Brevet FR2365766A1 — publié le 19780421

La présente invention concerne un procédé de cuisson de produits contenant des substances céramiques, notamnent des substances combustibles ou gazéifiables, dans un four-tunnel, les gaz du four étant évacués de la zone de combustion principale en amont de cette zone, en considérant la direction de progression des produits, et étant réinjectés dans le four-tunnel en aval ou dans la zone de combustion principale. Dans un procédé connu de ce type ("Ziegelindustrie", Volume 11, 1972, p. 521), on extrait une partie des gaz du four à partir de la zone de préchauffage et on les réinjecte dans le four-tunnel dans la zone de refroidissement. L'évacuation correcte des fumees s'effectue, dans le procédé connu, à l'extrémité du four, c'est-à-dire dans la zone d'introduction des produits à cuire. La température des fumées à évacuer finalement dans l'atmosphère doit être aussi basse que possible, dans le procédé connu, en correspondance au règlement existant. Un inconvénient important du procédé connu consiste en ce que les fumées produites dans un four-tunnel fonctionnant d'après ce procédé, sont constamment chargées en gaz soufrés et en constituants combustibles, car toutes les fumées sont déchargees dans l'atmosphère à l'extrémité du four. Du fait qu'une partie seulement des gaz du four est extraite dans la-zone de préchauffage et est réinjectée dans la zone de refroidissement, toutes les fumées se trouvant sur le trajet situé entre la zone de combustion principale et la sortie du four sont chargées en substances gazéifiables, mais elles contiennent également une proportion importante de substances combustibles sous forme gazeuse et autre, qui produisent des odeurs perturbatrices importantes. Compte tenu de cet état de la technique, l'invention a pour but de fournir un procédé du type permettant de tenir compte de conditions severes et critiques concernant les fumées. En outre, le procédé selon l'invention doit permettre une exploitation particulierement économique de l'installation. On doit ainsi pouvoir observer les faibles valeurs d'émissions qui sont imposées par les règlements actuels, tout en maintenant une grande sécurité de marche et en n'engageant pas de gros frais. En outre, le procédé doit permettre d'empêcher, au moins dans une large mesure, l'échappement dans l'atmos phère de gaz combustibles et imbrûlés. Pour résoudre ce problème, il est proposé un procédé du type précite qui est caractérisé en ce qu'au moins la majeure partie des gaz sortant du fourtunnel est évacuée vers l'extérieur à haute température, à partir de la zone de combustion principale, ou bien à partir d'une zone adjacente. I1 s'est avéré avantageux de faire sortir tous les gaz ou toutes les fumées du four à partir de la zone de combustion principale, ou bien à partir d'une zone adjacente. A la différence des procédés connus, les fumées ne sont plus déchargées du four-tunnel à une température aussi basse que possible, mais à une température assez élevée. L'évacuation de fumées a basse température signifie qu'il n'est pas possible d'effectuer une récupération économique de la chaleur qu'elles contiennent. La récupération de la chaleur contenue dans des fumées a basse température nécessite des échangeurs de chaleur compliqués et coûteux, qui ne fonctionnent pas de façon rentable et qui sont en outre soumis a une forte corrosion. Par contre, le procédé selon l'invention correspond à un processus complètement différent: On extrait des fumées à température élevée. Ces fumées ne contiennent pratiquement plus de substances gazéifiables ou combustibles.Elles ont par consequent déjà une composition chimique qui correspond de façon plus étroite aux conditions de protection de l'environnement. En outre, les fumées ont un niveau de température qui permet une récupération rentable de la chaleur contenue. On peut brancher à la sortie des fumées, d'une manière extrêmement simple, un échangeur de chaleur, à l'aide duquel on peut recuperer en partie la chaleur contenue dans les fumées. Un four-tunnel pour la mise en pratique du procédé décrit ci-dessus comporte une premiere sortie servant à évacuer des gaz du four à haute température et en communication avec l'atmosphère extérieure. I1 comporte en outre au moins une seconde sortie d'évacuation des gaz du four qui est placée, en considérant le sens de progression des produits, en amont de la première sortie. Enfin, ce four-tunnel comporte une entre permettant d'injecter les gaz du four déchargés par la seconde sortie en aval de la zone de combustion ou bien dans celle-ci. I1 s'est avéré avantageux de disposer entre la première sortie et une cheminée de décharge des fumées dans l'atmosphère un échangeur de chaleur servant à refroidir ces fumées. Dans un modsgfflavantageux de réalisation de l'invention, la première sortie est disposee dans la zone de combustion principale ou la zone de foyer, ou bien dans son voisinage immédiat. On peut également prévoir dans chaque cas plusieurs sorties et plusieurs entrées. Selon l'invention, il est en outre proposé de placer en aval de la zone de refroidissement une zone de refroidissement final, qui est séparée de l'atmosphère extérieure par un organe d'obturation et dans laquelle les produits à cuire sont sollicités par de l'air frais. Très avantageusement, il est prévu dans le conduit reliant la seconde sortie à l'entrée d'injection un ventilateur à écoulement réversible à l'aide duquel le courant principal de gaz peut être propulsé de façon pulsatoire en pas de pèlerin dans le canal de combustion du four-tunnel. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu en aval de l'échangeur de chaleur un ventilateur à écoulement reversible. A cet égard, il s'est avéré avantageux de commander en synchronisme les ventilateurs à écoulement réversible, agissant sur le courant principal de gaz et sur le courant de fumées. Les deux courants gazeux sont ainsi synchronisés l'un par rapport à l'autre. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, donnees à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 représente schématiquement un four-tunnel fonctionnant suivant un procédé classique. La Figure 2 représente un diagramme de température correspondant au fourtunnel selon l'invention. La Figure 3 represente un schéma du four-tunnel selon l'invention, correspondant à la Figure 2. On va d'abord considérer la Figure 1 - Dans le four-tunnel 1, les fumées 6, représentées symboliquement par une ligne en traits interrompus, s'écoulent dans la direction de la flèche 6a à contre-courant par rapport aux chariots transporteurs 7, dont la direction de progression a été matérialisée par la fleche 7a. Les fumées sortent du four en amont de la vanne d'obturation 3, et elles sont propulsées à l'aide d'un ventilateur 4 en direction d'une cheminée 5. Le four-tunnel connu représenté sur cette figure comporte un foyer à voûte. On va maintenant considérer les Figures 2 et 3 qui se correspondent Dans le four-tunnel selon l'invention, les chariots 7 portant les produits à cuire progressent dans le four-tunnel de la gauche vers la droite dans la direction de la flèche 7a. Les fumées sont dechargées par l'intermédiaire de la cheminée. L'alimentation en air frais peut, dans le procéde selon l'invention, être réglée à l'aide d'un registre 19 disposé entre la zone de refroidissement E et la zone de refroidissement final. Le mouvement des chariots portant les produits verres céramiques s'effectue a contre-courant par rapport à l'écoulement principal de gaz, qui a été désigné par la fleche 10. En principe, le four-tunnel selon llinvention peut être divisé en zones A à F. La zone A représente une zone de préchauffage où il regne des températures jusqu'a 200 C. Dans la zone A, il ne se produit aucun processus de gazéification. Elle est suivie par la zone B où regnent des températures comprises entre environ 200 et 700 C, et ou les substances combustibles se gazéifient à partir des produits céramiques crus. Dans la zone C suivante, s'effectue un dégazage des produits à cuire qui sont encore plus chauffés, par exemple de 700 à 12000C. Cette zone C est suivie par la zone de combustion principale D. La majeure partie du combustible nécessaire est fournie au four-tunnel par l'intermédiaire de cette zone. Dans la zone de refroidissement E qui vient à la suite, les produits sont refroidis jusqu'à environ 850"C, et dans la zone suivante de refroidissement final, il se produit un refroidissement jusqu'à la température à laquelle les produits sortent du four-tunnel. Alors que dans les fours-tunnels de type connu les fumées sont déchargées de la zone A, ou bien en partie de la zone B, il ne se produit dans ces zones aucune décharge de fumées avec le procédé selon l'invention. Au contraire, suivant ce procéde, les fumées destinées à sortir du four-tunnel sont évacuées à partir de la zone de foyer, ou zone de combustion principale D, ou bien à partir de zones adjacentes, de sorte que les fumées ont une température élevée. On peut, par exemple, les décharger en partie à température élevée à partir de la zone de refroidissement E. Le courant principal de gaz 10 est canalisé dans le canal de combustion du four-tunnel de manière à passer dans les zones. B et A, puis il s'écoule dans des tuyaux de derivation 11 pourvus de ventilateurs 12, de façon à être recyclés dans le four par l'intermédiaire de la zone de refroidissement, ou bien de la zone de combustion principale. A cet effet, on peut prévoir plusieurs tuyaux de dérivation qui sont branchés en parallèle. Le courant principal de gaz peut être évacué en plusieurs endroits de la zone de préchauffage, et il peut être réinjecté en plusieurs endroits de la zone de refroidissement, ou bien en partie dans la zone de foyer. Le courant de fumées 13, qui est plus petit que le courant principal de gaz 10, est évacué du four-tunnel dans la zone des hautes températures, de sorte que les fumées ont une température comprise entre environ 600 et 1200oC. Les fumées peuvent également sortir en plusieurs endroits de la zone à haute température pour repénétrer dans la zone de refroidissement. La tentpérature dans la ou les zones de décharge doit être plus élevée que la température de gazéification des substances combustibles se trouvant dans les produits verres places dans la zone de préchauffage B, servant de zone de dégazage, afin qu'il ne parvienne pas de gaz soufrés imbrûlés dans la cheminée. Ainsi, tous les gaz soufrés et les substances volatiles perturbatrices parviennent sans residu à une temperature tres élevée, par l'intermédiaire des tuyaux de dérivation 11, dans la zone de combustion du four où ils sont brûlés. Le courant de gaz d'échappement ou de fumées a haute température (environ 600 à 1000 C), peut être utilisé à des fins de chauffage. Ainsi, on peut alimenter avec le courant de fumées par exemple des échangeurs de chaleur 15 servant à produire de l'air chaud, ou bien de la vapeur. Les fumées refroidies sont propulsées par un ventilateur 16 vers la cheminée 15. Sur la Figure 3, on a désigné par 17 un courant d'air chaud qui traverse l'échangeur de chaleur 15 et qui est utilisé pour un séchage. Le chauffage du four-tunnel est réalisé d'une manière connue,par l'intermédiaire d'orifices latéraux ou supérieurs de chauffage 18, à l'aide de combustibles classiques et avec addition d'air de combustion. Du fait que dans le procédé selon l'invention, il ne se produit pas un refroidissement complet des produits cuits dans la zone de refroidissement E à la suite du refroidissement avec le courant principal de gaz 10, il est prévu à l'extrémité du fourtunnel encore une zone de refroidissement final F qui est séparée de la chambre de four par le registre 19 et qui est parcourue par un courant d'air froid 20 pour terminer le refroidissement des produits. Le courant de gaz d'échappement ou de fumées a une teneur en C02 plus élevée que celle des fumées de fours-tunnels fonctionnant suivant les procédés connus. On obtient ainsi déjà une amélioration sensible du rendement thermique. Du fait de la décharge du courant gazeux immédiatement après le franchissement de la zone à haute température, tous les constituants nocifs sont brûlés sans résidu, à savoir également toutes les matières combustibles. L'alimentation en air de l'ensemble de l'installation ntest pas limitée à la zone de combustion, mais elle peut s'effectuer dans toutes les zones, en fonction des conditions imposées. REVENDICATIONS 1.- Procédé de cuisson de produits céramiques, contenant notamment des substances combustibles ou gazéifiables, dans un four-tunnel, les gaz du four etant évacués de la zone de combustion principale en amont de cette zone, en considérant la direction de progression des produits, et étant réinjectés dans le four-tunnel en aval ou dans la zone de combustion principale, caractérisé en ce qu'on assure la décharge vers l'extérieur, à température élevée, d'au moins la majeure partie des gaz sortant du four à partir de la zone de combustion principale ou bien d'une zone adjacente à celle-ci. 2.- Procedé selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les fumées sortant du four sônt déchargées de la zone de combustion principale ou bien d'une zone adjacente à celle-ci. 3.- Four-tunnel pour la mise en pratique du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une première sortie servant à evacuer des gaz du four à haute température et en communication avec I'atmosphre extérieure, au moins une seconde sortie d'évacuation des gaz du four, qui est placée, en considérant le sens de progression des produits, en amont de la première sortie, et une entrée permettant d'injecter les gaz du four dechargés par la seconde sortie en aval de la zone de combustion ou bien dans celle-ci. 4.- Four-tunnel selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu entre la première sortie et une cheminée de décharge des gaz du four dans l'atmosphère un échangeur de chaleur servant à refroidir les gaz d'échappement. 5.- Four-tunnel selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la première sortie est disposée dans la zone de combustion principale ou zone de foyer, ou bien dans son voisinage immédiat. 6.- Four-tunnel selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est prevu dans chaque cas plusieurs sorties et plusieurs entrées d'injection 7.- Four-tunnel selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu en aval de la zone de refroidissement, une zone de refroidissement final, séparée de l'atmosphère extérieure par un organe d'obturation, et dans laquelle les produits cuits sont sollicités par de l'air frais. 8.- Four-tunnel selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il est prevu dans le conduit reliant la seconde sortie à l'entrée d'injection un ventilateur à ecoulement réversible, à l'aide duquel le courant de gaz principal est propulsé de façon pulsatoire à pas de pélerin dans le canal de combustion du four-tunnel. 9.- Four-tunnel selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu en aval de l'échangeur de chaleur un ventilateur à écoulement réversible. 10.- Four-tunnel selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les ventilateurs à écoulement réversible agissant respectivement sur le courant principal de gaz et sur le courant de gaz d'échappement sont commandés en synchronisme.