Brevet FR2284365A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne un appareil de calcination de produits en grains fins ou de poudre, et notamment de matières premières pour ciment, de chaux en poudre, d'oxyde d'aluminium, de gypse, etc., matériaux qui sont en général calcinés. Les procédés actuels de traitement de produits pulvérulents et de grains fins9 se font dans de telles installations, les matériaux traités étant principalement en suspensions (lit fluidisé). A titre d'exemple, lors de la fabrication de clinkers de ciment, on a utilisé de nouveaux procédés de combus- tion du clinker de ciment par calcination et introduction de combustibles liquides entre le tambour rotatif et le préchauf- feur de dispersion. Dans cette installation de calcination, la plus grande partie de la calcination se produit dans le tambour rota- tif, par simple frittage ou finition de la calcination. La plupart des installations de calcination comportent une chambre de calcination ; l'installation brûle du combustible liquide pour la calcination et un cyclone de séparation appelé cyclone chaud, sépare les matières premières calcinées des gaz de wom bustion La chambre de calcination et le cyclone chaud sont généralement reliés par un canal pour l'extraction des gaz de c ombusti on Cette solution ne tient pas compte des conditions extrêmes des procédés technologiques mis en oeuvre.Pendant le fonctionnement des dépote se produisent à la surface intérieure de la chambre de calcination. Ces dépots doivent être enlevés de temps en temps, ce qui nécessite néanmoins l'arret de l'installation, et la prise de mesures de sécurité. Une grande quantité de dépots enlevés, tombant, peut boucher la douille d'évanuation de la chambre de calcination ou le canal en aval allant au cyclone chaud ; cela rend la combustion de combustibles liquides dangereuse, par suite de l'extraction imparfaite des produits de combustion.De la même manière, la conduite d'introduction d'air nécessaire pour le combustible brûlé peut se boucher si la conduite d'introduction flair dans la chambre de combustion se trouve dans la partie Inférieure et que l'extraetion des produits de combustion se fait dans la partie supérieure Un autre problème concerne la réalisation de ces dép8ts à un endroit adéquat de l'installation, puisque ces dépôts se font en quantités importantes et rendent nécessaire leur introduction dans le courant principal de la r.at1ère à traiter et non hors de celle-ci. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet effet une installation caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre de réaction formée d'un réacteur de section circulaire, sont la partie supérieure comporte un conduit d'alimentation pour l'air préchauffé en vue du traitement thermique, ce conduit débouchant tangentiellement, et au moins un brûleur prévu dans la partie supérieure- pour du combustible liquide, un séparateur vortex disposé dIrectement et coaxilament dans le fond du réae- teur, et comportant un orifice d'évacuation pour séparer le matériau ayant subi le traitement thermiqueS le réacteur et le séparateur vortex étant placés dans un canal pour- l'extraction des gaz de combustion, le canal étant relié tangentiellement au séparateur vortex0 Entre le réacteur et le séparateur de type vortex , il est prévu un canal d'extraction des gaz de combus- tion, ce canal débouchant tangentiellement dans le séparateur vortex. Dans cette installation, il est prévu deux volumes disposés verticalement, l'un au-dessus de l'autre, avec un canal d'extraction des gaz de combustion hors de ces volumes, les dépôts de l'espace supérieur pouvant tomber librement dans l'espace inférieur, d'où ils sont extraits, sans boucher le canal d'extraction des gaz de combustion ou le canal d'introduc- tion d'air. ta présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique dPun premier mode de réalisation ; - la figure 2 est une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue an coupe selon B-B de la figure 1 - la figure 4 est une vue schématique d'un second mode de réalisation de l'appareil de l'invention - la figure 5 est une vue en coupe selon A=A de la figure 4 , la figure 6 est une vue en coupe selon C S de la figure 4. Dans les dessins, les mêmes références correspondent à des éléments identiques aux deux modes de réalisation Selon la figure 1 des dessins, la chambre de réaction se compose d'un réacteur vertical à section circu laire ; la sortie 5 est directement reliée de façon coaxiale à l'entrée 4 du séparateur 3 de type vortex, à selon ransver- sale circulaire ; un canal 7 est prévu sur l; sortie pour extraire les gaz et la sortie 9 permet d'évacuer les matières brutes, subissant le traitement thermique ; l'évacuation se soit à travers un volet de fermeture il et une conduite 13 pour faire passer la matière première, séparée, l'autre extrémité débou- chant dans un organe rotatif 14. Dans la partie supérieure du réacteur 1, on a prévu un brûleur 18, sous lequel se trouve un anal 159 relié tangentiellement au -refroidisseur (non repre- senté dans les dessins).Au fond du canal 15, on a relié ure conduite 16 pour le matériau préchauffé, provenant du préchauf feur 20 , le préchauffeur est relié au canal 7 pour l'extraticn des gaz par le canal d'entrée 19 du préchauffeur ; le canal 7 est dirigé conte la direction d'écoulement des gaz et des matières brutes traitées ; cette direction correspond à la d2- rection de branchement du canal 15. L'appareil selon le mode de réalisation de la figure 4 est analogue au premier mode de réalisation à la différence qu'il comporte un cyclone chaud 2, dont la prise d'é vacuation 17 est reliée au canal d'entrée 19 du préchauffeur Un moyen de fermeture à volets 10, 11 et une conduite 12 13 sont reliés sur la sortie 9 d'un séparateur vortex 3 et la sortie 8 du cyclone chaud 2 ; ces éléments 12 et 13 débouchent dans le tambour 14 pour le passage des matières brutes séparées. La position des canaux tangentiels 7 et 15 est ainsi différente, le anal 7 d extraction des gaz étant branché dans la direction de pass:-tge des gaz et des matières traitées ; cette direction est donnee par le canal 15. Le séparateur vortex 3 a les mmes dimensione le cyclone ch:iud 2. Une position différente du canal 7 pour l'extraction des gaz par rapport au canal 154 joue sur les téristiques de séparation du séparateur vortex 3.Un position nement adéquat est donné par la composition fractionnée de la matière traitée dtune part et par les conditions relatives au produit résultant dBautre parto Les matières brutes subissent un traitement thermique par action directe du combustible et sont séparées des gaz de combustion de façon connue Des dépôts se font sur les parois intérieures du réacteur i ; cn enlève ces dépôts par des moyens mécaniques et les produits tombent avec le matériau traité entraîné dans les gaz de combustions passant dans le séparateur vortex 3 ;; à ce niveau, les produits se recueillent au fond du séparateur et sont extraits par l'orifice d1é vacuation 9, le volet de fermeture 1 1 et la conduite 13 pour passer dans le tambour tournant 14. Selon le mode de réalisation choisi et le degré de séparation du séparateur vortex 3, les matières trai- tées sont séparées des gaz de combustion sortant de l'instaT lation, soit par la sortie 9, soit par la sortie 8, ou les deux sorties à la fois, et sont introduites à travers le moyen de fermeture à volets 10 et 11 et les conduites 12 et 1-3 dans le tambour tournant 14 pour un traitemeht supplémentaire. La présente invention permet un fonctionnement plus efficace de l'installation car elle évite-le bourrage des conduites d'extraction des gaz d'échappement et l'intro- duction d'air de combustion dans la chambre de réaction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D IC AT I O N s 10) Appareil que calcination de produits en granulés fins ou en poudre, notamment de matières premières de ciment, ces matières subissant un traitement thermique, en lit fluidisé, appareil caractérisé en ce qutil comprend une chambre de réaction formée d'un réacteur de section circulaire, dont la partie supérieure comporte un conduit d'alimentation pour l'air préchauffé en vue du traitement thermique, ce conduit débouchant tangentiellement, et au moins un brûleur prévu dans la partie supérieure, pour du combustible liquide, un séparateur vortex disposé directement et coaxialement dans le fond du réacteur, et comportant un orifIce d'évacuation pour séparer le matériau ayant subi le traitement thermique, le réacteur (1) et le séparateur vortex (3) étant placés dans un canal (7) pour l'extraction des gaz de combustion, le canal (7) étant relié tangentiellement au séparateur vortex (3). 20) Appareil selon la revendication 1, carae- térisé en ce que le canal (7) d'extraction des gaz de combustion est relié au canal d'entrée (6) du cyclone chaud (2). 3 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal (7) d'extraction des gaz de combustion est monté contre la direction d'écoulement des gaz de combustion et du matériau -traité, direction donnée par celle du canal 15. 40) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le canal (7) d'extraction des gaz de combustion est relié au canal d'entrée (19) du préchauffeur (20). 5 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le canal (7) d'extraction des gaz de combustion est placé dans la direction d'écoulement des gaz de combustion et du matériau traite, la direction d'écoulement étant déterminée par la direction de branchement du canal (15). 6 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que la douille d1éva- cuation (17) du cyclone chaud (2) est reliée au canal d'entrée (l9) du préchauffeur (20). 70) Appareil selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le canal (12, 13) est relié à la sortie des matières brutes séparées (8,9) du cyclone chaud (2) et du séparateur vortex (3), l'autre extré mité débouchant dans une zone de température faible. 8 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5, 6,7, caractérisé en ce que le sépa- rateur vortex (3) a les mêmes dimensions que le cyclone chaud (2).