Brevet FR2132252A1 — publié le 19721117

La présente invention concerne un procédé de refroidissement de "briquettes chaudes préparées à partir de coke en grains fins et de fines de charbon gras à une température de 400 à 550°C au moyen d'un gaz inerte dans une cuve 5 verticale que les pièces pressées traversent en continu sous l'action de la pesanteur. Les briquettes contiennent en outre une teneur de 0,2 à 0,6 Yo en poids de goudron, mais elles brûlent pratiquement sans fumée. Ces propriétés rendent les briquettes particulière-10 ment adaptées, même sans cokéfaction ultérieure, à être utilisées comme combustible sans suie dans les applications domestiques et également comme coke de réduction dans les hauts fourneaux. Des recherches ont montré que les briquettes doivent être différemment traitées suivant le type de fines et leur 15 aptitude à l'agglomération et suivant les propriétés du coke chaud, en particulier sa porosité, afin d'obtenir des briquettes présentant une résistance à la pression et à l'abrasion optimale avec une teneur en goudron minimale qui satisfont aux exigences essentielles du coke de réduction dans les hauts 20 fourneaux. Dans le brevet allemand 1 915 905, on a proposé un procédé suivant lequel les briquettes sont maintenues pendant un temps dépendant de la température de pressage à une température égale ou inférieure à celle-ci, un traitement ultérieur 25 relativement long d'au moins 30 minutes de durée devant alors être observé. Le traitement des briquettes s'effectue avantageusement de manière discontinue dans deux cuves remplies alternativement et après la durée de traitement déterminée les briquettes doivent être rapidement refroidies. 30 Les briquettes chaudes sont avantageusement pré parées par pressage de charbon gras avec addition de matières solides dures, en particulier de coke à grains fins, dans le domaine plastique du charbon,à une température comprise entre 400 et 540°C. Le coke est chauffé à une température telle que 35 le mélange de coke et de charbon gras préalablement séché et éventuellement préchauffé atteint une température comprise entre 400 et 540°C, à laquelle ils peuvent être chargés dans le presse à briquettes. Le rapport du coke au charbon gras varie dans de larges mesures en fonction du type de charbon 40 utilisé et de son aptitude à l'agglomération et surtout en fonc 72 11280 2 2132252 tion de la porosité et de la résistance du coke à chaud. On utilise habituellement des proportions comprises entre 60 et 75 % poids de coke et entre 40 et 25 % poids de charbon gras. La température du mélange est avantageusement comprise entre 5 440 et 520°C et en particulier entre 460 et 480°C. L'invention a pour objet un procédé pour le refroidissement des briquettes chaudes préparées à partir de coke à grains fins et de charbon gras à une température comprise entre 400 et 550°C à l'aide d'un gaz inerte dans une cuve ver-10 ticale dans laquelle les briquettes circulent en continu sous l'action de la pesanteur. Le procédé selon l'invention se caractérise en ce que les briquettes chaudes circulent dans la cuve de refroidissement en couche fermée à contre-courant d'un courant de gaz 15 inerte froid dont une fraction est soutirée latéralement dans une section de la moitié supérieure de la cuve. L'invention permet de combiner un refroidissement efficace avec tin traitement thermique des briquettes encore chaudes. En effet, la quantité de gaz inerte qui circule à 20 contre-courant de la charge de briquettes en cours de refroidissement est diminuée dans la moitié supérieure de la cuve, de préférence entre la mi-hauteur du four à cuve et son tiers supérieur. Le flux soutiré latéralement de la moitié supérieure est ensuite réuni avec le reste du courant de gaz inerte qui 25 est extrait au sommet du refroidisseur et ils sont ensemble dépoussiérés et refroidis puis renvoyés à la sortie du refroidisseur et introduits à nouveau dans la charge. Pour le gaz refroidi qui doit refroidir les briquettes, on choisit des températures comprises entre 30 et 200°C à l'entrée du réfrigérant. 30 II s'agit de températures supérieures à 100°C si l'on utilise de la vapeur d'eau, mais l'on peut également envisager des températures plus basses, en utilisant par exemple du gaz de combustion. Les gaz inertes froids introduits circulent dans le 35 sens ascendant à contre-courant de la charge descendante de briquettes et ils se réchauffent à son contact tandis que cette charge se refroidit. Après circulation sur environ lies deux tiers de la cuve verticale, une fraction du gaz inerte est prélevée et soutirée latéralement hors du réfrigérant. 40 II a en outre été observé que pour certains charbons 72 11280 3 2132252 un réchauffage des "briquettes d'environ 50 à 100°C au-dessus de la température de briquetage augmente sensiblement la résistance des briquettes et diminue leur teneur en goudron. Il est en tout cas avantageux d'effectuer un traitement de durée limitée 5 dans le temps, légèrement au-dessus de la température de pressage avec refroidissement subséquent, lent au début afin d'augmenter la résistance à la pression et la résistance à l'abrasion des briquettes. Pour effectuer un tel traitement on introduit dans le 10 refroidisseur au-dessus du soutirage du flux prélevé latéralement, un gaz inerte chaud présentant une température supérieure d'environ 50 à 100°C à la température de briquetage. Cette introduction de gaz chaud assure une augmentation de la température des briquettes d'environ 25 à 75°C. 15 Le temps de séjour des briquettes dans cette zone de chauffage est en général de 10 à 20 minutes pour un temps de séjour dans la zone de refroidissement d'environ 20 à 40 minutes. Les gaz circulant en circuit fermé sont soutirés à l'extrémité d'alimentation des briquettes chaudes et réunis 20 avec le flux prélevé de la partie inférieure pour être débarrassés des poussières entraînées, puis refroidis et renvoyés dans la partie inférieure de la cuve de refroidissement. Les briquettes quittant le refroidisseur peuvent ensuite être rapidement refroidies afin d'éviter une auto-enflammation 25 éventuelle. Pour effectuer ce refroidissement, il existe de nombreuses possibilités qui vont par exemple d'un traitement à l'eau, notamment par arrosage ou immersion, jusqu'au simple refroidissement par air. Le procédé et le dispositif selon l'invention sont 30 plus complètement décrits ci-après dans un mode de réalisation particulier illustré par la figure. Le mélange chaud est aggloméré dans une presse à deux cylindres et introduit sous forme de briquettes chaudes dans la cuve de refroidissement verticale 2. 35 En fonction de la disposition adoptée, les briquettes chaudes produites dans la presse 1 passent tout d'abord dans un dispositif d'alimentation horizontal 3 et de là dans un élévateur 4 qui les amène à la hauteur d'une goulotte amont 5 d'où elles s'écoulent dans le refroidisseur vertical 2. La gou-40 lotte 5 est de préférence équipée d'une grille ou tamis 6 per 72 11280 4 2132252 mettant d'éliminer les déchets d'usure des briquettes et les grains de faibles dimensions. Les briquettes chaudes en alimentation fermée parcourent la cuve de refroidissement 2 du haut en bas, le dis-5 positif de sortie 7 étant réglé de manière que la cuve soit en permanence complètement remplie jusqu'au distributeur 8. Dans la partie supérieure 9 de la cuve 2, les briquettes sont refroidies lentement ou subissent également un traitement thermique. Dans la partie inférieure 10 leur refroi-10 dissement se poursuit. Le refroidissement est assuré par circulation de gaz qui, compris entre 30 et 200°C, par exemple 130°C, pénètrent dans la partie inférieure de la cuve par la conduite 11 et y circule de bas en haut. Ils refroidissent les briquettes et 15 se réchauffent eux-mêmes jusqu'au voisinage de la température d'entrée des briquettes dans la partie supérieure, par exemple jusqu'à 500°C. La partie inférieure 10 et la partie supérieure 9 de la cuve de refroidissement sont séparées par des éléments 13 20 écartés pour ménager entre eux des espaces appropriés 12 dans lesquels les briquettes se déplacent dans le sens descendant. Le gaz inerte circule préférentiellement par les éléments vides 13, de sorte qu'une partie du flux se trouve déviée et extraite latéralement par des orifices 14. Des gaz chauds tels que des 25 gaz de combustion présentant par exemple une température de 900°C, peuvent être amenés par la conduite 23 et introduits par des entrées 21 qui se trouvent au-dessus des orifices 14 et après mélange avec le reste du flux de gaz de refroidissement conduisant à une température qui est supérieure d'environ 50 à 30 100°C à celle des briquettes, par exemple de l'ordre de 550°C, passés des différents éléments 13 dans la partie supérieure 9 de la cuve par des orifices de sortie 15 qui sont avantageusement en forme de fentes. Le gaz chauffe les briquettes d'environ 25 à 75°C 35 au-dessus de leur température d'entrée dans la cuve, à par exemple 530°C, et assure une consolidation de la structure des briquettes par transformation de la structure du coke fonné à partir du charbon gras. Les gaz sortent de la partie supérieure de la cuve 40 à une température de 500°C par exemple par le collecteur 16, ils 72 11280 5 2132252 rejoignent le flux dérivé sortant des orifices 14 et de la conduite 22 pour passer dans un cyclone 17 destiné à séparer les poussières entraînées, puis dans un réfrigérant 18 et sont renvoyés dans la cuve 2 par le ventilateur 19. Le gaz excédentaire est extrait du circuit par la conduite 20. Le réfrigérant 18 peut être réalisé sous la forme d'une chaudière de récupération pour la production de vapeur, d'un réfrigérant à pulvérisation avec vaporisation de l'eau ou d'un échangeur à air ou à eau sans contact direct. Le procédé selon l'invention et le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé présentent l'avantage de permettre le réglage des conditions spécifiques adaptées au traitement thermique de briquettes chaudes. Conformément à l'invention, il est possible de réaliser des profils de température du refroidissement adaptés en fonction des propriétés du charbon gras, de ses proportions dans le mélange par rapport au coke chaud et de la température de pressage des briquettes, de manière à obtenir une résistance optimale des briquettes à la pression et à l'abrasion. En réglant la quantité et la température du gaz introduit et de la fraction soutirée, il est possible d'adapter le profil de température du refroidissement à toutes sortes de briquettes. 72 11280 6 2132252 REVENDICATIONS 1. Procédé de refroidissement de briquettes chaudes préparées à partir de coke en grains fins et de fines de charbon gras à une température comprise entre 400 et 550°C, utilisant un gaz inerte dans une cuve verticale parcourue en 5 continu par les pièces agglomérées sous l'action de la pesanteur, caractérisé en ce que les briquettes circulent en couche fermée dans la cuve verticale à contre-courant d'un flux de gaz inerte froid dont une partie est soutirée latéralement dans une section de la moitié supérieure de la cuve. 10 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte qui est soutiré au sommet de la cuve rejoint la fraction soutirée latéralement pour être refroidi et être renvoyé en circuit fermé à l'extrémité d'introduction des briquettes de la cuve. 15 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que du gaz de combustion chaud est mélangé au flux de gaz inerte au-dessus de la section de prélèvement de ladite fraction et en ce qu'une fraction correspondante du gaz froid est prélevée du circuit. 20 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté risé en ce que le mélange de gaz de combustion chaud et de gaz inerte présente une température qui est supérieure à la température de briquetage d'au plus 100°C. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le temps de séjour des briquettes dans la cuve au-dessus de l'entrée de gaz chaud jusqu'à la sortie de la cuve, correspond à au plus la moitié de celui sous cette section, le temps de séjour global dans la cuve étant compris entre trente minutes et soixante minu-30 tes. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cuve de refroidissement (2) comporte un organe d'alimentation fonctionnant en continu, tin dispositif d'introduction (11 ) 35 de gaz froid et entre la partie supérieure (9) et la partie inférieure (10), des éléments (13) pourvus d'orifices d'entrée et de sortie (14, 21) et un couvercle (15) laissant passer les gaz, ainsi qu'un dispositif de sortie (16) du gaz de refroidissement à l'extrémité supérieure de la cuve.