Brevet FR2538794A1 — publié le 19840706

La présente invention concerne un ensemble de stockage et d'homogénéisation pour produits pulvérulents, on particulier les produits de fabrication mis en oeuvre dans le domaine de la cimenterie. On sait que dans le cas de la fabrication de ciments, des produits broyés bruts généralement formés Dcn continu doivent subir un stockage et une homogénéisation avant l'opération suivante de fabrication, à savoir,une cuis- son au four, généralement effectuée en continu également. Afin d'opérer dans les conditions les plus favorables, il y'a donc lieu, d'une part, de réduire au minimum les besoins en installations encombrantes et coûteuses et, d'autre part, d'assurer le stockage et l'homogénéisation de la matière première de la façon la plus compacte et la plus économique, notamment en énergie électrique d'alimentation Dans de telles installations, le traitement et le-transfert des pro- duits sont effectués en lits fluidisés. On a déjà proposé des ensembles de ce type mettant en oeuvre très peu de surface aérée par rapport au vo 11 me à traiter, mais ils nécessitent un "génie civil" onéreux pénalisant le prix de revient d'une installation malgré l'économie réalisée en fonctionnement On a notamment proposé des installations comportant une chambre de mélange incorporée à un silo de stockage, mais les quantités de matière soutirées ne résultent que d'un brassage partiel, l'alimentation de ladite chambre étant aléatoire, sanris pos- sibilité d'intervention directe et de réglage efficace Par ailleurs, les installations à cheminée centrale donnent un soutirage irrégulier et prêtent à la formation de circuits préférentiels déséquilibrant le contenu du silo et, de ce fait, l'homogénéité du mélange Le fonctionnement de telles installations apparaît donc incontrôlable, outre que la présence d'un volume incorporé au silo de stockage di- minue la capacité de ce dernier. La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus en fournissant un ensemble compact de stockage et d'homogénéisation à capacité-élevée, efficace et fiable, dans lequel tous les éléments sont axés sur l'économie en énergie et l'abaissement du prix do revient, tout en permettant des opérations aisées avec possibilité d'intervention permanente. Conformément à l'invention, l'ensemble de stockage et d'homogénéisation est *du type à traitement et transfert de matière pulvérulente par lits fluidisés. Un silo de stockage est distinct d'une chambre d'homogénéi- sation et superposé à cette dernière par l'intermédiaire d'une dalle de séparation munie de plusieurs orifices équi- distants d'alimentation par gravité de ladite chambre, la partie supérieure du silo comportant une entrée en plu- sieurs points de matière brute broyée, le fond dudit silo comportant un cône à faible pente muni de premiers éléments de fluidisation selon ses génératrices, ainsi qu'une couron- ne de seconds éléments de fluidisation, les orifices d'ali- mentation de la chambre d'homogénéisation étant disposés à sa partie supérieure, tandis que son Fond, plan et incliné vers une sortie de vidange, couvre toute sa surface selon un agencement de fluidisation par zones, la sortie de la chambre d'homogénéisation étant disposée latéralement à la partie inférieure de cette dernière. Suivant d'autres caractéristiques: l'entrée du silo est constituée par des orifices alimentés simultanément ou séquentiellenienit par un i 25 épartiteur à lit fluidisé, tandis que sa sortie est constituée par des orifices de la dalle de séparat Lion pouvani êt re ouvertl cycliquement et avec un temps d'ouverture réglable de chacun desdits orifices; les Aléments de fluidisation sont constitués par des rampes comportant un Fond plat muni d'une entrée d'air et surmonté d'une calotte poreuse convexe maintenue par sertis- sage des bords dudit fond plat. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va sui- vre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une vue schématique en coupe en élévation d'un ensemble selon l'invention, la partie inférieure C de cette figure constituant une vue selon C-C de la figure 2; la figure 2 représente une vue schématique du Fond de silo selotn A-A de la figure 1; la figure 3 représente une vue schématique du fond de chambre d'homogénéisation selon B-B de la figure 2, avec schéma synoptique des circuits d'air; et la figure 4 représente une vue schématique en coupe transversale d'un élément poreux de fluidisation du fond de silo, selon l'invention. Sur ces dessins, les mêmes références dési- grient les mêmes éléments. En se référant aux figures 1 à 3, l'ensemble selon l'invention est de forme généralement cylindrique et comprend un silo 1 de stockage superposé une chambre d'homogénéisation 2 avec laquelle il communique de la manière qui sera mieux expliquée ci-aprèso Le silo I comporte à sa partie supérieure un organe d'alimentation 3 en produits broyés bruts, avantageusement convoyés par transporteur pneumati- *que Dans ce cas, l'organe d'alimentation 3 est constitué par un répartiteur à fond fluidisé sur toute sa surface et débouchant dans le silo par txemilpll en six point-s llu lista l' l t de façon connue en soi L'évacuation du fluide de transport a lieu par l'intermédiaire d'un filtre approprié F également disposé à la partie supérieure du silo 1. Le fond du silo 1 comporte en son centre 2 un cône 5 à pente peu inclinée, selon un angle de 10 à 150 cen- viron, garni d'éléments de fluidisation 6 selon ses géné- ratrices A la base de sa jupe intérieure 7, le fond de silo présente une réduction de diamètre formant un fond conique 8 dont le petit diamètre définit par rapport au cône 5 un espace annulaire ou couronne 9 (fig 2) muni par eyemnple-de six orifi- ces équidistants 10 sous forme de puits verticaux chacun dispose au centre d'un jeu de conduits de fluidisation poreux 11 rayon- nants Ces orifices 10 avec les équipements de fluidisation Il constituent les passages de communication entre le silo 1 et la chambre d'homogénéisation 2 Bien entendu, chaque orifice 10 est également muni, sous le plancher 12 de fond de silo, d'une boite de fluidisation, d'un registre à commande pneumatique et d'une trappe manuelle d'isolement, de façont connu enri soi En fonrctiorinriement, la rluidisation au niveau des six orifices 10 a lieu cycliquemenlt par l'intermédiaire des jeux de conduits 11, de même que l'ou- verture des six registres, de manière programmable et con- tlrâlée Il y a lieu dr, noter que nr, nt,',vetllne ll,,ll L'ali ilu elnalioi du Lilo I est effectuée:imul;ltdlnnt par les point S 4 et son extraction cycliquemeont par les six orifi- ces 10 ouverts séquentiellement, la matière subit un bra:;- saqle statistique par écoulement réqul ier provoquant une des(eente co:; tian- 0 t'r En outilre, les orifices E IO sont en alternance par rapport aux points 4. Comme indiqué ci-dessus, le silo de stockage 1 est superposé à la chambre d'homogénéisation 2 et la dalle de fond 12 est supportée, d'une part, par la jupe extérieure i 3 et, d'autre part, par la jupe 14 de la chambre d'homogénéisation 2 Conformément h l'invention, la hauteur de la chambre 2 est sensiblement dans le rapport l:l avec son diamètre,ode manière à réduire la puissance nécessaire à l'alimentation en air de fluidisation:ainsi, la chambre 2 permet l'utilisation de "surpresseurs", plus économiques en énergie que les "compresseurs". La chambre d'homogénéisation 2 est de forme sensiblement cylindrique et comporte à la périphérie de sa partie supérieure plusieurs ouvertures 15 ét, idi 'i ntes,par exeiiple si;x, correspondant aux orifices 10 de la dalle 12 de séparation du silo et de la chambre 2, assurant l'alimentation de ladite chambre par gravité à partir de ce dernier. Le fond 16 de la chambre d'homogénéisation 2 couvre toute sa surface Il est de forme générale plane et il est incliné en direction d'un orifice inférieur 17 de la jupe 14, dé)bouchanirt dan,; unlf' colonne (I' extraction E. D)e façonl(o T Colinue; e soi, le fond 1 ( 6 est d I I yl)' div i Sé en zones, par exemple quatre quadrants respectivemert 113, 19, 20 et 21, fonet ionnant "eni rotation", une zone' f'1 anl artcl ive p(ll- dant que les trois autres solnt izat-l i\:e- A cet errf fe L, (dei S; surpresscurs (non représentés) alimeritle t respectivemient un conduit d'air actif 22 et un conduit d'air inactif 23 reliés à une vanne rotative automatique 24 d'o partent les conduits de distribution de chacune des zones 18 à 21. La chambre d'homogénéisation 2 comporte une sortie 25 disposée latéralement à la partie supérieure de sa' jupe 14 et reliée à la colonne d'extraction E à 1 a base de la- quelle est disposé un moyen de fluidisation convenable 26, ainsi qu'une , iort ie de vidange V En fonctionnement, la matière -est introduit PF par gra- vité au travers des orifices d'alimentation 15, elle subit le brassage on lit fluidisé par l'intermédiaire du fond 16, passe par l'ori Fice in- r Fl ntcur 17 dua:s la colonn: (p'uxl ralslioil péli; rl;r Inlil(? e Ila Imnltur fl I lu ort le 27 dt'oi elle c;t extraite lin ddfle:teir 2 ll co;I par ailieurs d(ispo- sé à l'intérieur de la chambre 2, en avant de la sortie' 25, afin de ne lais- ser passer éventuellelment par cette dernière que la matière ayant subi l 'hiomoqeneisation, dans le cas d'une alimentation par "surverse". Un dispositif de mesure de niveau (non repré - senté) est inclus dans la colonne d'extraction E et il est relié aux organes de commande de l'extraction afin de maintenir un niveau optimal dans la chambre De façon connue en soi, ce dispositif de mesure de niveau peut être du type à rayons gamma. Par ailleurs, le dégazage de la chambre 2 est assuré par une colonne 29 dont la base est disposée au droit des éléments de fluidisation 26 alimentés en air actif et dont la sortie est à la partie supérieure du silo de stockage 1. Conformément à 1 ' invention, et dans le but d'une économie de matière et d'énergie, chaque élément cons- titutif des équipements de fluidisation 6 et 11 est formé par un conduit ouvert 30 (Figure 4) constitué par une rampe comportant un fond plat 31 iduni-d'nritrédes d'air 32 et surmonté d'une calotte poreuse convexe, elle-même constituée par un support perforé rigide 33 recouvert d'une feuille d'un matériau poreux convenable 34 De façon particulièrement avantageuse, un conduit d'entrée d'air 32 est monté sur un orifice du fond 31 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéi- té souple 35 dont la face intérieure épouse la périphérie extérieure du conduit et la partie extérieure comprend des lèvres 36 enserrant le bord de l'orifice du fond 31 Un ren- fort intérieur 37 rapporté sur le support perforé 33 empêche toute déformation du conduit ouvert 30, tandis que la calotte supérieure est simplement maintenue par sertissage des bords 38 de la plaque formant le fond plat 31 et repliés sur les bords de la feuille 34. L'ensemble de stockage et d'homogénéisation tel que décrit ci-dessus comporte en outre tous les organes de contrôle nécessaires, tels que portes de visite, trappes d'isolement, boites de programmation et de surveil- lance, doublées de commandes manuelles de secours et d'in- tervention Il en résulte une installation fiabie et com- pacte, présentant notamment les avantages suivants: in- vestissement modéré en génie civil investissement modéré en source d'air, consommation modérée en puissance électri- Clue, garantie d'une vidange totale (en V fiqure l), contrôle effeti f de l'alimentation, possibilité d'intervention sur la chambre d'homogénéisation en gardant une grande capacité de stockage, etc Il y a lieu de noter plus particulièrement que, confor- mément à l'invention, l'opération de stockage (en 1) précède l'homolén Aisnitiotl (en 2), ce qui offre l'avantage d'utiliser le produit provenant directement de cette dernière, contraire- merit à des installations connues oJ le stocknqe est effectué à l'état mélangé pouvant entraîner unie perte d'homogénéité. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée (lqu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute mrnodi- fication utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sanls sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Ensemble de stockage et d'homogénéisation pour produits pulvérulents, du type à traitement et transfert de matières pulvérulentes par lits fluidisés, caractérisé par le fait que le silo de stockage ( 1) est distinct d'une chambre d'homogénéisation ( 2) et superposé à cette dernière par l'intermédiaire d'une dalle de séparation ( 12) munie de plusieurs orifices équidistants ( 1-0) d'alimentation par gravité de ladite chambre, la partie supérieure du silo ( comportant une entrée en plusieurs points de matière brute broyée, le fond dudit silo comportant un cône( 5) à faible pente muni de premiers éléments de fluidisation ( 6) selon ses génératrices,ainsi qu'une couronne de seconds éléments (i 11) de fluidisation, les orifices ( 15) d'alimentation de la chambre d'homogénéisation étant disposés a sa partie supérieure, tandis que son fond ( 16), plan et incliné vers une sortie de vidange, couvre toute sa surface selon un agencement de fluidisation par zones, l a sortie 7 de la chambre d'homogénéisation étant disposée latéralement a la par:i: ielf'riteure de cette dernière ài la base d'une colonne cd' extraction ( 1:, la sortie ( 27) de matière 'tait di;pos(e a la partie supre icure de ladite colohne. 2 Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'entrée du silo est constituée par des orifices ( 4) alimentés simulta- nément ou séquentiellement par un répartiteur ( 3) à lit flui- disé, tandis que sa sortie est constituée par des orifices ( 10) de la dalle de séparation pouvant être ouverts cycli- quement et avec un temps d'ouverture réglable de chacun desdits orifices. 3 Ensemble de stockagqe et d'homogénéisation selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé par le fait que les éléments de fluidisation sont constitués par des rampes comportant un forid plat ( 31) muni d'entrées d'air et surmonté d'une calotte poreuse convexe maintenue par sertissage des bords dudit fond plat. 4 Ensemble de stockage et d'homogénéisation s.elon l'une queleonque des revendications i à 3, caracté- risé par le fait que la colonne d'extraction est munie d'un détecteur de niveau à la hauteur de sa sortie ( 27) et relié aux organes de commande d'extraction du produit homogénéisé. Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la chambre d'homogétiéisation préesente une hauteur sensiblement égale son diamètre afin de réduire la puissance nécessaire à l'alimentation en air de fluidisa- tion. 6 Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les orifices ( 10) du fond de silo sont 1 disposés en alternance par rapport aux orifices ( 4) d'ali- mentation dudit silo. 7 Ensemble de stockacle et d' homornoti nat iol selon l'une quelconque des revendications l à 6 caractéris; par le fait que chaque orifice ( 1 l) du fond de silo et dis- l)pors au centre d'un jeu de conduits poreux ( 11) rayonnants,' de fluidisation. 8 Ensemble de stockage et d'lhomoqrdnéisation selon l'une quelconque des revendications 1 h 7, caracteri r par le Fait que l'alimentation en air de fluid'i;atioln est assurde par des surpresseurs.