Brevet FR2547036A1 — publié le 19841207

La présente invention concerne un procédé et une installation de traitement thermique d'une matière à grains fins, notamment de la farine brute de ciment, dans deux groupes d'échangeurs de chaleur avec mise en suspension dans un gaz, disposés- parallèlement entre eux, comportant de préférence plusieurs étages de cyclones et qui sont reliés du côté-matière par l'intermédiaire d'une zone de calcination à un four de combustion. D'auprès le brevet européen 0 031 901, on connaît un procédé de traitement thermique d'une matière à grains fins, notamment de la farine brute de ciment, suivant lequel les quantités partielles de matière provenant des deux groupes d'échangeurs de chaleur ( zones de préchauffage ) sont introduites dans la canalisation de sortie d1air du refroidisseur de matière, qu est divisée en deux conduits et qui aboutit à la zone de calcination.Du fait qu'avez ce procédé connu les deux groupes d'échangeurs de chaleur débouchent dans la canalisation de sortie d'air du refroidisseur de matière, comportant des dérivations et aboutissant à la zone de calcination, on ne peut pas obtenir, notamment lors de la mise en route de l'installaton, une calcination suffisante de la farine brute provenant des groupes d'échangeurs de chaleur car l'air sortant-du refroidisseur est encore froid au moment de la période de démarrage de l'installation. Au moment de la période de démarrage, il pénètre par conséquent dans le four de combustion de la matière thermiquement prétraitée d'une façon très différente, ce qui a un effet perturbateur non seulement sur le processus de combustion mais également notamment sur la qualité du produit final. L'invention a pour but de créer un procédé au moyen duquel on remédie aux inconvénients mentionnés ci-dessus avec des moyens d'une construction simple et avec de faibles frais d'investissement. Ce problème est résolu en ce qu'au moins lors du démarrage de l'installation une partie au moins de la matière qui a été prétraitée dans le groupe d'échangeurs de chaleur qui est en liaison a-ec la sortie de gaz du four de combustion est canalisée dans le four de combustion en contournant la zone de calcination. De cette manière, il est possible très avantageusement, notamment lors du processus de démarrage de l'installation, qu'au moins une partie ou bsen également la totalité de la farine brute provenant du groupe d1échan- geurs de chaleur en liaison avec la sortie de gaz du four de combustion, soit soumise à un traitement thermique suffisant en contournant la zone de calcination.Ce transfert direct de la farine brute dudit groupe d'échangeurs de chaleur dans le four de combustion s'effectue dans ce cas pendant la période de démarrage suffisamment longtemps pour que les gaz sortant du refroidisseur airent atteint une température d'environ 800 C. Seulement ensuite, le groupe d'échangeurs de chaleur en liaison avec le conduit de sortie de gaz du refroidisseur est mis en marche et la matière à grains fins provenant des deux groupes d'échangeurs de chaleur est introduite dans le conduit de sortie d'air du refroidisseur et est transférée à partir de là jusque dans le four de combustion par l'intermédiaire de la zone de calcination. Du fait que conformément à l'invention, lors du démarrage de l'installation, seulement la matière à grains fins thermiquement prétraitée provenant du groupe d'échangeurs de chaleur qui est en liaison avec la sortie de gaz du four de combustion est introduite dans ce four de combustion, il est inutile d'effectuer une calcination préalable car la calcination et le frittage ultérieur de cette quantité partielle sont très facilement réalisés dans le four de combustion.En dehors du processus de démarrage de l'installation, il peut être également avantageux, en fonction de la nature et des propriétés de la matière à grains fins à traiter, d'introduire dans le four de combustion en cours de marche une quantité partielle de la matière provenant du groupe d'échangeurs de chaleur en liaison avec la sortie de gaz du four de combustion tandis que la partie restante parvient, avec la matière thermiquement prétraitée provenant de l'autre groupe d'échangeurs de chaleur, dans le four de combustion par l'intermédiaire de la zone de calcination. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, en référence au dessin unique annexé qui représente schématiquement une installation pour la mise en pratique du procédé conforme à l'invention. Comme le montre le dessin, l'installation de traitement thermique d'une matière à grains fins se compose de deux groupes d'échangeurs de chaleur I et Il opérant par mise en suspension dans un gaz et disposés parallèlement entre eux. Le groupe d'échangeurs de chaleur I, qui est relié au conduit de sortie de gaz 1 d'un four tubulaire rotatif 2 servant de four de combustion, comporte quatre séparateurs à cyclones 3, 4, 5 et 6, auquel cas le séparateur à cyclone 6 placé complètement en haut est agencé sous forme d'un double cyclone et auquel cas, dans le conduit de sortie de gaz 7 reliant le séparateur à cyclone 5 au séparateur à double cyclone 6, l'introduction des matières brutes dans ce groupe d'échangeurs de chaleur est effectuée dans la direction de la flèche 8. Le groupe d'échangeurs de chaleur Il comporte les séparateurs à cyclones 9, 10, 11, 12 et 13, le séparateur àcyclone 13 placé complètement en h-aut étant agencé également sous forme d'un séparateur à double cyclone et l'introduction des matières brutes dans le conduit de sortie de gaz reliant le séparateur à cyclone 12 au séparateur à double cyclone 13 étant effectuée dans la direction de la flèche 15. Le séparateur à cyclone 9 placé complètement en bas dans ce groupe d'échangeurs de chaleur II est relié au conduit de sortie d'air 16 d'un refroidisseur de matière, non représenté en détail sur le dessin et qui est placé en aval du four tubulaire rotatif 2.La partie 17 du conduit de sortie d'air 16, orientée vers le haut jusqu'au séparateur à cyclone 9, est agencée sous forme d'une zone de calcination et elle est alimentée en combustible dans la direction de la flèche 18. Dans cette partie de conduit 17 agencée sous forme d'une zone de calcination débouchent les conduits de décharge de matière 19 et 20, disposés sur les séparateurs à cyclones 3 et 10 des groupes d'échangeurs de chaleur I et II, et notamment au-dessus de l'admission de combustIble ( flèche 18 ). Le conduit de décharge de matière 21, partant du séparateur à cyclone 9 situé le plus en bas dans le groupe d'échangeurs de chaleur II, aboutit au four tubulaire rotatif 2. Pour éviter que, notamment lors du processus de démarrage de cette installation, des matières brutes qui ont été prétraitées de façon non uniforme parviennent dans le four tubulaire rotatif 2, le conduit de décharge de matière 19 du groupe d'échangeurs de chaleur I, relié à la sortie de gaz du four tubulaire rotatif, est pourvu d'un conduit de dérivation 22 qui débouche directement dans le four tubulaire rotatif 2 en contournant la zone de calcination ( partie de conduit 17 ). De cette manière, de la farine brute de ciment qui a été prétraitée dans le groupe d'échangeurs de chaleur I peut très avantageusement être introduite directement dans le four tubulaire rotatif.2 par l'intermédiaire du conduit de dérivation 22.Cela est notamment très important pour le processus de démarrage de l'installation à froid car, au moment du démarrage de l'installation, l'air provenant du refroidisseur de matière est encore froid et ne convient par conséquent pas pour un prétraitement, notamment pour une calcination des matières brutes introduites dans les groupes d'échangeurs de chaleur I et II. Le groupe d'échangeurs de chaleur il reste par conséquent hors service pendant le processus de démarrage de l'installation, c'est-à-dire qu'aucune matière brute n'est introduite dans ce groupe d'échangeurs de chaleur jusqu'à ce que l'air sortant du refroidisseur ait atteint une température suffisamment élevée, par exemple de 800"C. Cependant aussitôt que l'air de sortie du refroidisseur, parvenant par l'intermédiaire du conduit 16 et de la zone de calcination 17 dans l'échangeur de chaleur 9, a atteint une température d'environ 800"C, les matières brutes sont également introduites dans le groupe d'échangeurs de chaleur II dans la direction de la flèche 15.Simultanément, au moyen d'une vanne de réglage non représentée en détail sur le dessin, le conduit de dérivation 22 partant du conduit de décharge de matière 19 du groupe d'échangeurs de chaleur I est fermé à l'aide de cette vanne et la matière thermiquement prétraitée par les gaz du four de combustion et provenant du groupe d'échangeurs de chaleur I est introduite par l'intermédiaire du conduit 19 également dans le conduit 17 agencé sous forme d'une zone de calcination puis elle parvient, en même temps que les matières thermiquement prétraitées provenant du groupe d'échangeurs de chaleur II,(après une précalcination suffisante dans le séparateur à cyclone 9 et le conduit de décharge de matière 2dans le four tubulaire rotatif 2 en vue d'un post-traitement thermique ou d'un frittage. Du fait que les séparateurs à cyclones 3 à 6 du groupe d'échangeurs de chaleur I sont traversés par les gaz chauds provenant du four tubulaire rotatif 2 et qu'ainsi les matières brutes progressant à contre-courant par rapport aux gaz de sortie du four, sont soumises à un prétraitement thermique, il est avantageux, notamment lors de la fabrication de ciment, dlmtroduire dans ce groupe d'échangeurs de chaleur, dans la direction de la flèche 8, seulement les composants des matières brutes de fabrication de ciment qui ne contiennent pas de carbonates ( composants à base d'argile ), pour éviter ainsi une recarbonatation par le C02 existant dans les gaz chauds provenant du four. Les autres composants, notamment les matières à base de carbonates, qui sont également nécessaires pour la fabrication du ciment, sont introduits dans le groupe d'échangeurs de chaleur II dans la direction de la fleche 15 et sont soumis dans les échangeurs de chaleur à cyclones 10, 11, 12 et 13 à un prétraitement thermique en s'écoulant à contre-courant par rapport à l'air de sortie du refroidisseur de matière. Du fait que le groupe d'échangeurs de chaleur Il fonctionne avec de l'air provenant du refroidisseur de matière et qui est exempt de C02, il ne peut se produire aucune recarbonatation de ces matIères. Les composantes de matière prétraitées thermiquement dans les groupes d'échangeurs de chaleur I et II sont intro- duites dans la partie 17 du conduit de sortie d'air de refroidisseur 16, orientée verticalement vers le haut et agencée sous forme d'une zone de calcination, et sont soumIses dans cette zone à une précalcination uniforme et poussée avant d'être introduites, par l'Intermédiaire du séparateur à cyclone 9 et du conduit de décharge 21, dans le four tubulaire rotatif 2 pour un frittage. En fonction de la composition et de la nature des matières brutes introduItes dans les groupes d'échangeurs de chaleur I, II, il peut etre avantageux le cas échéant d'introduire en cours de marche de l'installation seulement une partie des matières brutes prétraitées thermiquement dans le groupe d'échangeurs de chaleur I dans la zone de calcination et d'admettre directement dans le four tubulaire rotatif 2 la partie restante par l'IntermédiaIre du conduit de dérivation 22. Cela peut etre effectué d'une manière très simple en cours de marche de l'installation par manoeuvre d'une vanne disposée dans le conduit 190Par ailleurs, les groupes d'echangeurs de chaleur I et il sont avantageusement alimentés avec des quantités partielles de matière de me mes valeurs en agençant les séparateurs à cyclones de manIère qu'ils soient de memes grandeurs. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement thermique d'une matière à grains fins, notamment de la farine brute de ciment, dans deux groupes d'échangeurs de chaleur avec mise en suspension dans un gaz, disposés parallèlement entre eux, comportant de préférence plusieurs étages de cyclones et qui sont reliés du côté-matière, par l'intermédiaire d'une zone de calcination, à un four de combustion, caractérisé en ce qu'au moins lors du démarrage de l'installation une parte au moins de la matière qui a été prétraitée dans le groupe d'échangeurs de chaleur qui est en liaison avec la sortie de gaz du four de combustion est canalisée dans le four de combustion en contournant la zone de calcination. 2. Installation de traitement thermique d'une matière à grains fins, notamment de farine brute de ciment, se composant de groupes d'échangeurs de chaleur avec mise en suspension de gaz, disposés parallèlement entre eux, comportant de préférence plusieurs étages à cyclones et qui sont reliés par l'intermédiaire d'une zone de calcination à un four de combustion en aval duquel est branché un refroidisseur de matière, l'un des groupes d'échangeurs de chaleur étant relié au conduit de sortie de gaz du four de combustion et l'autre groupe d'échangeurs de chaleur étant relié à une zone de calcination par le conduit de sortie de sortie d'air du refroidisseur d'air, et les conduits de décharge de matière des groupes d'échangeurs de chaleur étant reliés à la zone de calcination; installatIon caractérisée en ce que le conduit de décharge de matière (19) du groupe d'échangeurs de chaleur (I) en liaison avec la sortie de gaz du four de combustion aboutit au four de combustion (2) en contournant la zone de calcination (17). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le conduIt de décharge~de matière (19) du groupe d'échangeurs de chaleur (I) en liaIson avec la sortie de gaz du four de combustion est pourvu d'un conduit de dérIvatIon (22) qui débouche directement dans le four de combustion (2) en contournant la zone de calclnation (17).