Brevet FR2139662A1 — publié le 19730112

La présente invention concerne les dispositifs pour la fabrication de matériaux de construction, et notamment les.dispositifs pour le traitement thermique d'un matériau finement pulvérisé, par exemple du ciment. On connaiat des dispositifs, par exemple de la firme Wedag de la République Fédérale d'Allemagne utilisés au traitement thermique d'un matériau finement pulvérisé, et comprenant plusieurs étages de cyclones-échangeurs thermiques, simples et jumelés, montés alternativement en série et raccordés par des conduits de produit pulvérisé et de gaz. Dans ces dispositifs connus, les derniers cyclones du trajet de gaz n'assurent pas un captage efficace du matériau pulvérisé, de sorte que celui-ci nty est pas déposé complètement. I1 s'ensuit la pollution de l'atmosphère par la poussière et des dérogations au régime sanitaire du travail dans les usines. En outre, dans ces dispositifs, le courant de gaz chauds qui pénètre d'abord dans un cyclone simple, puis dans des cyclones Jumelés, n'assure.pas pas une séparation suffisamment complète du matériau finement pulvérisé, ayant partiellement subi le traitement thermique, et son amenée au four. Le cyclone simple disposé immédiatement après le four, par suite de l'augmentation de volume des gas portés à haute température, doit avoir un diamètre plus grand que les cyclones suivants, ce qui diminue son effi cavité. L'invention a donc pour objet un dispositif de traitement thermique dtun.matériau finement pulvérisé, dans lequel la disposition des cyclones assure la séparation efficace du matériau finement pulvérisé au premier et au dernier étages, avec une dépense minimale d'énergie surmontant les pertes de ch8rge d';écoulement de tout le système. Dans ce nouveau dispositif de traitement thermique d'un matériau finement pulvérisé, comprenant plusieurs étages de cyclones-changeurs thermiques, simples et jumelés, montés alternativement en série et raccordés entre eux par des conduits de matériau pulvérisé et de gaz, suivant l'invention les premier et troisième étages de cyclones-échangeurs thermiques du trajet de gas sont constitués par des cyclones jumelés, tandis que les deuxième et quatrième étages sont constitués par des cyclones simples, le dernier cyclone, qui réalise la collecte du matériau finement pulvérisé, étant multi-étagé. Cet agencement du dispositif permet d'assurer la séparation efficace du matériau finement pulvérisé dans le dernier cyclone du trajet de gaz, du fait que ce cyclone comporte plusieurs étages, ainsi que dans premiers cyclones du trajet du gaz, du fait que les cyclones en sont jumelés. Dans ce qui suit, l'invention est décrite avec un exemple préféré de réalisation avec renvois aux dessins annexés sur lesquels la figure 1, est une coupe schématique axiale d'un dispositif, suivant l'invention et la figure 2 est une coupe analogue d'un cyclone à plusieurs étages, utilisé dans le dispositif faisant l'objet de l'invention. Le dispositif pour le traitement thermique d'un matériau finement pulvérisé représenté sur la figure 1 comporte quatre étages, indiqués dans leur ensemble par les rEfé- rences I, II, III et IV. L'étage I est formé par deux cyclones 1 et 2 mon- tés en parallèle. -Ces cyclones sont destinés à réchauffer par des gaz de combustion le matériau finement pulvérisé. L'entrée des gaz de combustion dans les cyclones 1 et 2, est assuré par des tubulure 3 et 4, et la sortie du matériau finement pulvérisé après son ré chauffage dans les cyclones, par des conduits- de matériau 5 et 6. Les tubulures de sortie de gaz 7 et 8 des cyclones 1 et 2 sont .raccordées à-ltétage Il du dispositif, constitué par un cyclone simple 9. Le conduit 10 de sortie du matériau pulvérisé est engagé dans le conduit de gaz 11. La tubulure bifurquée 12 de sortie des gaz est raccordée aux deux cyclones 13 et 14 de l'étage III. Les conduits 15 et 16 de sortie du matériau pulvérisé sont engagés dans les tubulures 7 et 8. Les tubulures desortie des gaz 17 et 17' sont raccordées à l'étage IV qui est constitué par un cyclone à plusieurs étages 18, assurant le captage du matériau finement pulvérisé. Ce cyclone à plusieurs étages 18 ( figure 2 ) est formé dtun corps cylindrique 19, avec un fond conique 20 et une tubulure 21 de sortie des gaz. A l'intérieur de la tubulure 21 est disposé un cyclone complémentaire 22, destiné à capter le pulvérisé fin qui n'a pas été séparé dans le corps extérieur 19. Ce cyclone complémentaire 22 est constitué par deux troncs de canne 23, 24, engagés l'un dans l'autre et raccordés par des aubes directrices gauches 25 servant à mettre les gas en rotation. L'entrée des gaz dans le cyclone multi-étagé 18 est effectuée par des tubulures 26 et 27 disposées tangen tiellement; la sortie du gaz est réalisée à travers le tronc de cône 23. L'orifice inférieur 28 du cyclone complémentaire 22 et l'orifice inférieur 29 du corps extérieur 19 à fond conique 20 servent à l'évacuation du matériau finement pulvérisé. Des trémies 30 et 31 ( figure 1 ) assurent l'alimentation du matériau finement pulvérisé à traiter; ces tré- mies sont raccordées aux conduits de gaz 17 et 17t par des conduits de matériau pulvérisé 32 et 33. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Le mélange finement pulvérisé provenant des trémies 30 et 31 (figure 1 ) passe par les conduits de matériau pulvérisé 32 et 33 pour arriver dans les conduits de gaz 17et 17', où il est enveloppé par les gaz chauds qui l'entraînent dans le cyclone multi-étagé de l'étage IV ( figure 2 1. Dans c. cyclone, le mélange finement pulvérisé est sépare à 98-99% des gaz et passe par le conduit de matériau pulvérisé 34 (fi gure 1) pour aller au conduit de gaz 12 de l'étage III. Dans le conduit de gaz 12, un échange thermique est effectué entre le mélange pulvérisé et les gaz chauds0 Ensuite, le mélange pulvérisé entre dans les/cyclones 13 et 14 et l'étage III. Au cours de sa traversée des quatre étages de cyclones, ce mélange est réchauffé, dé carbonisé partiellement, puis est dirigé par les conduits 5 et 6 de matériau pulvérisé vers le four (non représenté sur le dessin) de grillage. Les gaz chauds venant du fsur passent par le conduit de gaz il et pénètrent dans les cyclones 1 et 2 de l'étage I, en entrainant le mélange finement pulvérisé qui arrive par le conduit de matériau pulvérisé 10, et cèdent une partie de leur chaleur au mélange. Dans les cyclones de l'étage I, les gaz se séparent du mélange pulvérisé, passent par les conduits 7 et 8, entrainent le mélange pulvérisé qui arrive par les conduits 15 et 16, puis entrent dans le cyclone 9 de l'étage II où le processus est répété. Les gaz, dans leur traversée des quatre étages, réchauffent le matériau à traiter en s * efroidissant euxmeAmes, puis vont à l'épuration par le conduit de gaz 35. La séparation successive du courant de matériau pulvérisé et de gaz aux étages I et III et son mélange aux étages II et IV du dispositif produisent un effet de stabilisation thermique et aérodynamique dans les trajets parcourus par les gaz. Les essais du dispositif ont montré sa haute ef ficacitS et son excellent rendement économiques. La perte de charge de l'écoulement dans ce dispositif est en moyenne 20 à 25% plus petite que celle des dispositifs similaires connus. L'application du nouveau dispositif proposé permet de diminuer de 15 à 17% la quantité de poussières rejetée à l'atmosphère. R E V E N D I C A T I O N Dispositif pour le traitement thermique d'un matOriau finement pulvérisé, comprenant plusieurs étages de cyclones-échangeurs thermiques, simples et jumelés montés alternativement en série et raccordes entre eux par des conduits de matériau pulvérisé et de gaz, ce dispositif étant caractérisé en ce que les premier et troisième étages de cyclones-échangeurs thermiques du chemin des gaz sont constitués pardon cyclones jumelés tandis que les deuxième et quatrième étages sont constitués par des cyclones simples, le dernier cyclone servant à capter le matériau finement pulvérisé et comportant plusieurs étages.