Brevet FR2591127A1 — publié le 19870612

Broyeur cylindrique rotatif pour la préparation d'un matériau pulvéru- lent en deux qualités différentes La présente invention concerne un broyeur cylindrique rotatif d'axe horizontal pour la préparation d'un matériau pulvérulent en deux qualités différentes9 avec organes d2introduction du matériau et d'un gaz de séechage, "uis d évacuation du matériau pulvérisé dans le gaz de "; -.... à ::-avetourions du broyeure D_..G, so2 utilisés notam.Lrlent pour la préparation de ?o, i;ui'-Ss.:ist. .A!alimei.aletaion de brdleurs de chaudi&reso --; on, d- e horizontal et tournent autour de celuicio Ils sont..DTD: ?.;'_-_ISsde-.e. - boulets ou d'autres éléments broyants en maté- r- î à ''i: -eisens oar ec:asement et trituration le matériau à :, 7r Dae Lain cas, avec des matériaux autres que le charbon9 le -rm-,-.- s:e?fee;;ue pa atttrition p des fragments du matériau à broyer !5 i_ È: ces conSr la' c u Ctrs aLe -ae jjia a b roa-er Dgésentant duhabitude un certain taux d7hu- --;- - on int'9-u''t dans le broyeur en meme temps que le matériau à r%o'-r n ea Z tau" gê:,néralement de l'air, qui assure son séchage - oydu _tuis leo_ tanspo pneumatique du matériau pulvéri- s e Le an,_rj.-i au à broyer et de gaz de séchage et de transport sont gnralemcnt i;ntroduits dans le broyeur par deux tourillons creux doe; é'pmito Le:,ateriau broyé ressort par ees tourillons, que compor- tent des cloisons et; des systè'mes de vis de transport du matériau à broyer. A la sortie de ces tourillons, le matériau broyé en suspension dans le gaz cde séchage/dont la granulométrie est assez étendue9 passe le plus souvent dans une séparateur qui laisse passer les grains fins vers l'utilisation, et recycle les grains grossiers avec le matériau brut pour un nouveau passage dans le broyeur. Or pour certaines applications il est nécessaire de disposer de deux qualités de matériau pulvérisé, soit que l'on veuille broyer des matériaux d'origines différentes, soit que l'on désire deux degrés de finesse différents, ou des concentrations dans le gaz de séchage et de transport différentes, ou enfin des pressions du gaz de séchage et de transport différentes. On doit alors faire fonctionner le broyeur par - 2 - périodes successives séparées par des arrêts, ou utiliser deux broyeurs différents, ce qui entraîne des sujétions de fonctionnement ou des investissements plus importants. La présente iivention a pour but de procurer un broyeur cylindrique rotatif qu- permetto dbtenir des qualités de matériau broyé différentes bcutt en ne n e snt aucun arrêt de fonctionnement. Le broyeur serio i i: eris an ce ruil est séparé Dar une leo::s isolées i une de li'autre, comprenant et see- on -i duec-ion et dgvacuation du matériau at I gaIs da, schage par 2e on attonaute De préf ren!e pr un atêriau broyé pulvérulent à deu e i e s cuation de cha- cune des part-ies au c!ur des grains broyes seion leur finesse mu i dunr eni *e- lecye!age des grains les plus gros erts ii rabsu' re!2 la partie du broyeur 1asw:ra. la plu fi::ssr- 1'ie$ com;porte un conduit d'évacuation des grains e tion de le partie du broyeau: assurant 'ne fine sse de broyage moindre. Dans ce las, a parti de ryroveus- a produire le matériau pulvérisé de degré de finesse le plus elev$ est avantageusement reliée a une source d'air chaud sous une pression puse élevée que celle de la source d'air alimentant la partie du broyeur destinée à produire le matériau pulvérisé de degré de finesse moindre. Il est décrit ci-apràs, à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé, un broyeur à charbon à boulets pour l'alimentation des br leurs d'une chaudière à partir de deux charbons d'origines différentes, les br leurs pilotes étant alimentés en char- bon finement pulvérisé et les br leurs de chauffe normale en charbon pulvérisé moins finement et plus riche en cendres. Dans la figure, le broyeur rotatif à boulets 1 d'axe horizontal comporte une cloison 2 le séparant en une chambre de broyage gauche G et une chambre de broyage droite D. De façon symétrique les tourillons 3 du broyeur sont agencés pour assurer - 3 - - le support et la rotation du broyeur (cette dernière à l'aide d'un moteur non représenté). - l'alimentation en charbon brut par le conduit 3A, un espace annulai- re et une vis 4, - l'entrée de l'air de séchage et de transport du charbon pulvérisé arrivant par le conduit 5, par un conduit central 5A, - la sortie du charbon broyé par l'espace annulaire et le conduit d'évacuation 6. Le séparateur 7 du c8té gauche correspond à la production du charbon pulvérisé le plus fin. La détente dans le cône enveloppe TA du séparateur provoque d'abord la séparation des très gros grains qui sont guidés par la paroi vers le conduit 8 de transfert vers le c8té droit du broyeur. Les grains de grosseur moyenne tombent dans le c8ne intérieur 9 du séparateur et sont dirigés vers le conduit 9A de recy- clage vers le c8té gauche du broyeur. Enfin les grains fins sont entraînés par l'air de transport vers l'utilisation par le conduit 10. Le séparateur 11 du cSté droit correspond à la production d'une finesse courante du charbon pulvérisé. Il ne comporte pas d'organe de discrimination entre les grains très gros et les grains moyens, qui sont guidés ensemble par la paroi vers le conduit 12 de recyclage au broyeur, o ils rejoignent le conduit 15d'alimentation en charbon de la partie droite du broyeur. Le charbon pulvérisé de finesse moyenne est évacué par le conduit 13 vers l'utilisation. Chacune des parties du broyeur possède un fonctionnement indé- pendant. Chacune d'elles est reliée à une réserve de charbon brut et à un dispositif d'alimentation. Seul le dispositif 14 d'alimentation de la partie droite (à trémie et bande sans fin) a été représenté. Ce dispositif débouche dans le conduit 15 d'alimentation du broyeur, re- lié aux conduits 8 et 12 déjà cités. Ainsi la totalité du refus du séparateur droit 11 est renvoyée dans le charbon brut alimentant le c8té droit du broyeur, avec les grains très gros provenant du refus du séparateur gauche 7. Seuls les grains moyens du séparateur gauche sont renvoyés avec le charbon brut dans la partie gauche du broyeur. Il n'est généralement pas possible de renvoyer tous les refus de l'un des séparateurs vers l'autre circuit de broyage, car le taux de 4- - recyclage de ces séparateurs est important et de l'ordre de 2. Un avantage supplémentaire de la disposition décrite ci-dessus est qu'elle permet de renvoyer une partie des grains durs et cendreux du charbon d'alimentation du côté gauche du broyeur, destiné à fournir la meilleure qualité de charbon pulvérisé, vers le côté droit, corres- pondant à une qualité inférieure de charbon pulvérisé. Ceci est expli- cité par l'exemple suivant. On dispose de deux qualités de charbon différentes, dont les caractéristiques ainsi que le degré de finesse à obtenir pour le produit pulvérisé sont indiquées dans le tableau sui- vant: Côté du broyeur Gauche Droit Origine Sud-Africain Brésilien Matières volatiles 21% 16% (% en poids) Cendres 15% 45% (% en poids) carbone fixe 54% 25% (% en poids) Friabilité Hardgrove 40 60 Production 40 t/h 80 t/h Finesse 90% 70% (passage au tamis de 75 microns) On sait que pour une finesse de 90%, il faut une longueur de broyeur double de celle nécessaire pour une finesse de 70%, toutes choses étant égales par ailleurs. Pour des productions de 40 t/h et 80 t/h, il faut donc placer la cloison au milieu du broyeur. On sait par ailleurs qu'entre des charbons de friabilités40 et , l'énergie de broyage est dans le rapport 1, 3/1. La différence de friabilité sera compensée en chargeant le cté gauche du broyeur à 30% de plus que le côté droit. Si l'on admet un taux de recyclage de 2, le séparateur gauche -5- refuse 40 t/h que par un agencement mécanique on partage en 30 t/h rejoignant le charbon brut de même origine et 10 t/h rejoignant au côté droit le charbon brut d'une autre origine. Ces 10% sont très concentrés en cendres et inertes, que l'on peut estimer à 30%, ce qui revient à dire que l'on soutire 3 t/h de cendres sur la production de 40 t/h de charbon pulvérisé du côté gauche avec une alimentation en débit de 50 t/h. - 50 t/h de charbon brut à 15% de cendres contiennent 7,5 t/h de cen- dres et produisent 40 t/h de charbon pulvérisé après soutirage de 10 t/h contenant 3 tonnes de cendres. Il en résulte une teneur en cendres du charbon pulvérisé dans la partie gauche de 11% et un enri- chissement en carbone fixe de 54% à 56,5%. On va constater maintenant que la qualité du charbon pulvérisé du côté droit n'est pas dégradée pour autant: à 70 t/h broyées contenant 45% de cendres, soit 31,5 t, s'ajoutent 10 t/h en provenance du côté gauche à 30% de cendres, soit 3 t/h. Le côté droit produit ainsi 80 t/h avec 34,5 t/h de cendres, soit 43%, et le carbone fixe passe de 25% à 26%. Ce résultat est dû au fait que les refus du côté gauche sont plus riches en carbone que le charbon brut du côté droit. La séparation des circuits, au conduit 8 près, montre qu'il est possible d'ajuster séparément les débits d'air de transport et de séchage, leur température et leur pression. La pression doit toutefois être dans le côté gauche, supérieure ou égale à celle du côté droit, afin que le courant d'air qui va s'établir dans le conduit 8 favorise l'écoulement des refus de gauche vers la droite. Par ailleurs, la partie du broyeur destinée à produire le maté- riau de granulométrie la plus grossière peut ne pas comporter de boulets ou autres éléments broyants, celle destinée à produire le matériau de granulométrie le plus fixe comportant par contre ces boulets ou éléments broyants. Les séparateurs peuvent ne pas être des séparateurs par gravité, mais d'un genre différent, par exemple à crible. Bien que le broyeur selon l'invention convienne plus particuliè rement pour le broyage de charbon ou d'un combustible fossile solide, il s'applique aussi au broyage d'autres matériaux, notamment de minerais. _6 _ REVENDICATIONS 1/ Broyeur cylindrique rotatif (1) d'axe horizontal pour la prépara- tion d'un matériau pulvérulent en deux qualités différentes, avec or- ganes d'introduction du matériau et d'un gaz de séchage, puis d'évacuation du matériau pulvérisé dans le gaz de séchage à travers les tourillons (3) du broyeur, caractérisé en ce qu'il est séparé par une cloison transversale (2) en deux parties (G, D) isolées l'une de l'au- tre, comprenant chacune ses organes d'introduction (4, 5A) et d'évacuation (6) du matériau et du gaz de séchage par le tourillon attenant. 2/ Broyeur selon la revendication 1, pour la préparation d'un matériau pulvérulent à deux degrés de finesse différents, dans lequel l'évacua- tion de chacune des parties est reliée à un séparateur (7, 11) des grains broyés selon leur finesse, muni d'un conduit de recyclage (9A, 12), caractérisé en ce que le séparateur (7) relié à la partie (G) du broyeur assurant la plus grande finesse de broyage comporte un conduit (8) d'évacuation des grains les plus grossiers vers le con- duit (15) d'alimentation de la partie (D) du broyeur assurant une fi- nesse de broyage moindre. 3/ Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie du broyeur destinée à produire le matériau pulvérisé de degré de finesse le plus élevé est reliée à une source d'air chaud sous une pression plus élevé que celle de la source d'air alimentant la partie du broyeur destinée à produire le matériau pulvérisé de degré de finesse moindre.