Brevet FR2563516A1 — publié le 19851031

La présente invention concerne les installations de traitement thermique des matières minérales, notamment les cimenteries, comprenant un ou plusieurs silos pour le stockage et éventuellement l'homogénéisation des matières premières finement broyées et un échangeur de chaleur où les matières premières sont préchauffées au moyen des fumées d'un four et éventuellement d'une chambre de précalcination placée entre l'échangeur et le four. Dans les installations connues, 1' échangeur, qui est formé d'une série de cyclones superposés ou constitué par une colonne d'échange thermique à contre-courant verticale, et le cas échéant la chambre de précalcination sont supportés par une tour métallique ou en béton armé de grande hauteur, et les silos, qui sont constitués par des capacités cylindriques relativement hautes, sont placés à côté de cette tour. Ces installations comportent en outre une ou plusieurs tours de conditionnement des fumées et un ou plusieurs électro-filtrespour leur dépoussiérage qui sont également placés à côté de l'échangeur. De telles installations ont un encombrement au sol important et nécessitent des éléments de liaison (transporteurs, conduites) relativement longs. Le but de la présente invention est de réduire l'en- combrement au sol, améliorer les conditions de production et d'entretien de l'installation, réduire la longueur des conduites de gaz et des transporteurs, simplifier les réseaux d'eau, d'air comprimé et d'électricité, diminuer le cout et améliorer l'esthétique de l'installation. L'invention a pour objet une installation de traitement thermique de matières minérales comprenant au moins un silo, un échangeur de chaleur et éventuellement une chambre de précalcination, caractérisée en ce que les éléments constitutifs de l'échangeur de chaleur et éventuellement la chambre de précalcination sont supportés par une structure incorporant ledit silo. Dans le cas ou l'é- changeur comporte deux silos, ltéchangeur de chaleur est placé entre les deux silos et ses éléments constitutifs ainsi qu'éventuellement la chambre de précalcination sont supportés par lesdits silos. Les appareils de traitement des fumées sont montés sur le toit d'un ou des silos.Cette disposition permet une introduction directe dans les silos des poussières récupérées dans les électro-filtres, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des matériels de trensport annexes. La paroi du ou des silos peut être prolongée vers le haut, au-dessus du toit, sur une partie au moins de sa périphérie pour former une enveloppe entourant au moins partiellement les appareils de traitement des fumées reposant sur le toit. Cette enveloppe fournit une protection aux intempéries ; elle peut être réalisée en béton ou constituée par un bardage fixé sur une charpente. Elle peut être conçue pour recevoir une toiture et dans ce cas le revêtement calorifuge normalement prévu sur ces appareils peut être supprimé ce qui permet de réaliser une économie appréciable. Suivant un mode de réalisation particulier, comprenant deux silos1 ceux-ci ont une section circulaire et sont flanqués de parois v.erticales fermant partiellement l'es- pace entre les silos, et les éléments constitutifs de l'é- changeur et éventuellement la chambre de précalc.nation sont supportés par des poutrelles reliant ces parois. L'invention a également ponr objet une structure de support pour l'échangeur de chaleur, éventuellement la chambre de précalcination et les appareils de traitement des fumées d'une installation de traitement thermique, caractérisée en ce qu'elle comprend une tour ayant en coupe horizontale la forme dtun U et des poutrelleshori- zontales reliant les branches du U. Suivant un mode de réalisation particulier, cette structure est constituée par deux tours en forme de U disposées face à face et espacées l'une de l'autre et par des poutrelles reliant les deux tours.Sur une partie de la hauteur, en partant de la base de la tour ou de chacune d'elles, 11 espace délimité par celle-ci est fermé par une paroi transversale de façon à former une capacité de stockage, de préférence à section circulaire, recouverte d'un toit capable de supporter une charge. Les éléments constitutifs de l'échangeur et le cas échéant la chambre de précalcination seront supportés par les poutrelles et les appareils de traitement des fumées seront montés sur le toit de la ou des capacités de stockage. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, un mode de réalisation de l'invention et sur lesquels: La figure 1 est une vue en élévation d'une installation réalisée conformément à l'invention, certaines parties des silos étant montrées en coupe La figure 2 est une vue en plan de l'installation de la figure 1 ; et La figure 3 est une vue en perspective de la structure support de l'échangeur et des appareils de traite- ment des fumées, certaines parties ayant été arrachées pour montrer l'intérieur de la structure. L'installation représentée sur les figures 1 et 2 et destinée à la production de clinker, comprend deux silos cylindriques, verticaux et à section circulaire 10 et 12, un four tubulaire rotatif 14, une chambre de précalcination 16 à laquelle est associé un cyclone 185 un échangeur de chaleur formé de cinq cyclones 20, 22, 24, 26 et 28, deux tours de conditionnement des fumées 30 et 32, deux électro-filtres 34 et 36, deux ventilateurs 38 et 40 et des conduites de liaison entre ces différents éléments. Le fonctionnement d'une telle installation est bien connu et ne sera pas décrit. I1 suffit de rappeler que les fumées du four 14 sont mélangees, dans une chambre 42, à de l'air provenant du refroidisseur de clinker et le mélange obtenu est admis dans la chambre de précalcination 16 un combustible injecté dans la chambre 16 brûle avec l'air du mélange et les fumées produites passent successivement, avec les fumées du four 14, dans les cyclones 18, 20, 22, 24, 26 et 28, les tours de conditionnement 30 et 32 et les électro-filtres 34 et 36 pour être finalement refoulées à l'atmosphère par une cheminée 44.A la sortie des tours de conditionnement, une partie, éventuellement la totalité, des fumées est prélevée par des conduites 46 et 48 et envoyée à des appareils de broyage où elle est utilisée pour sécher les matières premières ; de ces appareils, les fumées sont ramenées aux électro-filtres par des conduites 50 et 52. On pourra prévoir un seul broyeur ou deux broyeurs associés chacun à un groupe d'appareils de traitement des fumées 30-34 et 32-36. Les matières premières provenant des silos sont introduites dans la conduite reliant le cyclone 24 aux cyclones 26 et 28 et passent successivement dans les cyclones 26 et 28, puis dans les cyclones 24, 22 et 20, dans la chambre de précalcination 16, dans le cyclone 18 et dans le four 14. Les silos 10 et 12 sont disposés de part et vautre du plan vertical contenant l'axe X-X du four 14, le plan Y-Y contenant les axes des silos étant perpendiculaire à l'axe X-X. A chaque silo sont accolées deux parois verticales et parallèles 54 qui ferment partiellement l'espace entre les deux silos. Ces parois ainsi que la moitié extérieure de la paroi des silos se prolongent vers le haut au-dessus du toit 56 des silos pour former deux enveloppes à section droite en forme de U, 58 et 60, se faisant face. La prolongation de ces parois peut être réalisée soit en béton soit en charpente et bardages. Les bords des parois verticales 54 sont renforcés pour former des piliers 62 auxquels sont fixés des poutrelles horizontales 64. La structure de support ainsi constituée est représentée en perspective sur la figure 3. On peut considérer que cette structure est constituée par deux bâtiments en forme de tour à section droite en U, disposés face å. face et dont la partie inférieure est fermée par des parois transversales pour former deux capacités constituant les silos de stockage, les parois opposées de chaque bâtiment étant reliées entre elles et aux parois de l'autre bâtiment par les poutrelles 64. Les cyclones 18 à 28 et la chambre de précalcination 16 sont supportés par les poutrelles 64. Les tours de conditionnement 30 et 32 et les électro-filtres 34 et 36 reposent sur le toit des silos et sont partiellement entourés par les enveloppes 58 et 60 ; les ventilateurs 38 et 40 sont également montés sur le toit des silos. La cheminée 44 est située à l'extérieur de la structure de support, tout près de celle-ci et approximativement dans le plan de symétrie transversal de la strueture, et les conduites 66 et 68 reliant la sortie des électro-filtres au ventilateur de tirage sont disposées de part et d'autre de la cheminée et dans le même plan. Une variante de réalisation de l'invention, qui n'a pas été illustrée, peut être utilisée dans des installations de petite capacité ne comportant qu'un seul silo. Dans ce cas, la structure de support comprend une seule tour à section en U et les poutrelles relient les branches du U entre elles et a des piliers remplaçant les piliers 62 ; la partie inférieure de la tour constitue le silo sur le toit duquel sont montés la tour de conditionnement des fumées et 1 'électro-filtre. La structure de support décrite peut être utilisée pour d'autres types d'échangeur nécessitant, comme l'échan- geur à cyclones, un support de grande hauteur. Bien que la forme cylindrique soit la plus avantageuse pour les silos, on pourra être contraint dans certains cas à utiliser une forme différente. Les enveloppes 58 et 60 pourraient être complétées par des parois planes ou courbes pour entourer complètement les tours de conditionnement et les électrofiltres. Les volumes délimités par ces enveloppes pourraient être fermées par un toit. I1 doit être entendu que ces modifications et toutes celles obtenues par la substitution de moyens techniques équivalents à ceux décrits entrent d2ns le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation de traitement thermique de matières minérales comprenant au moins un silo et un échangeur de chaleur, caractérisée en ce que les éléments constitutifs de l'échangeur de chaleur (18 à 28) sont supportés par une structure incorporant ledit silo (10,12). 2. Installation de traitement thermique de matières minérales selon la revendication 1, comprenant deux silos, caractérisée en ce que ltéchangeur est placé entre les deux silos (10, 12) et les éléments constitutifs de l'é- changeur (18 à 28) sont supportés par lesdits silos. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, comportant une chambre de précalcination, caractérisée en ce que ladite chambre de précalcination (16) est supportée par le ou les silos (10, 12). 4. Installation selon la revendication 1, 2 ou 3, comportant des appareils de traitement des fumées, caractérisée en ce que lesdits appareils (30, 32, 34, 36) sont montés sur le toit (56) du ou des silos (10, 12). 5. Installation selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que les silos (10, 12) ont une section circulaire et sont flanqués de parois verticales (54) fermant partiellement l'espace entre les deux silos, et les éléments constitutifs de l'échangeur (18 à 28) et éventuellement la chambre de précalcination (46) sont supportés par des poutrelles (64) reliant ces parois. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une partie au moins de la paroi du ou des silos (10, 12) et éventuellement les dites parois verticales (54) sont prolongées vers le haut, au-dessus du toit (56) du silo, pour former une enveloppe (58, 60) entourant au moins partiellement les appareils de traitement des fumées reposant sur le toit du silo. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite enveloppe (58, 60) est conçue pour recevoir une toiture. 8. Installation selon la revendication 2, comportant un four tubulaire rotatif recevant les matières préchauffées dans ledit échangeur et éventuellement précalcinées dans ladite chambre de précalcination, caractérisée en ce que les silos (10, 12) sont disposés de part et d'autre du plan vertical contenant l'axe dudit four (li). 9. Structure de support pour l'échangeur de chaleur, éventuellement la chambre de précalcination et les appareils de traitement des fumées d'une installation de traitement thermique de matières minérales, caractérisée en ce quelle comprend une tour ayant en coupe horizontale la forme d'un U et des poutrelles horizontales reliant les branches du U. 10. Structure de support selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux tours verticales ayant en coupe horizontale la forme d'un U, disposées face à face et espacées l'une de l'autre, et par des pou- trelles (64) reliant les deux tours entre elles. 11. Structure de support selon la revendication9 ou 10, caractérisée en ce que sur une partie de la hauteur, en partant de la base, de la tour ou de chaque tour l'espace délimité par celle-ci est fermé par une paroi transversale de façon à former une capacité de stockage (10, 12). 12. Structure de support selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite capacité de stockage (10, 12) a une section circulaire. 13. Structure de support selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que ladite capacité de stockage (10, 12) est recouverte d'un toit (56) capable de supporter une charge.