Brevet FR2304032A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne les fours et plus particu lièrement mais non exclusivement des fours à chaux à cuve verticale. Des exemples de ces fours sont décrits dans les brevets britanniques 1 315 040 et 1 391 259. L'utilisation de mazout pour la chauffe de fours à chaux à cuve verticale présente plusieurs inconvénients. Quand la chauffe du four utilise des brûleurs à atomisation simple, on rencontre des difficultés résultant de surchauffe locale à l'emplacement des buses de chauffe-et à une répartition médiocre de la ciialeur dans le four en raison des courtes-longueurs de flammes obtenues et il est nécessaire de modifier le four pour accepter des limitations du brûleur à atomisation par des dispositifs tels que des formes rectangulaires ou annulaifes , conjointement avec un nombre accru de brûleurs, souvent à plusieurs niveaux dans le four. L'application d'une technique de combustion partielle ou de gazéification ou d'injection directe du mazout dans le four, soit additionnelement, soit à la place des brûleurs classiques, produit du gaz de pétrole en meme temps que du carbone libre. Par suite , un contrôle soigné de la combustion est nécessaire pour a'assurer une combustion complète du carbone et, dans les cas défavorables, la perte de particules de carbone dans les gaz d'échappement peut atteindre 5% de la consommatinn du mazout. L'utilisation de mazout dans les fours à chaux à cuve verticale présente l'inconvénient supplémentaire que l'excès en besoin d'air pour la combustion du carbone entraîne une perte de l'efficacité du combustible et une préparation soignée de la pieree à calciner.~ La présente invention a en conséquence pour objet un procédé pour la chauffe d'un four éliminant ou limitant les inconvénients précités. Selon un premier aspect de l'invention, celle-ci vise un procédé pour la chauffe d'un four, consistant à utiliser comme combustible pour le processus de chauffe une émulsion d'eau dans le mazout. Selon un second aspect de l'invention, celle-ci vise l'applicati > n d'une émulsion d'eau dans le mazout comme combustible pour lachauffe d'un four. De préférence, l'invention est appliquée aux fours à chaux à cuve verticale. L'émulsion mazout-eau peut être utilisée dans des brûleurs à atomisation ou partiellement brûlée ou encore directement injectée dans le four, ou encore utilisée de toute autre manière classique. On notera que le résultat est d'autant meilleur que la taille de la gouteletter de l'émulsion est petite. A titre d'exemple, le mazout utilisé dans le procédé selon l'i:lvention contient 10 à 15% en poids d'eau. On peut préparer des emulsions convenables en ajoutant de l'eau, de préférence chaude ou de la vapeur d'eau à l'admission de la pompe à engrenage alimentant le mazout. Quand on utilise de la vapeur d'eau, la chaleur latente chauffe directement le mazout et peut éliminer directement le besoin de chauffe indiréctepar de la vapeur d'eau ou par des resistances électriques. Selon une variante, on peut utiliser pour préparer l'émulsion des techniques différentes telles que les techniques par résonnance ou par ultra-sons. L'emploi-d'eau dans le mazout réduit la taille des particules des carbone produites au point de gazéification et par suite, la combustion complète de ces particules est facilitée à l'inte- rieur du four ce qui conduit à des émissions de gaz d'échappement plus pur et à une efficacité thermique supérieure. Dans un four à chaux à cuve verticale, la température de flamme plus basse obtenue avec l'émulsion d'eau dans le mazout réduit les problèmes liesà la surchauffe locale dans les buses de chauffe du four. Au surplus, l'élimination du dépit de carbnne dans ces buses et les conditions de combustion améliorée, entraînant de plus petites particules de carbone, donnent une souplesse accrue du fouren ce qui concerne son rendement spécifique et la qualité de la pierre acceptable pour la calcination La vapeur d'eau provenant de l'eau présente dans le mazout accroit le débit massique de gaz à travers le four à chaux et assure une répartition amélioréé de la chaleur, ce qui contribue à une efficacité thermique accrue et àune qualité améliorée de la chaux. Un autre perfectionnement dans la qualité de la chaux résulte également de la température plus basse de la flamme obtenue avec le combustible. il en résulte (tune température de brûleurs plus uniforme et une tendance plus faible à produite une chaux sur chauffée et surcalcinée. Quand le combustible est injecté directement dans le four, il se gazéifie au contact des réfractairesdu fours ou de la chaux et la formation de carbone est inhibée à l'emplacement où l'émulsion d'nuise dans l'eau est utilisée. Finalément, il apparaît que la température à laquelle la chaux est calcinée est réduite en présence de la vapeur d'eu ce qui entraîne une efficacité tnermique accrue. Le diagramme annexé illustre l'exemple d'un système comportant la mise en oeuvre dela présente invention et convenant à la chauffe d'un four à chaux à cuve verticale comportant des unités d'injection de mazout. Le four à chaux à cuve yerticale lui-meme n'est pas illustré car sa structure générale et son fonctionnement sont bien connus das techniciens. Le système comprend une section d'aspiration A et une section -annulaire principale B. La section d'aspiration A est reliée à toute source commode de mazout (non représentée) et comporte un refouleur d'huile 1 et un débit-mètre d'huile 2. Ude soupape d'arret 3 est prévue en amont du refouteur d'huile 1 dans la direction de l'écoulement et une soupape d'arrêt 4 est prévue de chaque côté du debit-mètre 2 de manière à pouvoir isoler ce dernier. Une conduite by-pass 5 comportant une soupape de by- pass 6 est également prévue autour du débit-mètre. Ainsi, le mazout est introduit dans la section B depuis la section A avec ou sans passage à travers le débit mètre 2. La section B comporte dans le cas présent 6 soupapes individuelles 7 pour six unités d'injection dans le four. La section B comporte également deux pempes à huile en parallèle 8 et 9 comportant chacune une soupape d'arrêt 10 et 11 respectivement en vue de son isolement. En aval des pompes en parallèle et entre ces pompes et les soupapes d'injection 7 est monté un système de réchauffage électrique de la conduite d'nuile 12, comportant également une soupape d'arrêt d'isolement 13 et une soupape de vidange 14. Le système de chauffage 12 est contrôle thermostatiquement de manière à régler la température de l'huile. Sur le retour des soupapes d'injection 7 est montée une soppape régulatrice de pression 15 comportant des soupapes d'arrêt d'isolement 16 et une conduite by-pass 17 comportant une soupape à bulle 18. Selon la présente invention, il est prévu une alimentation d'eau à la section B en amont de l'ensemble de pompes. L'eau est introduite par gravité dans la section B. A cet effet, l'eau provient d'un bac d'alimentation en eau chaude 19 comportant un système de chauffage immergé 20 par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 21 et d'une jauge de débit 22. Un bac d'alimentation en eau froide 23 est relié à l'alimentation principale par 11 intermédiaire d'un dispositif à flotteur classique 24 pour alimenter le bac d'eau chaude 19 par l'intermédiaire d'une tubulure 25. UNe reprise du débordement du bac 19 vers le bac 23est prévue par la conduite 26. Grâce à la disposition décrite ci-dessus, une émulsion d'eau dans le mazout est délivrée par les soupapes 7 aux injecteurs du four-avec les avantages précités. La température de l'émulsion est un facteur critique et un exemple de température minimum de l'émulsion fournie aux injecteurs est de 82" C pour un mazout classique. f REVENDICATIONS 1. Procédé pour la chauffe d'un four au moyen de mazout caractérisé en ce que l'on utilise comme combustible une émulsion d'eau dans le mazout. 2. Procédé selon la revendication a, caractérisé en ce que l'émulsion contient 10 à 15% en poids d'eau. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'eau est chauffée préalablement à son addition à l'émulsion de mazout. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'eau est sous forme de vapeur d'eau quand on l'introduit dansltemulsion de mazout. 5. Four destiné notamment à servir de four à chaux à cuve verticale, caractérisé en ce que sa cnauffe est assurée par le procédé selon l'une quelcorLque des revendications 1 à 4. 6. Four selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'alimentatinn;en mazout à des brûleurs atomiseurs des gazéifieurs ou des injecteurs, et une alimenta tion en eau couplée à l'alimentation en mazout par gravité. 7. Four selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système d'alimentation en eau comporte des moyens de réchauffage de liteau.