Brevet FR2236806A1 — publié le 19750207

La présente invention a pour objet un procédé et une installation pour le refroidissement du clinker de ciment et de matières analogues à leur sortie d'un four, au moyen d'un courant d'air qui est, au moins en partie, utilisé ensuite comme air secondaire dans le four Dans les installations connues, on utilise soit des refroidisseurs à grille, soit des refroidisseurs rotatifs, soit, lorsque le clinker est produit dans un four rotatif, des ballonnets fixés autour du four Dans les installations comportant un refroidisseur à grille, une partie seulement de l'air ayant servi au refroidissement est utiliséedans le four comme air secondaire, l'autre partie étant rejetée à l'atmosphère.Cet air étant chargé--de poussières doit etre soumis à un dépoussièrage coûteux avant d'etre rejeté à lçatmosphère. Dans les refroidisseurs rotatifs ou-à ballonnets l'-air de refroidissement est admis en totalité dans le four Le volume~d'air utilisé est donc fixé par les conditions de fonctionnement du four, et dans certains cas il est insuffisant et la tem perature du clinker à la sortie du refroidisseur est relativement élevée Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients des installations connues et de permettre ltutilisation d'un volume d'air de refroidissement supérieur à celui de l'air secondaire utilisé dans le four sans avoir à faire subir un dépoussièrage couteux à-l'air en excès, Le procédé objet de l'invention est caractérisé en ce que le refroidissement est effectue en deux stades avec concassage des produits entre les deux stases, itair de refroidissement utili sé dans le premier stade étant admis en totalité dans le four, les produits concassés sont séparés en au moins deux fractions de gra nulometries différentes, la fraction grossière est refroidie dans un échangeur à cuve au moyen d'air s circulant en sens inverse de la matière ou transversalement a sa direction de déplacement et la fraction fine, qui peut éventuellement être refroidie séparément, est mélangée a la fraction grossière après refroidissement de cette derni.ère. L'air utilise dans le second stade pour refroidir la fraction grossière du produit ne contient pas de poussières puisque- celles-ci ont été préalablement séparées et peut donc etre rejeté à l'atmosphère sans qu'il soit nécessaire de le dépoussiérer. La fraction fine peut etre refroidie séparément, soit par mise en contact avec de l'air frais qui sera ensuite utilisé pour le premier stade du refroidissement ou introduit directement dans le four, soit par échange indirect, le fluide de refroidissement pouvant outre de l'air ou de l'eau. Après concassage, le produit peut etre divisé en trois fractions : une fraction fine, une fraction moyenne et une fraction grossière, les fractions moyenne et grossière étant refroidies séparément. Dans ce cas, l'air utilisé pour le refroidissement de la fraction moyenne peut ensuite être utilisé pour le refroidissement de la fraction grossière. Une fraction de l'air de refroidissement utilisé dans le second stade peut être ensuite utilisée dans le premier stade. Une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte un premier refroidisseur placé a la sortie du four, un concasseur placé à la sortie de ce premier refroidisseur, un crible qui reçoit les produits concassés et un refroidisseur à cuve où les refus du crible sont refroidis par contact avec de l'air frais. Le crible peut etre conçu pour diviser-les produits concassés en une fraction fine, une fraction moyenne et une fraction grossière et l'installation comporte alors deux refroidisseurs à cuve pour refroidir séparément les fractions moyenne et grossière. Le premier refroidisseur peut etre un refroidisseur à grille ou rotatif. Les refroidisseurs à cuve peuvent comporter des parois perméables au gaz permettant une circulation transversale de l'air à travers la colonne de matière. L'installation peut comporter un refroidisseur pour le refroidissement de la fraction fine du produit. Le refroidisseur peut etre du type à cyclones ou à échange indirect ; dans ce dernier cas le fluide de refroidissement peut etre de l'air ou de l'eau La description qui suit se réfère aux dessins l'accom- pagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif1 quelques réalisations de l'invention. Les figures 1 à 3 de ces dessins sont des schémas d'installations réalisées conformément à l'invention. ttinstallation de la figure i utilisée pour le refroidissement du clinker de ciment à la sortie d'un four rotatif,- com- porte essentiellement un refroidisseur à grille 12, un concasseur un un élévateur 16, un crible 1g et deux refroidisseurs à cuve 20 et 22. Le refroidisseur 12 est constitué par une grille 24 inclinée et animée d'oscillations qui provoquent I-e déplacement de la matière sur la grille. La grille est surmontée d'un capot qui est raccordé au capot de chauffe du four, de telle sorte que l'air qui est admis sous la grille pénètre dans le four, après avoir traversé la grille et la couche de matière qu'elle -supporte Le concasseur 14 peut etre du type à cylindres, a percuteurs ou à marteaux. Les produits concassés sont amenés par l'élévateur i6 au crible 18. Gelui-ci comporte deux surfaces criblantes, à mailles différentes, permettant de diviser les produits concassés en trois fractions de granulométries différentes - une fraction grossière, dont les particules ont, par exemple, des dimensions supérieures à 10 mm, - une fraction moyenne, dont les particules ont, par exemple, des dimensions comprises entre 2 et 10 mm, et - une fraction fine. Les refroidisseurs 20 et 22 sont du type "à persien nes" Iis sont constitués par des cuves à axe vertical et à section rectangulaire ou annulaire ; sur une grande partie de leur hauteur leurs parois comportent des ouvertures ménagées entre des lames inclinées formant des persiennes qui permettent l'entrée d'air tout en empochant la matière de s'échapper par ces ouvertures. La matière introduite à l'extrémité supérieure des re- froidisseurs descend par gravité, la vitesse de descente étant réglée par un extracteur placé à la base du refroidisseur. Pendant son déplacement la matière est traversée par un courant d'air qui pénètre à travers les ouvertures de l'une des parois du refroidis sour et sort par les ouvertures de l'autre paroi Le clinkor chaud sortant du four 10 est refroidi sur la grille 24 au moyen de l'air admis sous celle-ci ; on peut utiliser de l'air frais ou de l'air sortant des refroidisseurs 20 et 22 L'air de refroidissement est utilisé en totalité comme air secondaire dans le four et son débit est donc fixé par les conditions de fonctionnement du four. La capacité du refroidisseur 12 est choisie en fonction de ce débit. A la sortie du refroidisseur 12 la température du clinker est d'environ 400 à 500 0C -A la place du refroidisseur à grille 12, on pourrait utiliser un refroidisseur d'un type différent, par exemple rotatif. A sa sortie du refroidisseur 12, le clinker est concassé dans le concasseur 14 puis amené par l'élévateur 16 sur le crible 18. Les refus du crible 18 sont amenés au refroidisseur 20, par un transporteur non représenté. Ils sont introduits à son extrémité supérieure et descendent par gravité. Pendant leur séjour dans le refroidisseur, ils sont refroidis par l'air circulant transversalement. Les refus étant formés de grains relativement gros, par exemple supérieurs à 10 mm, l t air circule facilement a travers eux. L'air de refroidissement utilisé dans la partie supérieure du refroidisseur 20 provient du refroidisseur 22 ; dans la partie inférieure on utilise de l'air frais Une partie ou la totalité de l'air sortant du refroidisseur 20 est rejetée à l'atmosphère ; étant donné que les refus ne contiennent que des gros grains qui ne peuvent pas etre entraînés par l'air, celui-ci n'a pas besoin d'etre dépoussièré. Une partie de cet air peut être utilisée dans le refroidisseur 12. Le refroidisseur 20 pourrait etre un refroidisseur à cuve, classique, avec circulation à contre-courant de l'air et des produits à refroidir Le produit à granulométrie intermédiaire (2 à 10 mm par exemple) séparé par le crible 18 est amené au refroidisseur 22. Ce produit étant peu perméable à l1air doit etre refroidi par de l'air circulant à faible vitesse pour diminuer les pertes de charge et -éviter les envolées ou la fluidisation du produit. Comme, par ailleurs, ce produit ne nécessite qu'un temps de refroidissement très court, il faut prévoir une grande section de passage et un temps de séjour faible pour l'air -de refroidissement. L'échangeur à persionnes 22 permet de réaliser ces conditions. L'air utilisé dans le refroidisseur 22 est de l'air frais aspiré à l'atmosphère. Des ventilateurs non représentés assurent la circulation de l'air dans les refroidisseurs 12, 20 et 22. Les produits fins ayant traversé les deux tamis du crible 18 peuvent être mélangés aux fractions moyenne et grossière du clinker sortant des refroidisseurs 20 et 22. Le débit des produits fins étant généralement peu important, leur addition au mélange des fractions moyenne et grossière n'augmente pas sensible ment sa temperature moyenne. Les produits fins peuvent etre refroidis dans un appareil d'échange indirect où ils sont mis en contact avec la surface extérieure d'éléments creux parcourus par un fluide réfrigérant qui peut etre de l'air ou de l'eau. A titre d'exemple, on a représenté sur la figure 2 une installation où les produits fins sont refroidis dans un échangeur a cuve 30, comportant des nappes de tubes supperposées-; l'air de refroidissement circule à l'intérieur des tubes et les produits à refroidir circulent par gravité de haut en bas, entre les tubes. L'air sortant de ces tubes est ensuite utilisé dans l'échangeur 20 pour refroidir la fraction grossière du clinker. Dans cette installation les produits concassés ne sont divisés qu'en deux fractions On peut également refroidir les produits fins dans un échangeur à cyclones 32, comme représenté sur la figure 3 ; dans ce cas, l'air ayant servi au refroidissement est envoyé dans le four pour être utilisé comme air secondaire. L'invention est utilisable dans l'industrie minérale pour le refroidissement de produits chauds et notamment en cimenterie pour le refroidissement du clinker de ciment. R E V E N D I C A T- I O N S 1. Procédé pour le refroidissement du clinker de ciment ou de produits analogues sortant d'un four suivant lequel le refroidissement est effectué en deux stades avec concassage des produits entre les deux stades, l'air de refroidissement utilisé dans le premier stade étant admis en totalité dans le four, caractérisé en ce que les produits concassés sont séparés en au moins deux fractions de granulométries différentes, la fraction grossière est refroidie dans un échangeur à cuve au moyen d'air circulant en sens inverse de la matière ou transversalement à sa direction de déplacement, et la fraction fine, qui peut éventuellement être refroidie séparément, est mélangée à la fraction grossière après refroidissement~de cette dernière. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction fine est refroidie par mise en contact avec de l'air qui est ensuite introduit dans le four. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction fine est refroidie par e-change indirect, le fluide de refroidissement étant de l'air ou de liteau. 4. Procédé selon la revendication l, 2 ou 3, caractérisé en ce que les produits concassés sont séparés en trois fractions : une fraction fine, une fraction moyenne et une fraction grossière, les fractions moyenne et grossière étant refroidies séparément 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'unie partie au moins de l'air ayant servi au refroidissement de la fraction moyenne est utilisée pour le refroidissement de la fraction grossière. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'use partie de l'air ayant servi au refroidissement dans le second stade est ensuite utilisé dans le premier stade. 7. Installation pour le refroidissement du clinker de ciment ou de produits similaires, à leur sortie d'un four, comportant deux refroidisseurs placés en série et un concasseur disposé entre eux, caractérisée en ce qu'elle comporte un crible qui reçoit les produits concassés et un refroidisseur à cuve où les refus du crible sont refroidis par contact avec de air frais. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le criblecomporte deux surfaces criblantes et sépare les produits concassés en une fraction fine7 une fraction moyenne et une fraction grossière, et deux refroidisseurs à cuve sont prévus pour refroidir séparément les fractions moyenne et grossiere. 9. Installation selon la revendication 87 caractérisée en ce que les parois du refroidisseur destiné au refroidissement de la fraction moyenne sont percées d'ouvertures permettant la circulation transversale de flair, a travers les -produits, sur la plus grande partie de la hauteur du refroidisseur 10 Installation selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisée en ce quelle comporte un refroidisseur pour le refroidissement de la fraction fine des produits concassés il Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce quelle comporte un échangeur thermique a cyclones pour le refroipissement de la fraction fine des produits concassés 12. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce quelle comporte un appareil d'échange thermique indirect où la fraction fine des produits concassés est mise en contact avec des éléments creux parcourus par un fluide réfrigérant.