Brevet FR2556826A1 — publié le 19850621

"Procédé et dispositif pour l'exploitation d'un four tunnel à auto-combustion de produits céramiques" Ce procédé et ce dispositif concernent un four tunnel destiné à ld cuisson d'ébauches céramiques préalablement séchées, qui contiennent des éléments composants combustibles en quantité suffisante pour le processus de cuisson, les ébauches étant, par exemple avec un reste d'humidité, échauffées dans un réchauffeur préalable avec du gaz de combustion et de l'air de refroidissement et ensuite chauffées, rendues poreuses et durcies et finalement refroidies dans une zone de refroidissement. On connait des fours tunnels dans lesquels les gaz de fumées résultant de la combustion sont ramenés avec une proportion élevée de substances non brûlées, dans la chambre de combustion du four pour leur post-combustion. Etant donné que ces gaz doivent être réchauffés Jusqu'à la température de combustion, la consommation de combustible est accrue. Dans le cas de fours tunnels ne comportant pas d'amenée de combustible primaire, il se produit, d'une manière connue, des gaz qui ne sont pas brûlés aussitôt et qui doivent être amenés seulement à une autre chambre de combustion. Cette disposition représente un risque certain du point de vue de la sécurité. Dans le brevet OS- 2 705 10 il est prévu de préchauffer les produits d'insertion en un courant continus avec de l'air préchauffé Jusqu'à une température d'allumage déterminée, et de les brûler ensuite dans une zone de combustion, sans diminution d'une température d'équilibre à travers la section transversale du four, et sans garantir une commande satisfaisante de l'allumage et de la combustion des composants combustibles. La dépense d'installation technique est élevée et le procédé ne convient pas pour une modernisation d'installations anciennes. La possibilité technique de ce procédé n'a pas non plus été prouvée à l'heure actuelle. La présente invention a pour but de réaliser une substitution de porteurs d'énergie de haute valeur par des porteurs d'énergie non perfectionnés avec un abaissement simultané de la consommation spécifique de chaleur et une amélioration de la qualité des produits, notamment du point de vue de leur porosité. On doit obtenir ainsi les avantages suivants - combustion complète des composants combustibles, - éviter les conditions de travail plus difficiles dues aux cendres et aux gaz toxiques à l'extérieur du système de four, - abaissement de l'émission de substances toxiques. L'invention se propose de réaliser, par des techniques de procédé et par des mesures techniques, une substitution de porteurs d'énergie de haute valeur par des porteurs d'énergie disponibles, de moindre valeur, auquel cas la totalité de la quantité de chaleur nécessaire pour le processus de cuisson est contenue dans les produits mis en oeuvre. La perte de conversion et ainsi l'émission de fractions de combustibles non brûlées est évitée dans le réchauffeur préalable et elle est minimisée dans la zone de combustion. Dans ce cas les produits sont complètement desséchés dans le réchauffeur ventilé par un courant transversal et sont en même temps pré-chauffés, sans que la température d'allumage et le processus de conversion soient atteints.Ainsi se trouve réalisée la condition que les produits soient chargés avec des températures de processus élevées et quainsi soit assurée une combustion complète des composants combustibles dans les produits soumis à la cuisson, l'allumage des gaz étant provoqué par un échauffement plus rapide des produits traités. Dans la zone de post-combustion suivante, séparée par un disque du canal de combustion, les conditions du processus sont réalisées de telle sorte que par le procédé de carbonisation, les températures d'allumage du gaz de distillation lente dégagé soient atteintes. Ainsi les gaz de fumées chauds qui se trouvent dans la fente de couvercle sont aspirés par des buses d'injection et sont brassés, pour leur combustion complète, à travers la totalité de la section transversale du canal de cuisson. Dès excès de température dans la zone de post-combustion sont évités par addition d'air de brassage et par une évacuation dosée des gaz de combustion. L'invention est expliquée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure I est une vue en plan d'un four tunnel, - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un réchauffeur préalable, - la figure 3 est une vue en coupe transversale de la zone de combustion. Une partie des gaz de fumées 1 est mélangéeS dans un caisson de mélange 4, avec de l'air de refroidis serment 2 et de l'air frais et le melange est amené au réchauffeur préalable 7, a' travers un système de buses 5 et un ventilateur 6. AU niveau du chariot-plateau du four tunnel 8, de l'air chaud, évacué du four à 100-150 C, est introduit par des buses 9 décalées vers la droite et vers la gauche. Les températures d'entrée de 1500C sont à considérer comme une valeur maximale, car on doit empêcher un allumage prématuré du porteur d'énergie sous pression dans le réchauffeur. Grace à la vitesse relativement élevée du gaz insufflé, aucun dispositif de brassage n'est nécessaire.L'air de sortie du ventilateur à gaz de fumées 11 est amené par deux tuyaux 10. Le réchauffeur est séparé de la zone de cuisson 12 par un volet coulissant 13 du canal. Une porte de four 14 ferme l'entrée du réchauffeur. Pour éviter des sorties d'air, le réchauffeur fonctionne sous une légère dépression, ce qui nécessite, pour éviter des entrées d'air indésirables, un parcage de chariot et une obturation de four relativement étanches. Dans la zone de cuisson, le produit à traiter 15, pré-chauffé à 80-120 C est amené à la température de cuisson, le besoin total en énergie de cette zone étant couvert par le combustible présent dans l'ébauche. Avantageusement, des bru leurs 16 sont montés dans le plafond du four qui peuvent être mis en service dans le cas d'incidents de marche, par exemple une quantité trop faible de combustible dans le produit à traiter, ou des avaries dans la machine d'introduction, des défaillances du ventilateur ou analogues. Le signal pour la mise en service ou hors service de l'installation de brûleurs est constitué par le dépassement vers le bas ou vers le haut d'une valeur de consigne prédéterminée de la température du four. Le dispositif mentionné plus haut de buses d'introduction d'air de combustion comprend un ventilateur 17 et un système de buses 18 qui sont montés dans la zone de cuisson. La quantité d'air introduite par les buses et, ainsi, le nombre et la nature des buses sont indépendants du facteur d'air choisi pour la combustion, qui doit être compris entre 1, 3 et 2. Le système est dimensionné de telle sorte que des vitesses de sortie d'environ 100 m/ seconde soient réalisées et soient réparties entre plusieurs registres 19 de chacune des 3 à 5 buses, mises en service à volonté sur la zone totale de combustion.Suivant les circonstances, par exemple des variations de débit de l'installation, un changement de qualité du porteur d'énergie introduit, des changements de la charge ou de la production, les registres peuvent être déplacés en direction du réchauffeur préalable ou vers l'extrémité de la zone de cuisson. L'air de combustion est réglé en dépendance du débit de l'installation. Dans le cas où une valeur supérieure de température dans la zone de cuisson est dépassée, cette zone est alors chargée avec de l'air froid supplémentaire. Cette quantité d'air, désignée par air de ballast 21, est avantageusement amenée par l'intermédiaire d'un réseau d'air spécial 22 dans le plafond du four; et elle est proportionnelle à l'écart de température par rapport à la valeur de consigne. Lorsque cette valeur est atteinte à nouveau, le clapet d'étranglement se ferme et le ventilateur 23 d'air de ballast est déconnecté. Etant donné que la pression règnant dans la zone de cuisson se trouve constamment modifiée par des insufflations d'air variables, cette pression est maintenue constante par un mécanisme de régulation prévu dans le système d'apport de gaz de fumées. Ce gaz est extrait par des canaux 24, auquel cas la conduite collectrice 25 n'est pas dans le four inférieur, mais extérieurement au four, à droite et à gauche près des canaux d'extraction de gaz, lesquels sont réglables individuellement au moyen de clapets d'étranglement. La température des gaz de fumées est mesurée et réglée en conséquence par le fait que, lors d'un dépassement d'une valeur supérieure, un échangeur de chaleur 26 est branché dans le courant de gaz de fumees. La zone de refroidissement 27 est séparée en ce qui concerne l'air, au moyen d'une aspiration d'air de refroidissement 28 ainsi qu'un régulateur de pression. Des absorbeurs 29 pour la séparation de produits nocifs sont montés dans les conduites collectrices de gaz de fumées. Enfin, la teneur en oxygène de l'atmosphère de la zone de cuisson est mesurée par une sonde et est maintenue, par adJonction d'air, à une concentration minimale prédéterminée, en v-ue d'assurer la protection contre l'explosion. R E V I C A T I O N S 1 ) Procédé et dispositif pour l'exploitation d'un four tunnel pour le traitement d'ébauches céramiques à auto-combustion, qui contiennent des composants combustibles producteurs de chaleur suffisante pour le processus de cuisson des ébauches, le four tunnel consistant en un réchauffeur préalable, une zone de cuisson et une zone de refroidissement, procédé caractérisé en ce que les gaz de fumées (1) résultant de la combustion dans la zone de cuisson (12) sont extraits, sur toute la longueur de la zone de cuisson (12), par un dispositif spécial, ils sont mélangés avec de l'air de refroidissement (2) et de l'air frais (3) et ils sont introduits par des buses de soufflage, de chaque coté, dans le réchauffeur préalable (7) de telle sorte que les produits céramiques à traiter sont séchés par courant transversal et réchauffés jusqu'au dessous de la température de décomposition et d'allumage, les gaz de fumées refroidis (1) dans le réchauffeur préalable (7) étant amenés de ce réchauffeur, par des conduites d'extraction (10) et un ventilateur (11), à la cheminée, l'air de combustion étant introduit par buses, pour une égalisation de température des produits à traiter (15), sur toute la zone de cuisson (12) avec une vitesse élevée, pour l'allumage et la combustion totale des gaz dégagés et étant amené à la zone de cuission pour la commande de l'échauffement, et à l'air de ballast (21) dans le cas de température de combustion trop élevée. 20) Procédé et dispositif suivant la revendication 1, caractérisés en ce que la teneur en oxygène de l'atmosphère de la zone de cuisson est mesurée par une sonde et est maintenue, par adjonction d'air, à une concentration minimale prédéterminée, en vue d'assurer la protection contre l'explosion. 30) Procédé et dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisés en ce que les produits nocifs résultant d'une concentration relativement élevée et d'une température élevee sont amenés à un absorbeur (29). 4 3 Procédé et dispositif pour four tunnel pour l'application du procédé suivant l'une des revendications 1 a 3, caractérisé par un réchauffeur préalable (7), installé, séparé spatialement d'une zone de cuisson (12), par un registre coulissant de canal de combustion (in), une porte de four (14) à l'entrée du réchauffeur (7), des buses (20), disposées décalées à droite et à gauche à hauteur du chariot du plateau (s) dans le domaine du réchauffeur (7), le système d'injection d'air de combustion étant réalisé notamment par plusieurs registres (19) de chacun 3 à 5 buses (20) et étant relié à un ventilateur soufflant (17) auquel cas les registres (19) sont répartis sur la totalité de la longueur de la zone de cuisson (12) et montés avec des canaux (24), à droite et à gauche, près de conduites (25) collectrices de gaz de fumées du four, un échangeur de chaleur (26) étant incorporé dans la conduite de gaz de fumées (25).