Brevet FR2329959A1 — publié le 19770527

La présente invention a pour objet un four de calcination comportant à une de ses extrémités une partie cylindrique munie d'une entrée tangentielle pour l'admission des particules de matir à traiter mises en suspension dans un courant gazeux, une sortie commune pour les qa et les matires à son autre extrémité, la section de l'ouverture de sortie étant inférieure à celle de la partie rvlindrique et se trouvant à l'extrémité d'une partie à section proqressivement décroissante du four, et des moyens pour injecter un combustible dans le four. Le but de la présente invention est d'éviter la formation dans le four de points chauds où il risquerait de se produire un début de fusion des particules qui les rendrait collantes et provoquerait leur agqlomeration et leur dépôt sur les parois du four. Dans ce but. il est propose de mélanger intimement une partie du combustible aux matières à calciner dans le four et de disperser ensuite ce mélange dans un courant d'air de façon à réaliser simultanément la combustion rapide et complete du combustible et la calcination, de façon à éviter toute élévation excessive de la température. Le four objet de l'invention est caractérise en ce que sa parte à section progressivement decroissante est constituée par un tronc de pyramide dont la grandie base est raccordée à une partie à section circulaire du four, et des dispositifs d'injection de combustible sont places au voisinage des angles du tronc de pyramide, pres de la zone de raccordement de ce dernier à la partie à section circulaire. Le tronc de pyramide peut être raccordé à la partie cylindrique du four directement ou par l'intermédiaire d'une partie tronconique. De préférence, le tronc de pyramide a une section carree La petite base du tronc de pyramide est reliée par un raccord fortement évasé à une conduite d'évacuation dont la section est supérieure à celle de l'orifice de sortie du four. Un injecteur de combustible disposé suivant l'axe du four peut être placé à l'extrémité du four attenante à sa partie cylindrique. Une fraction, pouvant atteindre la moitié, du débit total de combustible nécessaire à la calcination peut être introduite dans le four au moyen de cet injecteur, la fraction restante étant introduite au moyen des dispositifs d'injection placés au voisinage des angles du tronc de pyramide, Des injecteurs de combustible peuvent aussi être placés dans les parties cylindriques et tronconiques du four. Une fraction ou la totalité de l'air nécessaire à la combustion peut être introduite axialement dans le four à son extrémité opposée à l'extrémité de sortie. En variante, la totalité de l'air peut être introduite dans le four par l'entrée tanqentielle, avec les particules de matière à traiter. La description qui suit se récure aux dessins l'accot pagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation e l'invention et sur lesquels a figure 1 est une vue en évation d'un four de calcination conforme à l'invention associé à un séparateur cyclone; La figure 2 est une vue analogue à la fiqure 1 illustrant une variante. et La figure 3 est une coupe suivant l'axe 3-3 de la figure 1. La fiqure 1 représente une partie d'une installation pour la fabrication du ciment par voie seiche comportant. outre le four objet de l'invention, un four tubulaire rotatif et un préchauffeur à cyclones. Le four de calcination 1Q est disposé verticalement et comporte une partie supérieure cylindrique 10 a, une partie intermédiaire tronconique 10 b et une partie inférieure en forme de tronc de pyramide inversé à section carrée 10 c. Une conduite 12 est raccordée tangentiellement à la partie cylindrique du four, et est reliée, par ailleurs, au capot des fumées du four rotatif La matière à calciner, provenant du préchauffeur, est introduite dans la conduite 12 par le tuyau 14 et transportée dans le four 10 par les fumées du four rotatif. Une conduite d'amenée d'air 16 est raccordée à une ouverture centrale du plafond du four et une canne d'injection de combustible 18 est placée dans l'axe de cette conduite. Des cannes d'injection de combustible 20 sont placées aux angles de la partie inférieure 10 c du four près de la zone de raccordement des parties 10 b et 10 c La sortie du-four, située à son extrémité inférieure, est raccordée par un tronc de cône ou un tronc de pyramide très évasé 22 à une-conduite dEvacuation 24 dont la section est supérieure à la section de sortie du four. L'autre extrémité de cette conduite est raccordée à l'entrée d'un cyclone 26. En fonctionnement, les matières chaudes sortant du préchauffeur sont entrainées dans le four 10 par les fumées sortant du four rotatif, Par suite de l'admission tangentielle des fumées dans le four, celles-ci et les particules qu'elles transportent suivent un trajet en hélice et, de ce fait, les particules de matières sont maintenues par la force centrifuge près de la paroi du four. Le débit total d'air nécessaire à la combustion est amené par la conduite 16. Une fraction seulement du combustible nécessaire à la calcination des matières est injectée au moyen de la canne 18: cette fraction peut atteindre la moitié du-débit total. L'autre fraction du combustible est injectée au moyen des cannes 20 dans les angles de la partie inférieure 10 c du four Par suite de la rotation du courant des fumées et des particules de matières, il se produit dans ces angles des tourbillons chargés en particules de matières (figure 3) qui assurent un mélange très intime des particules et du combustible. Dans la partie 10 c du four la rotation des particules est freinée et la réduction de l'effet centrifuae jointe à la diminution progressive de la section du four permet la dispersion du mélange de particules et de combustible dans le courant d'air axial introduit par la conduite 16. Etant donné que le combustible est intimément mélangé aux particules de matière, la chaleur dé gagée par la combustion est immédlatement absorbée par les parti ne cules de matières de sorte qu'ilZse produit en aucun point une élévation excessive de température pouvant entraîner un début de fusion des particules A la sortie du four, l'augmentation rapide de section au niveau du raccord 22 crée un tourbillon torique favorisant l'homogénéisation du mélange des particules, de combustible et d'air en cours de réaction et accélérant la combustion et la calcination. En sortant du four, les fumées chargées des particules de matières calcinées pénètrent dans le cyclone 26 où les particules sont séparées du courant gazeux pour être introduites dans le four rotatif; les fumées sortant du cyclone 26 sont utilisées dans le préchauffeur pour chauffer les matières avant leur entrée dans le four de calcination. L'air nécessaire à la combustion pourrait être introduit dans le four en partie par la conduite 12 et en partie par la conduite 16 et le courant gazeux utilisé pour introduire les matières solides dans le four pourrait être constitué par un mélange de fumées et d'air. Dans la variante représentée sur la figure 2. la totalité de l'air de combustion est amené au four par la conduite 12' et sert au transport des particules de matières à calciner. Le fonctionnement du four est le même que dans le cas de la figure 1, la combustion du combustible injecté par les cannes 20' tant cependant plus rapide puisque l'injection est faite dans le courant d'air Des injecteurs de combustible pourraient aussi être placés dans les parties 10 > et 10 b du four et a canne d'injection axiale 18 ou 1S' peut être utilisez seulernent pour la mise en route du four ou même supprimée. L'invention est applicable à la calcination des matie- res minérales et notamment des matières premières pour la fabrication du ciment. REVENDICATIONS 1 - Four de calcination comportant à une de ses extrémités une partie cylindrique munie d'une entrée tangentielle pour l'admission des particules de tires à traiter mises en suspension dans un mourant gazeux, une sortie commune pour les gaz et les matières a son autre extrémités la section de l'ouverture de sortie étant inférieure à celle de la partie cylindrique et se trouvant à l'extrémité d'une partie à section progressivement décroissante du four, et des moyens pour injecter un combustible dans le four. caractérisé en ce que la partie à section progressivement décroissante du four est constituée par un tronc de pyramide dont la grande base est raccordée à une partie à section circulaire du four, et des dispositifs d'injection de combustible sont placés au voisinage des angles du tronc de pyramide, près de la zone de raccordement de ce dernier à la partie à section circulaire. 2 - Four de calcination selon la revendication 17caractérisé en ce sue le tronc de pyramide est raccordé à la partie cylindrique du four par une partie tronconique. 3 - Four de calcination selon la revendication 1 ou 2, caractn- ris en ce que 1 a netite hase du tronc de pyramide est reliée par un raccord portement vas à une conduite d'évacuation dont la section est supérieure à celle de cette petite hase. 4 - Four de calcination selon a revendication ', 2 ou 3 Xaracté- rise en e sue le tronc de aramide a une section carre. 5 - Four de calcination selon la revendication 1 2, 3 ou 4, ca ractérise en ce au'il comporte un injecteur de combustible dispo s suivant l'axe du four. à son extrémité attenante à la partie cylindrique. 6 - Four de calcination selon la revendication 1, 2 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte une entrée d'air axiale à l'extrémité du four opposée à l'extrémité de sortie 7 - Four de calcination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des iniecteurs de combustible dans sa partie cylindrique et/ou sa partie tronconique.