Brevet FR2464742A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte à un procédé de calcination de matières pulvérulentes ou granulaires, par exemple de la matière brute de ciment, cette calcination intervenant avant la cuisson de ces matières dans un four. Elle vise également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît déjà des installations de calcination de ce genre, qui comportent un préchauffeur constitué d'une ou plusieurs colonnes, un four rotatif et un refroidisseur destiné à refroidir le produit traité dans le four. Chaque colonne séparée peut être équipée d'un précalcinateur destiné à calciner entiè- rement ou partiellement la matière brute admise dans le four. Dans les appareils connus, les gaz sortant de la partie supérieure du four rotatif sont dirigés vers la partie inférieure du préchauffeur par une conduite amenant la trajectoire des fumées sortie four d'une situation quasi horizontale à une situation quasi verticale, ce changement de direction se produisant dans la chambre à fumées. On sait, par ailleurs, que l'utilisation d'un fuel à teneur en soufre supé- rieure à 1% dans un tel four rotatif provoque des collages importants dans la zone de jonction du four avec l'échangeur. Ces collages entraînent une réduc- tion progressive de la section de passage des gaz quittant le four, ce qui se traduit par une diminution importante du débit de l'installation. Ces collages sont en partie provoqués par le changement brutal de direction des gaz four amenant des zones de turbulence ou des zones mortes propices à une décantation et aux collages de particules. Deux brevets déposés en France par la Demanderesse sous les Nos. 74-11 196 et 74-30 711 décrivent un procédé permettant de supprimer ces dépôts. Le but de la présente invention est de transformer la forme de la zone de transition entre le four et le préchauffeur afin de lui donner un profil aérau- lique plus favorable. A cet effet, l'invention prévoit une installation compor- tant un préchauffeur constitué d'au moins une colonne de cyclones dans lequel circule un courant de matière à traiter, un four rotatif alimenté par ledit courant et un refroidisseur duproduit traité dans le four, caractérisée par un carneau de sortie des fumées du four coaxial audit four, prolongeant celui-ci et débouchant dans au moins un cyclone de jonction, ledit cyclone étant relié au dernier étage du préchauffeur par un conduit de sortie des gaz. Dans une forme de réalisation préférée, le conduit de sortie des gaz a une forme coudée. Les gaz sortie four sont ainsi canalisés par un carneau coaxial au four et dirigés sans changement de direction vers un ou deux cyclones d'o ils sortent en direction du préchauffeur. Le changement de direction des gaz four ne se fait plus dans une chambre à fumée mais dans un cyclone, c'est-à-dire dans de meilleures conditions aérauliques. De la matière provenant d'un quelconque des étages du préchauffeur est injectée dans le carneau reliant le four au cy- clone de jonction afin d'abaisser la température des fumées sortie four et de limiter les risques de collage dans ce carneau. En fonction du débit de l'ins- tallation, les cyclones de jonction peuvent être au nombre de un ou de deux. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lec- ture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illus- tratif mais non limitatif. La Figure 1 représente une vue schématique d'une installation selon l'in- vention, de l'air provenant éventuellement du refroidisseur étant injecté à la base du cyclone de jonction et des brûleurs étant installés dans ce même cy- clone. La Figure 2 montre un détail de la Figure 1. La Figure 3 est une vue en coupe horizontale d'une variante de réalisation de l'installation de la Figure 1, avec deux cyclones de jonction. La Figure 4 est une vue schématique d'une autre variante de réalisation, dans laquelle la matière cyclonée dans le cyclone de jonction et reprise par un courant d'air provenant éventuellement du refroidisseur est dirigée vers un précalcinateur. Dans un premier exemple de réalisation de l'invention représenté sur la Figure 1, l'installation de cuisson comporte un four rotatif conventionnel 10 dans lequel les matières premières sont cuites à des températures de l'ordre de 15000C à contre- courant d'une flamme, ce four, selon une caractéristique de l'invention étant relié par un cyclone 12 au dernier cyclone IV. d'un préchauf- feur 12 à quatre étages. La matière provenant de l'avant-dernier cyclone III de ce préchauffeur 12 est dirigée vers un carneau-horizontal 14 reliant le four au cyclone de jonction 12 par l'intermédiaire d'une conduite 20. Cette con- duite 20 est agencée pour amener, de préférence, la matière en rideau dans les fumées sortie four o elle est reprise par ces fumées et brassée dans le cy- clone 12 avant d'être de nouveau reprise par des gaz provenant éventuellement du refroidisseur, amenés en 21 par un conduit inférieur 19 du cyclone de jonc- tion 12 et dirigée par un conduit de fumées 22 de forme coudée vers le dernier étage de cyclone IV du préchauffeur, la matière étant amenée de ce cyclone IV vers le four par le conduit 23. Des injections de combustible sont prévues au moyen de brûleurs 24, à la base du cyclone 12, pour apporter l'énergie néces- saire à une décarbonatation totale ou partielle. La Figure 2 est une vue de détail, en coupe et à plus grande échelle, de l'installation de la Figure 1. On y voit de manière plus précise que le conduit de matière 20 provenant de l'avant-dernier cyclone 3 débouche en 25 dans le carneau 14 sous la forme 3 2464742 d'un ajutage plat, tandis que le conduit 23 débouche latéralement en 25 dans ce même carneau 14, qui prolonge la virole 26 du four 10. Il est possible de prévoir deux cyclones de jonction,tels que le cyclone , raccordés au carneau 14 du four 10. C'est le cas de la variante de réali- sation représentée sur la Figure 3, selon une coupe horizontale exécutée à un niveau équivalent auniveaude la ligne III-III de la Figure 2. On y voit deux cyclones de jonction 12a et 12b avec conduits 23a et 23b pro- venant du préchauffeur. La Figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention. Les fumées sortant du four 10 sont amenées par un carneau 14 coaxial à ce four dans le cyclone de jonction 12 selon l'invention. La matière provenant du cyclone IV du préchauffeur est introduite par une conduite 25 dans les fumées sortie four au niveau du carneau 14 et est décantée dans ledit cyclone de jonction 12; elle est ensuite introduite en 19 dans un gaz provenant éven- tuellement en 21 du refroidisseur, passe dans un précalcinateur 27 comportant des brûleurs 28, o elle est partiellement ou totalement décarbonatée puis est séparée des gaz dans le cyclone IV' avant d'être introduite par le conduit 23' dans le four rotatif. Les gaz provenant en 30 et 30' des cyclones IV et IV' sont réunis dans un cyclone III avant de s'écouler dans lés cyclones II et I. L'équilibrage des deux circuits gaz four et gaz refroidisseur peut éventuellement s'effectuer par un clapet réglable 32 situé à la sortie du cyclone IV sur le circuit 32 des gaz provenant du four. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Installation de calcination de matières pulvérulentes ou granulaires, notamment de matière brute de ciment, comportant un préchauffeur constitué d'au moins une colonne de cyclones dans lequel circule un courant de matière à traiter, un four rotatif alimenté par ledit courant et un refroidisseur du produit traité dans le four, caractérisée par un carneau de sortie des fumées du four coaxial audit four, prolongeant celui-ci et débouchant dans au moins un cyclone de jonction, ledit cyclone étant relié au dernier étage du pré- chauffeur par un conduit de sortie des gaz. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le con- duit de sortie des gaz a une forme coudée.- 3.- Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le cyclone de jonction est alimenté à sa partie inférieure en air pro- venant du refroidisseur. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracté- risée en ce que des brûleurs sont disposés à la base du cyclone de jonction. 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- risée en ce qu'elle comporte deux cyclones de jonction raccordés au carneau de sortie de fumées du four. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risée en ce que le préchauffeur comporte deux colonnes de cyclones, le cyclone de jonction étant relié au dernier cyclone de l'une des colonnes tandis que le dernier cyclone de l'autre colonne est suivi d'un précalcinateur alimenté par un courant d'air provenant du refroidisseur, dans lequel est injectée la matière sortant du cyclone de jonction. 7.- Procédé de calcination de matières pulvérulentes ou granulaires dans une installation comportant un préchauffeur, un four rotatif et un refroidisseur, selon lequel les fumées sortant du four sont débarrassées de la matière en sus- pension dans un cyclone puis sont injectées dans le dernier étage du refroidisseur.