacidification différente des diverses parti-35 cules de la poudre brute, ce qui se traduit défavorablement sur la consommation de chaleur nécessaire pour la cuisson ultérieure des clinkers dans le four rotatif. Le but que s'est fixé l'invention est de réaliser un appareil qui permet d'introduire dans une chambre de 40 traitement, à travers une fente de communication annulaire, 69 06904 2 2003968 un produit pulvérulent sec, sous une forme finement et uniformément répartie sur toute la périphérie de la fente annulaire. Ce but est atteint selon l'invention grâce au fait 5 que l'appareil distributeur comprend un anneau répartiteur horizontal, muni d'une ou de plusieurs conduites pour l'amenée du produit brut, de plusieurs buses réparties à la circonférence de l'anneau répartiteur pour l'insufflation d'air ou de gaz comprimé, buses qui débouchent tangentiellement 10 dans le même sens et à peu près horizontalement au voisinage du fond de l'anneau répartiteur, ainsi que d'une ouverture d'évacuation, qui est agencée en trop-plein et débouche dans la fente de communication annulaire. L'avantage de cet appareil réside en ce que le 15 produit brut amené parvient d'abord dans l'anneau répartiteur, où il est fluidisé par l'air ou le gaz comprimé insufflé tangentiellement par les buses au voisinage du fond, et se répartit sur tout l'intervalle annulaire. C'est seulement lorsqu'il atteint une couche dont l'épaisseur est définie par 20 le niveau du trop-plein que le produit déborde par l'ouverture d'évacuation dans la fente de communication et arrive dans la chambre de traitement sous la forme d'un voile uniforme. Selon une autre caractéristique de l'invention, il 25 est prévu, entre la fente de communication et un tuyau central principal pour l'évacuation des gaz de la chambre de traitement, un autre tuyau d'évacuation coaxial, dont l'ouverture inférieure plonge dans la chambre de traitement et dont l'extrémité supérieure est reliée à l'ouïe d'aspiration d'un 30 compresseur, qui alimente les buses débouchant tangiellement dans l'anneau répartiteur. L'avantage de cette disposition réside dans la possibilité d'utiliser, à la place d'air comprimé froid, pour fluidiser et distribuer le produit dans l'anneau répar-35 titeur, des gaz provenant de la chambre de traitement, ce qui est recommandé dans tous les cas où l'introduction d'air comprimé froid par exemple, est défavorable pour des raisons chimiques ou thermiques. La description qui va suivre en regard du dessin 40 annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien 69 06904 3 2003968 comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre en coupe verticale un cyclone échangeur de chaleur équipé d'un appareil distributeur conforme à l'invention; 5 la figure 2 est une vue en coupe horizontale selon II.II de l'appareil distributeur représenté à la figure 1. Conformément aux figures 1 et 2, l'installation de chauffage comprend un cyclone séparateur 1, dans lequel débouche tangentiellement une conduite de gaz 2 venant 10 d'un four. Sur la face supérieure du cyclone est disposé au centre un tuyau principal d'évacuation de gaz 3, qui plonge dans la chambre intérieure du cyclone. Coaxialement au tuyau principal d'évacuation 3 est monté un autre tuyau d'évacuation 4, dont l'ouverture inférieure 15 annulaire plonge pareillement dans la chambre intérieure du cyclone, tandis que son extrémité supérieure est fermée et pourvue d'une conduite de gaz 5 partant tangentiellement. Pour éviter l'entraînement des particules les plus fines du produit dans le tuyau principal d'évacuation 3, le tuyau 20 d'évacuation 4 plonge avantageusement à une profondeur moindre. Le tuyau principal d'évacuation 3 et le tuyau d'évacuation 4 pénètrent à l'intérieur du cyclone par une ouverture pratiquée dans le couvercle 6 et dimensionnée 25 de façon qu'il subsiste une fente annulaire de communication 7 entre la paroi externe du tuyau d'évacuation 4 et l'ouverture du couvercle du cyclone, pourvue d'une paroi cylindrique 8 de faible longueur. Cette fente de communication 7 est entourée de l'ap-30 pareil distributeur conforme à l'invention. Celui-ci comprend un anneau répartiteur horizontal 9, dans lequel débouche de haut en bas une conduite 10 pour l'amenée du produit brut. L'anneau répartiteur est entièrement fermé à l'exception d'une ouverture d'évacuation 11, qui s'étend 35 sur toute la circonférence de la fente de communication 7 dans laquelle elle débouche. Conformément à l'invention, l'ouverture d'évacuation 11 est prévue dans la zone supérieure de l'anneau répartiteur et aménagée en trop-plein. 40 Au voisinage du fond de l'anneau répartiteur 69 06904 4 2003968 débouchent tangentiellement, dans un même sens et à peu près horizontalement, plusieurs buses 12 réparties sur le pourtour dudit anneau. Les buses 12 sont alimentées au moyen d'une conduite annulaire 13 par un courant partiel des gaz 5 s'échappant du four, qui sont extraits du cyclone par le tuyau d'évacuation 4, la conduite de gaz 5 à départ tangentiel et un ventilateur 14. Au-dessous de la fente de communication 7 et sur la face externe du tuyau d'évacuation 4 est disposée avantageu— 10 sement une chicane tronconique en tôle 15, pour empêcher le produit en grains fins d'être entraîné par le courant de gaz évacué. Le produit chauffé est extrait du cyclone par une ouverture inférieure 16, le cas échéant par l'intermédiaire d'un 15 sas à clapets ou organe équivalent, et amené à son emplacement d'utilisation, par exemple un four rotatif ou une installation de chauffage supplémentaire. Le mode de fonctionnement de l'appareil distributeur selon l'invention est le suivant : 20 Le produit en grains fins devant être chauffé entre dans l'anneau répartiteur 9 par la conduite d'amenée 10» Les gaz du four, insufflés par les buses 12 débouchant tangentiellement, répartissent en premier lieu le produit en grains fins sur tout le pourtour de l'anneau répartiteur. 25 C'est seulement lorsque le produit atteint une couche dont l'épaisseur est définie par le niveau du trop-plein de l'ouverture d'évacuation 11 au-dessus du - fond de l'anneau répartiteur que le produit déborde dans la fente de communication 7 de façon uniforme sur toute la circonférence 30 de l'ouverture d'évacuation 11 et parvient ainsi à l'intérieur du cyclone en un voile régulier. Sous l'action du courant de gaz chaud qui débouche tangentiellement dans le cyclone et est extrait au centre par le tuyau d'évacuation 3, il se forme d'une manière 35 connue un vortex tournant à grande vitesse. Ces gaz chauds animés d'une vitesse de rotation élevée entraînent les diverses particules du produit solide et les projettent en suspension libre par centrifugation sur la paroi du cyclone. Etant donné que le pDoduit devant être traité entre 40 dans le cyclone, conformément à l'invention, sous la forme 69 06904 5 2003968 d'un voile uniforme finement réparti sur toute la circonférence de la fente de communication, toutes les particules du produit sont léchées également par les gaz chauds et atteignent ainsi une température maximale au cours de leur 5 mouvement en suspension libre a travers l'ensemble du courant de gaz chauds avec lequel a lieu un échange de chaleur. Pour le chauffage de la poudre brute de ciment il en résulte simultanément une désacidification uniforme et très poussée de l'ensemble de la charge de produit, de sorte 10 que le four rotatif venant à la suite peut être notablement plus court. Dans le cas où il est prévu une installation à plusieurs étages par montage en série d'un certain nombre d'appareils de chauffage du type décrit ci-dessus, par exemple pour 15 le chauffage préalableetlacalcination de poudre brute de ciment, installation dans laquelle le produit réchauffé dans l'étage précédent est introduit dans l'appareil distributeur de l'étage suivant, il n'est pas possible, en raison de la température élevée des gaz (1100°C environ) dans l'instal-20 lation de chauffage montée directement à la suite du four rotatif, d'alimenter les buses 11 débouchant tangentiellement dans l'anneau répartiteur par un courant partiel de gaz extrait du cyclone par les conduites d'évacuation 4, 5, étant donné qu'il est impossible actuellement d'utiliser pour de telles 25 installations des ventilateurs ou compresseurs véhiculant des gaz à des températures aussi élevées. Il est prévu dans ce cas de supprimer complètement la - conduite d'évacuation coaxiale 4, 5, l'appareil distributeur conservant toutefois la forme représentée à la figure 1. 30 Les buses 12 de l'appareil distributeur sont alors alimentées en air comprimé à la place de gaz chauds. Moyennant un dimen— sionnement approprié des buses et du compresseur, il est possible d'alimenter l'appareil distributeur avec des quantités d'air moindres, insufflées dans l'anneau répartiteur 9 35 avec une vitesse de sortie élevée. Les pertes de chaleur sont minimes dans l'installation fonctionnant de cette manière, car seulement 1 % environ du volume total de gaz chaud est introduit par les buses sous la forme d'air parasite dans le système de chauffage. Cette 40 perte est toutefois largement compensée par le fait que toutes 69 06904 6 2003968 les particules de poudre "brute de ciment sont portées sensiblement à la même température en raison de leur répartition uniforme à l'entrée dans le cyclone, de sorte que la totalité de la charge est portée à une température moyenne très 5 élevée et que son degré de désacidification est très poussé. Lorsqu'une telle installation de chauffage, par exemple pour de la poudre brute de ciment,est suivie d'un dépoussiéreur électrostatique, les gaz d'échappement doivent généralement posséder une certaine teneur en eau pour assurer 10 au dépoussiéreur un rendement suffisant, ce qui est obtenu par une injection de vapeur ou d'eau. Dans une forme de réalisation de l'invention, il est proposé à cet effet d'alimenter en vapeur surchauffée les buses 12 débouchant dans l'anneau répartiteur 9, de sorte 15 qu'en plus de la répartition du produit on peut influencer dans un sens favorable la teneur en eau des gaz d'échappement. Selon la teneur nécessaire en eau des gaz d'échappement, il peut être également avantageux d'injecter dans l'anneau répartiteur un mélange de gaz et de vapeur ou d'air et de 20 vapeur. L'appareil distributeur conforme à l'invention n'est pas limité à l'exemple de réalisation décrit et représenté. Il peut être utilisé avantageusement dans tous les cas où il s'agit d'introduire un produit sec en grains fins dans 25 une chambre, dans laquelle ce produit doit être traité par des gaz ou des vapeurs, ou réagir avec ces derniers. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, 30 sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. 69 06904 7 200396g REVENDICATIONS 1.- Appareil distributeur pour une chambre destinée au traitement de produits pulvérulents secs par des gaz, avec une fente annulaire qui fait communiquer l'appareil 5 distributeur avec la chambre de traitement, caractérisé en ce qu'il comprend un anneau répartiteur horizontal (9), muni d'une ou plusieurs conduites (10) pour l'amenée du produit brut et plusieurs buses (12) réparties à la circon» férence de l'anneau pour l'insufflation d'air ou de gaz com-10 primé, buses qui débouchent tangentiellement dans le même sens et à peu près horizontalement au voisinage du fond de l'anneau répartiteur, ainsi qu'une ouverture d'évacuation (11), qui est agencée en trop-plein et débouche dans la fente de communication annulaire (7). 15 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les buses (12) sont reliées à un générateur de vapeur. 3.- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est disposé, de manière connue en soi, sur le pourtour extérieur d'un tuyau central principal (3) pour 20 l'évacuation des gaz dans l'axe duquel se trouve la fente de communication (7) et en ce qu'il est prévu, entre le tuyau central principal pour l'évacuation des gaz et la fente de communication annulaire (7), un autre tuyau d'évacuation coaxial (4), dont l'ouverture inférieure circulaire plonge 25 dans la chambre de traitement (1) et dont l'extrémité supérieure est reliée à 1' ouïe d'aspiration d'un compresseur (14), qui alimente les buses (12) débouchant tangentiellement dans l'anneau répartiteur (9). 4.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé 30 en ce que le tuyau principal d'évacuation de gaz (3) débouchant dans la chambre de traitement (1) plonge plus profondément dans celle-ci que le tuyau d'évacuation coaxial (4), entre le tuyau principal d'évacuation (3) et la fente de communication (7). 35 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une chicane tronçonique en tôle (15) est disposée dans la chambre de traitement (1) au-dessous de la fente de communication (7).