Brevet FR2009799A1 — publié le 19700206

La présente invention se rapporte à -un procédé de dessiccation ou calcination de gypses, en particulier de plusieurs gypses présentant des propriétés diverses, en une seule opération, dans lequel la matière mise en couches horizontales ou verticales 5 traverse en continu une zone de calcination dans laquelle les gaz de combustion sont aspirés ou refoulés à travers la matière. L'invention se rapporte également à un appareillage de mise en oeuvre de ce procédé. L'invention a pour but de réduire le coût de ce procé-10 dé. Le problème qu'en particulier elle cherche à résoudre est d'augmenter le rendement thermique lors de la mise en oeuvre du procédé et de réduire les frais d'exploitation. Pour parvenir à ces fins, il est prévu par l'invention que les gaz de combustion qui ont traversé la matière dans la première section (dans le 15 sens de transport de la matière) de la zone de calcination sont évacués, que les gaz de combustion qui ont traversé la matière dans la seconde et dernière section de la zone de calcination sont renvoyés dans la zone de calcination, et que l'air frais aspiré au travers de la matière dans la zone de refroidissement qui fait 2o suite à la zone de calcination est au moins partiellement envoyé dans la zone de calcination à titre d'air complémentaire, la longueur de la première section étant calculée de façon que dans cette section les gaz de combustion quittent la matière à une . température moyenne peu supérieure au point de rosée. Lorsque cet-25 te première section a une longueur plus courte, les gaz évacués ont en effet une température supérieure au point de rosée, tandis que si sa longueur est plus grande ils ont une capacité calorifique inutilisée trop grande parce que la température de la matière croît dans le sens du transport et que par conséquent les gaz de 30 chauffage qui la traversent lui cèdent d'autant moins de calories qu'ils sont plus éloignés de l'entrée de la zone de calcination. Une température favorable des gaz évacués est d'environ 100°C. Les gaz aspirés hors de la section peuvent par exemple être introduits à titre d'air tertiaire dans la chambre de combustion, 35 ce qui permet de régler de manière optimale la température à laquelle les gaz parviennent sur la matière. L'air frais aspiré à travers la matière dans la zone de refroidissement peut être envoyé dans la zone de calcination soit indépendamment des gaz 69 17967 2 2009799 de combustion qui ont traversé la matière dans la seconde section, soit mélangé à eux. Dans ce dernier cas il y a naturellement intérêt à extraire ensemble les gaz de la seconde section et l'air frais de la zone de refroidissement. Le mélange composé 5 de ces gaz et cet air peut être utilisé comme air complémentaire de postcombustion ou comme air tertiaire pour l'optimisation de la température des gaz de chauffage. La longueur de la zone de refroidissement est calculée de préférence de façon que le gypse qui sort de cette zone ait une 10 température qui convienne à son traitement ultérieur, c'est-à-dire qui permette son broyage sans risque d'endommager les broyeurs, ou qui! empêche qu'il puisse encore réagir. Il peut aussi être avantageux, pour agir sur les conditions d'écoulement gazeux, que les gaz de combustion soient ame-15 nés sous une légère surpression à la matière à traiter. Le rendement thermique que ces diverses dispositions permettent d'obtenir est extrêmement élevé. Un appareillage de mise en oeuvre du procédé comporte une chambre de calcination disposée d'un côté d'un transporteur 20 à grille mobile longitudinalement qui reçoit le gypse cru, et, de l'autre côté de ce transporteur et sensiblement en face de ladite chambre, des caissons d'aspiration des gaz séparés pour la première section et pour la seconde section de la zone de calcination et dont les conduites d'évacuation, de préférence munies de venti-25 lateurs, conduisent les gaz à la cheminée ou dans la chambre de calcination, la longueur du caisson d'aspiration des gaz de la première section étant telle que les gaz aspirés par lui quittent la matière avec une température moyenne située légèrement au-dessus du point de rosée, ainsi qu'un caisson d'aspiration des gaz 30 pour la zone de refroidissement muni d'une conduite reliée à la chambre de calcination. Ce caisson est soit un caisson séparé des autres, soit le même que celui affecté à la seconde section de la zone de calcination. De préférence, le caisson d'aspiration affecté à la zonê de refroidissement s'étend, dans le sens de transport 35 de la matière, sur une distance suffisamment longue pour que le gypse sortant de la zone de refroidissement ait une température facilitant son traitement ultérieur. Lorsqu'une légère surpression doit être créée dans la chambre de calcination, il y a intérêt à ce que cette dernière soit disposée dans un tunnel à section 69 17967 3 2009799 fermée qui entoure le transporteur à grille et qui, à. l'extrémité d'évacuation de la matière, est rendu étanche au moyen d'un rideau résistant à la chaleur qui frotte sur la matière et est de. préférence composé de" chaînes et de tissu d'amiante. Grâce à ce rideau 5 qui frotte sur la matière à la façon d'une traîne qui en épouse la forme à tout moment, et puisque l'entrée est déjà fermée par le dispositif d'alimentation de la matière, la seule ouverture de la chambre ce calcination qui subsiste, à savoir la fente de sortie de la matière, est elle aussi fermée de façon étanche. 10 Dans le but de réduire le plus possible les frais d'ex ploitation, l'invention prévoit également de disposer les ventilateurs de côté par rapport au transporteur à grille, de façon que l'ensemble de 1'installation ait une faible hauteur d'installation. Toutefois, si l'on plaçait les ventilateurs nécessaires à 15 la mise en oeuvre du procédé selon l'invention tous au même côté l'un à côté de l'autre, une quantité de gaz de chauffage plus grande serait, de ce côté, aspirée à travers le lit de gypse, ce qui conduirait à une calcination inégale du gypse et à une importante sollicitation thermique du transporteur à grille du côté des 20 ventilateurs. Pour éviter ce danger, il est prévu que lorsque trois ventilateurs sont mis en oeuvre, l'un des deux ventilateurs affectés à la zone de calcination, de préférence celui affecté à la seconde section de cette zone, est disposé du côté de la grille transporteuse opposé à celui des deux autres ventilateurs, tandis 25 que lorsque deux ventilateurs sont mis en oeuvre ils sont disposés en regard l'un de l'autre. De ce fait il se produit un équilibre dans le déroulement de l'opération ce calcination en fonction ce la durée de celle-ci. Pour le cas où, pour des raisons d'encombrement, tous 30 .les ventilateurs doivent être disposés d'un seul côté, l'invention prévoit d'augmenter la résistance à l'écoulement des gaz du côté des ventilateurs et de la diminuer du côté opposé, ce manière que dans le sens transversal par rapport à l'avancement de la matière cette résistance présente une répartition asymétrique. 35 Pour assurer une telle répartition asymétrique de la résistance à l'écoulement des gaz, les mesures suivantes, prises individuellement ou en combinaison quelconque, conduisent au résultat recherché : ./... BAD ORIGINAL' 69 17967 4 2009799 1.- La grille transporteuse peut être conçue de façon que sa section libre diminue vers le côté des ventilateurs dans une mesure telle que le débit de gaz de chauffage ait l'allure optimale désirée sur toute la largeur de cette grille. Pour cela, 5 la grille peut par exemple être recouverte d'une tôle perforée, d'une toile de criblages etc. dont les perforations sont moins denses dans la région du côté des ventilateurs que dans les autres parties. 2.- Lors du déversement de la matière sur la grille 10 (ce déversement s'effectuant généralement en plusieurs couches de granulométries différentes), la couche inférieure, qui présente la plus faible granulométrie, peut être déposée du côté des ventilateurs sur une épaisseur plus grande que sur les autres parties de la grille. Dans ce but il est avantageux de faire usage d'un 15 gabarit d1 alimentation réglable. Si l'on conçoit la grille transporteuse de façon que par la réduction de section libre en direction du côté des ventilateurs il ne se produise qu'un réglage grossier de l'asymétrie de résistance à l'écoulement des gaz désirée, cette manière d'opérer le déversement sur la grille de la 20 couche ayant la granulométrie la plus petite permet d'assurer un réglage fin et de réaliser ainsi une calcination optimale en présence de caractéristiques changeantes de la matière, causées par exemple par des variations de sa teneur en humidité. Un dimensionnement inégal de la section libre de la 25 grille transporteuse et/ou de Ieépaisseur de la couche inférieure de matière dans le sens de la largeur de cette grille peut d8 ailleurs être très avantageux même lorsque les ventilateurs sont disposés au-dessous de la grille transporteuse, sous réserve toutefois d'une disposition symétrique par rapport à l'axe de la 30 grille. En effet, si la matière repose sur cette dernière en y formant une couche dont les. deux côtés latéraux sont en talus, la combinaison de ces deux mesures offre la possibilité d'accroître la résistance à l'écoulement des gaz dans le champ des talus, résistance qui sans cela y serait plus faible par suite de la moindre 35 épaisseur de matière et y provoquerait une calcination excessive de cette dernière sous l'effet d'un plus fort débit de gaz de chauffage. L'augmentation d'épaisseur de la couche inférieure de granulométrie minimale, sur les bords de cette couche, peut être . f... BAD ORIGINAL 69 17967 5 2009799 effectuée dans une mesure telle que dans ces régions la résistance à l'écoulement des gaz soit la même qu'entre elles. En général, ce résultat est obtenu en donnant à la couche, dans ces régions, une épaisseur variant entre 2 et 5 fois celle de la1 partie centra-5 le. Avec l'utilisation d'un gabarit d'alimentation réglable le procédé selon l'invention offre la possibilité, par modification du contour de la couche inférieure de matière, de faire varier immédiatement la résistance à l'écoulement des gaz lorsque 10 cela est rendu nécessaire par suite d'une variation des caractéristiques de la matière à traiter, par exemple par suite de fluctuations de sa teneur en humidité. Dans le cas de la combinaison consistant à augmenter la hauteur de la couche ayant la granulométrie la plus fine et à diminuer la section libre de la grille en 15 direction des bords, cette dernière mesure peut, ici aussi, être utilisée pour assurer un réglage grossier» et la première pour assurer un réglage fin. Dans tous les cas le réglage de la hauteur de couche mentionné plus haut permet d'améliorer considérablement l'uniformité de la calcination. Ce procédé est d'ailleurs extrême-20 ment peu coûteux, car il peut être mis en oeuvre presque sans aucun matériel spécial, un gabarit d'alimentation étant de toute façon nécessaire. Il va de soi que le procédé selon l'invention peut être appliqué avec avantage à n'importe quel type de calcination de gypse au moyen d'un transporteur à grille horizontale sur 25 laquelle la matière repose en formant un talus le long de ses deux côtés latéraux, et que par conséquent l'invention couvre l'application du procédé à tous ces types de calcination. Des exemples d'exécution de l'appareillage selon l'invention, destinés à bien faire comprendre le procédé, sont décrits 30 ci-après avec référence au dessin sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe-longitudinale d'une installation à transporteur à grille, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une autre installation à transporteur à grille, 35 - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une troisième installation à transporteur à grille, - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une installation analogue à celles selon les fig-. 1 à 3, . f... 69 17967 2009799 - la figure 5 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, correspondant sensiblement à la ligne de coupe V-V tracée sur la fig.l, et - la figure 6 représente une grille transporteuse sur 5 laquelle la couche de matière inférieure a une épaisseur accrue. symétriquement des deux côtés. On voit sur ce dessin le transporteur à grille lr le lit de gypse 2 déposé sur ce transporteur, la trémie d'alimentation en gypse 3, la chambre de calcination 4 disposée au-dessus 10 du transporteur à grille 1, le caisson d'aspiration 5 pour la première section de la zone de calcination, ce caisson étant, ainsi que ies autres caissons d'aspiration, disposé au-dessous de la grille 1. On voit en outre la conduite d'évacuation 6 du caisson 5 reliée à la cheminée, le caisson d'aspiration 7 pour la seconde section de la zone de calcination, avec sa conduite d'évacuation 8 conduisant à la chambre de calcination 4, le caisson d'aspiration 9 pour la zone de refroidissement avec sa conduite d'évacuation 10 conduisant à la chambre de calcination 4, et le brûleur 11 qui chauffe la chambre de calcination 4. Dans 1'installation selon la 20 fig. 2 le caisson d'aspiration de la seconde section de la zone de calcination et celui de la zone de refroidissement sont réunis en un seul caisson 21 dont la conduite d'évacuation 22 est reliée par l'intermédiaire d'une soufflante 11 à la chambre de calcination 4 qu'elle alimente en air complémentaire et dont le brûleur 11 aspire 25 lrair primaire par un tuyau 13. On voit à la fig.4 une autre soufflante 14 raccordée latéralement au caisson d'aspiration 5 et refoulant les gaz dans la cheminée. La fig.4 montre en outre en 15 l'asymétrie de hauteur de la couche de pierre à plâtre inférieure la plus fine. La plus 30 grande hauteur 15 de cette couche est représentée à plus grande échelle à la fig.5 sur laquelle on voit également clairement le contour 16 de la paroi arrière (considérée dans le sens de transport de la matière) de la trémie 3, ainsi que le gabarit râcleur 18 dont la hauteur peut être réglée au moyen des tiges filetées 35 17 et qui a pour rôle de donner à la couche inférieure formée par la matière s'écoulant de cette trémie la section transversale désirée. ./... 69 17967 2009799 La forme de la couche inférieure de matière représentée à la fig. 6, avec les deux talus 19 en surépaisseur de chaque côté de la grille transporteuse 1, disposés'symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du transporteur à grille pour 5 le cas où les ventilateurs sont disposés au-dessous de ce transporteur, peut être réalisée au moyen d'un dispositif analogue au gabarit racleur 18. 69 17967 8 2009799 REVENDICATIONS " - 1.- Procédé de dessiccation ou calcination de gypses, en particulier de plusieurs gypses présentant des propriétés diverses, en une seule opération, dans lequel la matière mise en 5 couches horizontales ou verticales traverse en continu une zone de calcination dans laquelle les gaz de combustion sont aspirés ou refoulés à travers la matière, ce procédé étant remarquable en ce que les gaz de combustion qui, dans le sens de transport de la matière, ont traversé celle-ci dans la première section de la 10 zone de calcination sont évacués, que les gaz de combustion qui ont traversé la matière dans la seconde et dernière section de la zonè de calcination sont renvoyés dans la zone de calcination, et que l'air frais aspiré au travers de la matière dans la zone de refroidissement qui fait suite à la zone de calcination est au 15 moins partiellement envoyé dans la zone de calcination à titre d'air complémentaire, la longueur de la première section étant calculée de façon que dans cette section les gaz de combustion quittent la matière à une température moyenne peu supérieure au point de rosée. 20 2,- Procédé selon la revendication 1, remarquable en ce que l'air frais aspiré à travers la matière dans la zone de refroidissement est envoyé dans la zone de calcination indépendamment des gaz de combustion qui ont traversé la matière dans la seconde section de cette zone» 25 3.™ Procédé selon la revendication 1, "remarquable en ce que l'air frais aspiré à travers la matière dans la zone de refroidissement est envoyé dans la zone de calcination au moins partiellement en mélange avec les gaz de combustion qui ont -traversé la matière dans la seconde section de ladite zone. 30 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, remarquable en ce que la longueur de la zone de refroidissement est calculée de façon que le gypse qui sort de cette zone présente une température qui convienne à son traitement.-Liltérieur. 5.- Procédé selon l'une -quelconque des revendications 35 1 à 4, remarquable en ce que les gaz de-combustion sont, amenés à lajmatière sous une légère surpression» 6.- Appareillage de mise en oeuvre du. procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, remarquable en ce qu'il comporte une chambre de calcination disposée d'un côté d'un ./... BAD ORIGINAL 69 17967 2009799 transporteur à grille mobile longitudinalement qui reçoit le gypse cru, et, de l'autre côté de ce transporteur et sensiblement en face de ladite chambre, des ca'issons d'aspiration des gaz séparés pour la première section et pour la secondé section de la 5 zone de calcination et dont les conduites d'évacuation, de préférence munies de ventilateurs, conduisent les gaz à la cheminée ou dans la chambre de calcination, la longueur du caisson d'aspiration des gaz de la première section étant telle que les gaz aspirés par lui quittent la matière avec une température moyenne 1° située légèrement au-dessus du point de rosée, ainsi qu'un caisson d'aspiration des gaz pour la zone de refroidissement muni d'une conduite reliée à la chambre de calcination. 7.- Appareillage selon la revendication 6, remarquable en ce qu'un caisson d'aspiration des gaz est prévu séparément 15 pour la zone de refroidissement. 8.- Appareillage selon la revendication 6, remarquable en ce qu'un seul caisson d'aspiration des gaz est prévu en commun pour la seconde section de la zone de calcination et la zone de refroidissement. 20 g.- Appareillage selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 8, remarquable en ce que la longueur du caisson d'aspiration de la zone de refroidissement est calculée pour que le gypse sortant de cette zone présente une température se prêtant à son traitement ultérieur. 25 10.- Appareillage selon l'une quelconque des revendi cations 6 à 9, remarquable en ce que la chambre de calcination est disposée dans un tunnel à section fermée.qui entoure le transporteur à grille et qui, à l'extrémité d'évacuation de la matière, est rendu étanche au moyen d'un rideau résistant à la chaleur qui 30 frotte sur la matière et est de préférence composé de chaînes et de tissu d'amiante. 11.- Appareillage selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, et avec un transporteur à grille horizontal, remarquable en ce que les ventilateurs sont disposés latéralement par 35 rapport à leur caisson d'aspiration respectif. 12.- Appareillage selon la revendication 11, remarquable en ce que les ventilateurs sont disposés alternativement des deux côtés de 1'installation. 69 17967 2009799 13.- Appareillage selon la revendication 11 ou 12, remarquable en ce que la section libre du transporteur à grille est plus faible du côté de l'aspiration la plus forte que de l'autre côté. ^ 14.- Procédé de dessiccation ou'calcination de gypse, notamment de plusieurs gypses présentant des caractéristiques diverses, en une seule opération, dans lequel la maitière à traiter, disposée sur un transporteur à grille en plusieurs couches horizontales superposées de granulométrie -uniforme dans chaque 10 couche mais différente d'une couche à la suivante, l'ensemble de ces couches formant latéralement -un talus, est conduite à travers une zone de calcination dans laquelle des gaz de combustion sont aspirés ou refoulés à travers elle, ce procédé en particulier de mise en oeuvre d'un appareillage selon l'une quelconque des reven-15 dications 5 à 13, étant remarquable en ce que dans les zones latérales en talus la couche inférieure ayant la granulométrie la plus petite présente line épaisseur plus grande qu'entre ces deux zones. 15.- Procédé selon la revendication 14, remarquable en ce que dans les zones latérales en talus la couche inférieure a 20 une hauteur égale à 2 à 5 fois celle qu'elle présente entre ces zones et qui est uniforme. 16.- Procédé selon la revendication 14 ou 15j remarquable en ce que- la matière est déposée sur un transporteur à grille qui, dans les zones latérales en talus, présente une section libre 25 réduite. 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16 de mise en oeuvre d'un appareillage selon les revendications 11 à 13, remarquable en ce que la couche inférieure ayant la granulométrie la plus petite est déposée sur le transporteur à 30 grille de façon que la hauteur de cette couche soit plus grande du côté de ce transporteur auqueljl'aspiration des gaz est la plus forte. , : 1S.— Procédé'selon la revendication 17 de mise en oeuvre d'un appareillage selon la revendication 13, remarquable en ce que l'inégalité de hauteur de couche constitue un moyen de ré-35- glage fin de la résistance" à l'écoulement des gaz. 19.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 19, remarquable en ce qu'au moins la couche inférieure est formée au moyen d'un gabarit racleur de préférence réglable en position.