Brevet FR2584175A1 — publié le 19870102

La présente invention concerne un procédé, désigné ci-après comme étant du genre décrit, pour refroidir une matière granulaire, telle que du clinker du ciment, dans un refroidisseur tubulaire horizontal ou incliné. Ce refroi- disseur comporte une extrémité d'entrée de la matière, reliée à l'extrémité par laquelle la matière sort d'un four dans lequel cette matière a été soumise à un traitement thermique, et une extrémité de sortie de cette matière reliée à une source d'air de refroidissement, qui insuffle l'air de refroi- dissement dans le refroidisseur pour refroidir la matière, cette dernière étant de façon répétée mise en dispersion et en suspension à l'intérieur du refroidisseur. Par un refroidisseur horizontal ou incliné, on doit entendre qu'un axe longitudinal du refroidisseur tubulaire est horizontal ou incliné vers le bas dans la direction de l'extrémité de sortie de la matière du refroidisseur, de façon à garantir une vitesse de transport de la matière dans le refroidisseur convenant pour un refroidissement adéquat de cette matière. Des refroidisseurs du genre ci-dessus sont souvent conçus sous la forme d'un tambour rotatif qui, par l'inter- médiaire d'anneaux de glissement montés à la circonférence du tambour, est supporté par des supports à galets et qui, par l'intermédiaire d'une jante à engrenage, est entrainé par un pignon relié à un mateur. La matière est agitée par la rotation du tambour et refroidie par de l'air insufflé, à contre-courant du mouvement de la matière dans le tambour, par un ventilateur monté à l'extrémité de sortie du refroi- disseur. L'air de refroidissement provenant du refroidisseur peut, après une éventuelle élimination de la poussière, servir d'air secondaire pour la combustion réalisée dans le four pour effectuer le traitement thermique de la matière. Pour augmenter l'aire de la surface de matière au contact de l'air de refroidissement, le tambour rotatif est souvent équipé d'organes destinés à soulever la matière du fond du tambour, cette matière retombant ensuite en cascade à nouveau à travers le courant d'air de refroidissement. Cependant, afin de ne pas endommager ni écraser le chemisage interne du tambour, il est nécessaire de garantir que la matière tombant des organes de soulèvement parvient bien sur la charge de matière se trouvant au bas du tambour. Cela signifie que la matière qui tombe n'occupe approxima- tivement que la moitié de la section transversale du tambour, de sorte que l'on utilise moins de la totalité de l'aire de section pour opérer le refroidissement. En outre, l'air de refroidissement tend à emprunter des parties de la section transversale qui ne comportent pas de matière en cours de retom- bée, ce qui donne dans l'ensemble un effet de refroidissement bien inférieur à ce qu'il devrait être. Un objet de l'invention consiste à améliorer le refroidissement de la matière et à fournir, en outre, la pos- sibilité de rendre le refroidisseur plus simple ct plus fiable que les refroidisseurs à tambour rotatif connus. On y parvient par un procédé du genre décrit, carac- térisé en ce que le refroidisseur est fixe, c'est-à-dire ne tourne pas, et en ce que l'on réalise la dispersion et la suspension de la matière en injectant dans la charge de matière se trouvant dans le refroidisseur des jets intermit- tents d'air projeté. Ces jets d'air projeté soulèvent des parties ou particules de la charge et les font parvenir dans l'espace situé au-dessus de la charge de matière proprement dite et les étalent sur la totalité de la surface transversale du refroidisseur, la matière soulevée et en suspension étant ainsi efficacement entraînée à travers l'air qui la refroidit. L'invention comprend aussi un refroidisseur destiné à la mise en oeuvre du nouveau procédé, ce refroidisseur com- portant un corps tubulaire horizontal ou incliné, avec une extrémité d'entrée de la matière et une extrémité de sortie de la matière destinées à être reliées à une source d'un cou- rant d'air de refroidissement, le refroidisseur étant caracté- risé en ce que le corps tubulaire n'est pas rotatif et compor- te au moins une rangée d'organes de projection de jets d'air, du type soufflante d'air projeté, montée le long du bas du corps du refroidisseur, les sorties d'air des soufflantes faisant saillie à travers le fond du corps de refroidissement et étant dirigées, en service, contre la charge de matière se trouvant dans ce corps de refroidisseur. Ce procédé et ce refroidisseur permettent de se dis- penser des supports à galets et du dispositif d'entraînement en rotation du tambour, utilisés jusqu'à présent, et le refroidisseur fixe n'a pas besoin de présenter une section transversale circulaire, comme dans le cas du refroidisseur rotatif. Au contraire, la section transversale du refroidis- seur fixe peut être conçue de manière à garantir que la matière mise en suspension par les jets d'air projeté s'étale bien sur la totalité de cette section du refroidisseur. Il a été trouvé qu'il ne faut, pour les jets d'air projeté, qu'un faible pourcentage de la quantité totale d'air nécessaire pour refroidir la matière. De telles soufflantes d'air projeté sont connues et servent, par exemple, pour fractionner de la matière qui formerait un pont ou collerait aux côtés par exemple, d'une sortie de trémie de silo. Un organe approprié de projection de jets d'air estsouvent un récipient pouvant supporter une pression interne, qui est alimenté par une source d'air comprimé et dont la décharge intermittente s'effectue rapidement à travers un conduit de sortie ayant un dJamètre relativement gros, ce qui crée une onde de choc à la sortie du conduit. Le conduit est ouvert et fermé par une vanne qui peut être ajustée de manière à libérer un jet d'air projeté, capable de créer une onde de choc, chaque fois o la pression a augmenté dans le récipient jusqu'à atteindre une certaine valeur, ou bien la vanne peut être réglée de manière que plusieurs organes de projection d'air puissent effectuer par intermittence une telle projection selon un ordre choisi au préalable. Les sorties des organes de projection de jets d'air disposés le long du fond du refroidisseur peuvent, de façon appropriée, être dirigées obliquement vers le haut et vers l'avant, dans la direction dans laquelle matière sort du refroidisseur, de sorte que les jets d'air projeté contribuent également à déplacer la matière se trouvant dans le refroidis- seur et à la diriger vers la sortie de la matière de ce refroidisseur, ce qui, en association avec une éventuelle inclinaison du refroidisseur, permet un meilleur transport de la matière dans sa traversée de ce refroidisseur. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins schématiques d'accompagnement, sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'un exemple de refroidisseur selon l'invention; et la figure 2 est une coupe, le long de la ligne II-II, de la figure 1. Il est prévu ure extrémité 1 de sortie de la matière provenant d'un four rotatif 1' destiné à la production de clinker. Eette sortie communique avec une chambre 2, destinée à permettre la sortie de cette matière du four et à assurer également une admission d'air dans ce four, la chambre 2 con- duisant à une extrémité 3 d'entrée de la matière dans un refroidisseur 4 fixe, c'est-à-dire ne tournant pas, et qui est destiné à refroidir le clinker fabriqué dans le four rota- tif 1'. Un agencement 6 de conduit de décharge réglée, de type vanne, est, de façon connue, monté dans une extrémité de sortie 5 du refroidisseur 4,et cette extrémité comporte également une entrée d'air de refroidissement qu'un ventilateur 7 introduit dans le refroidisseur. Au-dessous du fond du refroidisseur est montée une rangée d'organes 8 de projection de jets d'air générateurs d'une onde de choc, chacun de ces organes étant équipé d'un conduit 9 de sortie ayant une section relativement grande, et qui peut être ouvert et fermé à l'aide d'une vanne 10 souvent incorporéedans un récipient à air comprimé, proprement dit, de l'organe 8 de projection de jet d'air. Chaque conduit 9 de sortie fait saillie à travers le fond du refroidisseur et est dirigé contre une charge de matière 18 se trouvant au fond du refroidisseur. Les organes 258 4 175 8 de projection de jets d'air sont en outre reliés à un tuyau commun 11 d'air comprimé. La fonction de l'organe de projection d'un jet d'air créant une onde de choc est décrite ci-dessus et cet organe est connu en soi. Comme illustré sur le dessin, les conduits 9 de sortie des organes de projection de jets d'air sont en outre dirigés obliquement vers l'avant dans la direction de l'extrémité de sortie 5 du refroidisseur. Le refroidisseur peut être équipé d'un cyclone 12 destiné à séparer la poussière fine de l'air de refroidisse- ment avant que ce dernier ne serve dans le four 1'. Le cyclone 12 comporte un tube 13 d'admission d'air relié au refroi- disseur 4, et un tube 14 de sortie d'air relié à la chambre 2. La matière précipitée dans le cyclone 12 en sort par une sortie 15 reliée au refroidisseur 4. Pour obliger l'air de refroidissement à emprunter le cyclone 12 de précipitation de la matière fine, l'espace interne du refroidisseur 4 peut être séparé de la chambre 2,de sortie d'air et d'entrée de matière par une cloison séparatrice 16 qui fait saillie et s'étend jusque dans la charge de matière 18 au fond du refroi- disseur 4. Un ringard 17 hydraulique, destiné à briser la matière formant des ponts ou s'agglomérant en gros amas au bas de la chambre 2 peut être monté, de façon connue, en bas de cette chambre 2. Le refroidisseur fonctionne de la manière suivante: la matière qui a subi un traitement thermique dans le four rotatif 1' tombe au fond de la chambre 2 de sortie de cette matière, et se déplace pour pénétrer dans le refroidisseur 4 proprement dit puis passe le long du fond de ce refroidis- seur en se dirigeant vers la sortie 5. Le ventilateur 7 insuf- fle, dans la direction opposée, de l'air de refroidissement dans le refroidisseur 4. La charge de matière 18 se trouvant au fond ou au bas du refroidisseur 4 est aérée par des jets d'air projeté par les organes 8 de projection de jets d'air, créant des ondes de choc, de sorte que des parties de la matière sont entraînées dans l'espace situé au-dessus de la charge de la matière, cet espace mieux utilisé et l'étalement de la matière par sa projection s'associant pour former de grandes surfaces permettant un refroidissement efficace par l'air de refroi- dissement empruntant le refroidisseur 4. Les organes 8 de projection de jets d'air fonction- nent par intermittence, selon un ordre bien défini et réglé ou bien tout simplement, du fait que la vanne 10 d'un organe individuel de projection s'ouvre quand la pression régnant dans l'organe en cause a atteint un certain niveau. Au cours de son passage dans le refroidisseur 4, le courant d'air de refroidissement insufflé par le ventila- teur 7 s'est échauffé et a collecté de la matière. Ce courant d'air est déchargé du refroidisseur par le conduit 13 qui le dirige vers le cyclone 12, dans lequel s'effectue 12 sépa- ration de la poussière fine de matière d'avec l'air de refroi- dissement. La poussière plus ou moins fine est recyclée, par la sortie 15 de matière, vers le refroidisseur 4, cependant que l'air de refroidissement, épuré, est introduit par le tube 14 dans la chambre 2 pour servir d'air secondaire de combustion dans le four 1'. Si la matière soumise à ce refroidissement ne dégage qu'une quantité négligeable de poussière dans l'air de refroi- oissement, on peut se dispenser de faire appel au cyclone 12 et aux tubes de raccord 13, 14 et 15. Donc, on peut se dispenser également de la cloison séparatrice 16, ce qui per- ment à l'air de refroidissement de s'écouler directement du refroidisseur 4 par la chambre 2 vers le four 1'. On voit sur la figure 2 une forme possible de la section transversale du refroidisseur 4', à savoir une section transversale en tronc de cône, à fond plat ou légèrement incurvé et à sommet nettement incurvé afin d'offrir le maximum de surface possible pour le contact entre les particules de matière à refroidir et l'air de refroidissement. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au refroi- disseur et au procédé de refroidissement d'un matière granu- laire, décrits et représentés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour une refroidir une matière granulaire (18) dans un refroidisseur tubulaire (4) horizontal ou incliné, ayant une extrémité (3) d'entrée de la matière reliée à une extrémité (1) de sortie de cette matière d'un four (1'), dans lequel la matière a été soumise à traitement thermique, et l'extrémité (5) de sortie de matière étant reliée à une source (7) d'air de refroidissement, qui insuffle de l'air de refroi- dissement dans le refroidisseur (4) pour refroidir la matière (18), cette matière étant dispersée et mise en suspension de façon répétée à l'intérieur du refroidisseur, procédé caractérisé en ce que le refroidisseur (4) est fixe et en ce que la dispersion et la mise en suspension de la matière (18) sont réalisées par des organes (8) projetant de façon intermittente des jets d'air capables de créer des ondes de choc dans la charge de matière (18) se trouvant dans le refroi- disseur (4). 2. Refroidisseur destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, ce refroidisseur (4) ayant un corps tubulaire horizontal ou incliné et présentant une extrémité (3) d'entrée de la matière et une extrémité (5) de sortie de la matière reliée à une source (7) d'un courant - d'air de refroidissement, refroidisseur caractérisé en ce que le corps tubulaire n'est pas rotatif et en ce qu'il com- porte au moins une rangée d'organes (8) de projection de jets d'air, capable de créer des ondes de choc, organes montés le long du fond du corps du refroidisseur (4), les sorties d'air de ces organes faisant saillie, à travers le fond du corps du refroidisseur, et étant dirigées, en service, contre la charge de matière (18) se trouvant dans le corps du refroidisseur. 3. Refroidisseur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les sorties des organes (8) de projection de jets d'air sont dirigées obliquement vers le haut et vers l'avant, dans la direction du déplacement de la matière (18) vers l'extrémité (5) de sortie du corps du refroidisseur (4).