Brevet FR2329604A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne les installations pour la fabrication du ciment par voie sèche comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur qui est chauffé par les fumées du four, un autre préchauffeur qui est chauffé par les fumées d'une chambre de combustion placée en amont du four, en considérant le sens de circulation des matières, et un refroidisseur de clinker, les matières premières étant chauffées en partie dans un préchauffeur et en partie dans l'autre avant d'être introduites dans la chambre de combustion puis dans le four. L'invention a trait plus particulièrement aux installations du type décrit dans le brevet n" 74/27.074 du 5 Août 1974 et son 2ème certificat d'addition nO 75/23.566 du 29 Juillet 1975 et dans lesquelles la totalité des matières froides est introduite dans l'un des préchauffeurs, le second préchauffeur ne recevant que des matières préalablement réchauffées dans le premier. Dans ces installations, les fumées sortant du second préchauffeur sont envoyées dans une chaudière où une partie de leur chair sensible est utilisée pour produire de la vapeur. Cette solution, qui permet d'améliorer le bilan thermique de l'installation par une meilleure récupération des calories des fumées, entraîne des frais d'investissement et d'entretien supplémentaires relativement importants. Qn a également proposé d'utiliser la chaleur sensible des fumées sortant du second préchauffeur pour réchauffer l'air secondaire de la chambre de combustion. Cette solution, outre qu'elle nécessite l'emploi d'un réchauffeur d'air à échange indirect, ne présente d'intérêt que si on prévoit, concurremment, des moyens, tels qu'une chaudière, pour récupérer les calories de l'air de refroidissement du clinker, ce qui entraîne des frais d'investissement et d'entretien supplémentaires. Le but de la présente invention est de réduire la consommation calorifique des installations de ce type, par une meilleure récupération de la chaleur sensible des fumées, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des appareils de récupération spéciaux comme dans les solutions proposées jusqu'ici. L'-installation objet de l'invention est caractérisée en ce que les fumées sortant du second préchauffeur, qui reçoit les matières préalablement réchauffées, sont utilisées pour sécher les matières premières. De préférence, les fumées sortant du pre mier préchauffeur sont utilisées pour transporter pneumatiquement les matières premières froides jusqu'à l'entrée de ce préchauffeur. i est avantageux de prélever l'air secondaire de la chambre de combustion sur le refroidisseur de clinker à une tempé- rature de l'ordre de 900" C à 1.0000 C. Lorsque le refroidisseur de clinker est du type à cuve et à contre-courant, la totalité de l'air de refroidissement peut être utilisée comme air secondaire dans le four et dans la chambre de combustion. Le second préchauffeur peut recevoir le débit total des matières réchauffées dans le premier préchauffeur ou seulement une fraction de ce débit qui est alors prélevée sur un étage intermédiaire du premier préchauffeur. De préférence, les préchauffeurs sont du type à cyclones. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation de l'invention et sur lesquels les figures 1 et 2 sont des schémas d'installations réalisées conformément à l'invention. L'installation de la figure 1 comporte deux préchauffeurs à cyclones, une chambre de combustion 10, un four tubulaire et rotatif 12 et un refroidisseur de clinker 14 Le premier préchauffeur comporte quatre étages; les deux premiers étages sont dédoublés et comportent chacun deux cyclones 1-1' et 2-2'. Les deux autres étages comportent un seul cyclone 3 et 4. Le cyclone 4 est raccordé par une gaine 16 à la sortie de la chambre de combustion et tous les cyclones sont reliés entre eux par des gaines 18, 20, 22 et 22t de telle sorte que les fumées de la chambre de combustion passent successivement dans les cyclones 4 et 3 puis se divisent en deux courants qui circulent en parallèle dans les cyclones 2 et 1, d'une part, et 2' et 1', d'autre part.La sortie des cyclones 1 et 1' est reliée à l'aspiration d'un ventilateur 24 dont le refoulement est relié à une conduite d'alimentation pneumatique 26. Le sommet de cette conduite est raccordé à deux cyclones 28-28' dont chacun alimente en matière crue l'une des branches du préchauffeur. La chambre de combustion est alimentée en air secondaire par le refroidisseur de clinker auquel elle est reliée par une conduite 30; elle est équipée de cannes pour l'injection d'un combustible. Le second préchauffeur comporte deux cyclones 32 et 36 reliés en série. L'entrée du cyclone 32 est reliée par une gaine 34 au capot des fumées du four 12. La sortie du cyclone 36 est reliée par une tuyauterie 38 à un sécheur 40 utilisé pour le séchage des matieres premières. Des ventilateurs de tirage 42 et 44 assurent la circulation de l'air et des fumées dans l'installation; un électrofiltre 46 assure le dépoussiérage des fumées avant leur rejet à l'atmosphère par le ventilateur 48. Un brûleur est placé à l'extrémité du four 12 attenante au refroidisseur 14 et une fraction de l'air ayant servi au refroidissement du clinker est utilisée dans le four comme air secondaire, l'autre fraction étant amenée à la chambre de combustion 10. Les matières premières crues sont introduites en F dans la conduite 26 et sont transportées pneumatiquement jusqu'aux cyclones 28-28' par les fumées sortant du premier préchauffeur. Dans ces cyclones, les matières sont séparées des fumées pour être introduites dans les gaines 22 et 221 du préchauffeur où elles sont entraînées par les fumées de la chambre de combustion jusqu'aux cyclones 1 et 1'. Les matières séparées des fumées dans ces cyclones sont introduites dans la gaine 20 où elles sont dispersées à nouveau dans les fumées de la chambre de combustion qui se divisent ensuite en deux courants amenés respectivement aux cyclones 2 et 2'. Les matières séparées dans le cyclone 2 sont introduites dans la gaine reliant les cyclones 32 et 36 où elles sont mises en contact avec les fumées du four qui y circulent, puis passent dans le cyclone 36, dans la gaine 34 et dans le cyclone 32 avant d'entre introduites dans la chambre de combustion 10. Après passage dans les cyclones 32 et 36, les fumées du four sont utilisées pour sécher les matières premières crues dans le sécheur 40. L'invention permet de disposer de gaz à haute température pour le séchage des matières premières et, par conséquent, d'utiliser dans ce but un débit de gaz plus faible que dans les installations classiques. Le rendement thermique de cétte opdra- tion est donc meilleur et il n'est pas nécessaire de surdimensionner les appareils de séchage pour conserver des vitesses de gaz acceptables. A titre d'exemple, dans l'installation décrite cidessus, les fumées sortant du cyclone 36 entrent dans le sécheur à 6400 C environ et en sortent à une température de 1200 C et les fumées de la chambre de combustion ont une température d'environ 1900 C à leur sortie des cyclones 28-28'. Dans le cas où on emploie un refroidisseur du type à cuve à contre-courant comme dans l'installation représentée, la totalité de l'air de refroidissement étant utilisée comme air secondaire dans le four et la chambre de combustion, la consommation calorifique de l'installation est de 10 à 12% plus faible que dans une installation classique. Dans l'installation de la figure 2, le préchauffeur comportant les cyclones 1-1', 2-2' est chauffé par les fumées du four 12, tandis que les cyclones 32 et 36 constituant le second préchauffeur sont traversés par les fumées de la chambre de combustion 10. Comme dans l'installation de la figure 1, le débit total de matière est introduit en F dans la conduite 26 et transporté pneumatiquement jusqu'à l'étage supérieur du premier préchauffeur. A la sortie du deuxième étage de ce préchauffeur, la matière est divisée en deux fractions dont l'une est chauffée dans les deux derniers étages du premier préchauffeur avant d'être introduite dans la chambre de combustion 10 tandis que l'autre est chauffée dans le premier étage du second préchauffeur (cyclone 36) avant d'être introduite dans la chambre de combustion. A la sortie de cette chambre, le débit total de matière passe dans le cyclone 32 puis est introduit dans le four 12.Les fumées sortant du cyclone 36 sont utilisées dans le sécheur 40 pour sécher les matières premières crues. Dans les installations décrites, on pourrait évidemment utiliser un refroidisseur rotatif ou à grille à la place du refroidisseur à cuve9 Lorsque le sécheur 40 n'est pas alimenté en matière, notamment pendant les périodes d'entretien du broyeur, on peut l'utiliser comme chambre de refroidissement en l'équipant de buses de pulvérisation d'eau qui servent alors à abaisser la température des fumées sortant du cyclone 36. REVENDICATIONS I - Installation pour la fabrication du ciment par voie sèche comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur où circulent exclusivement les fumées du four, un autre préchauffeur où circulent exclusivement les fumées d'une chambre de combustion placée en amont du four, en considérant le sens de circulation des matières, et un refroidisseur de clinker, la totalité des matières premières froides étant introduite dans l'un des préchauffeurs, et le second préchauffeur ne recevant que des matières préalablement réchauffées dans le premier, caractérisée en ce que les fumées sortant du second préchauffeur sont amenées dans un appareil de séchage où elles sont utilises pour sécher les matières pre mières. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisee en ce que les fumées sortant du premier réchauffeur sont utilisées pour transporter pneumatiquement les matières premières froides jusqu'à l'entrée de ce préchauffeur. 3 - Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'air secondaire de la chambre de combustion est prélevé sur le refroidisseur à une température de l'ordre de 900" C à 1.0000 C. 4 - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le refroidisseur de clinker est du type à cuve et à contre-courant et la totalité de l'air de refroidissement est utilisée comme air secondaire dans le four et la chambre de combustion. 5 - Installation selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, dans laquelle les préchauffeurs comportent plusieurs étages de cyclones, caractérisée en ce que les matières premières sont divisées en deux fractions à la sortie de l'un des étages du premier préchauffeur, une fraction passant dans le second préchauffeur avant d'être introduite dans la chambre de combustion, tandis que l'autre fraction passe dans le ou les autres étages du premier préchauffeur, puis est introduite dans la chambre de combustion. 5 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fumées sortant du second préchauffeur sont refroidies par pulvérisation d'eau dans l'appareil de séchage pendant les périodes où celui-ci n'est pas alimenté en matière.