Brevet FR2602323A1 — publié le 19880205

La présente invention concerne un procédé de préchauffage, dans un four de cuisson, de produits carbones, tels qu'électrodes, ainsi qu'une installation propre à la réalisation de ce procédé. Les fours auxquels s'applique l'invention, généralement du type à sole mobile, assurent le chauffage d'une charge de produits carbonés, tels qu'électrodes en carbone jusqu'à une température de 800 à 900 C, grâce à des brûleurs placés sur les parois du four et dont les fumées sont brassées par des ventilateurs, de façon à provoquer une circulation des fumées dans tous les points du four. Dans le cas des électrodes, la matière carbonée qui les constitue est imprégnée, avant la cuisson, de goudrons qui dégagent des vapeurs lorsque le four est à une température supérieure à 250 C. Ces vapeurs, qui ne doivent pas être rejetées telles quelles dans Wa cheminée, sont brûlées dans un incinérateur placé sur le 15 circuit de fumées du four, ou de plusieurs fours, avec excès d'air, de façon à maintenir une température assez élevée tout en assurant la combustion complète sans imbrûlés. Cette incinération de vapeurs dont la masse totale peut atteindre dix pour cent de la charge, produit une quantité de chaleur importante dont la récupération, par exemple pour le chauffage des charges d'autres fours, présente un intérêt économique certain. Il est connu de récupérer les fumées chaudes sortant de l'incinérateur et de les injecter dans une cellule de préchauffage séparée des fours, ou même directement dans un four. Cette technique présente 25 l'inconvénient de nécessiter la mise en oeuvre de ventilateurs, de vannes et de conduites, capables de supporter la haute température des fumées. Un autre inconvénient réside dans le mélange de fumées d'incinérateur contenant un fort excès d'air, avec les fumées venant d'autres fours et chargées d'imbrûlés, lorsque l'incinérateur est commun 30 à plusieurs fours, et que le préchauffage est effectué dans le four, sans l'aide d'une cellule extérieure séparée. L'invention concerne un procédé qui permet une récupération de la chaleur produite par l'incinérateur, sous une forme moins onéreuse et d'une utilisation plus souple. - 2 Le procédé suivant l'invention consiste essentiellement à associer à l'incinérateur un échangeur de chaleur, afin d'obtenir, dans des conditions optimales d'économie et de souplesse, de l'air chaud qui est utilisé pour le préchauffage des produits. Le procédé suivant l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre au moyen d'une installation faisant également partie de l'invention et dont on a décrit ci-après, en référence à la figure unique du dessin annexé, une forme de réalisation, donnée uniquement à titre d'exemple. L'installation comprend un incinérateur 1 associé à plusieurs fours à sole mobile 2 et relié à chacun d'entre eux par un conduit de fumées 3. Sur chaque conduit 3, entre le four 2 et l'incinérateur 1, est placée une vanne 4 précédée d'une cheminée 5 pouvant être fermée dans sa partie supérieure par un clapet 6, par l'action d'un mécanisme usuel 13. 15 A la sortie de fumées de l'incinérateur est placé, conformément à l'invention, un échangeur de chaleur 7 alimenté en air froid par un ventilateur 8. L'air chaud sortant de l'échangeur 7 peut être envoyé dans un four dont la charge est en début de chauffage, grâce à une conduite 9 20 d'air chaud, munie d'une vanne 10, à travers un ou plusieurs orifices d'injection 11. Pendant toute la durée de préchauffage du four au moyen de l'air chaud, les brûleurs du four sont éteints et les ventilateurs de brassage tournent à leur vitesse maximale de façon à favoriser le trans25 fert de chaleur par convection entre l'air chaud et la charge. En même temps, la vanne 4 est fermée isolant ainsi le four du circuit normal de fumées, et le clapet 6 de la cheminée 5 est maintenu ouvert pour laisser échapper l'air chaud sortant du four. La température de l'air sortant de l'échangeur 7 est main30 tenue aux environs de 450 C par le moyen d'une régulation du débit d'air chaud. Cette régulation est effectuée par un dispositif classique, non représenté, lequel commande le débit des vannes 10, ou, si besoin est, l'ouverture d'un débit de fuite vers l'atmosphère par une conduite 14 piquée sur la conduite 9 et au travers d'une vanne régulatrice 12. 35 La charge est ainsi préchauffée jusqu'à une température de 200 à 250 C, à partir de laquelle les vapeurs d'hydrocarbure com- - 3 mencent à apparattre. Le préchauffage est alors arrêté par fermeture de la vanne 10. Eventuellement, suivant la nature de la charge et de son imprégnation, une purge de l'atmosphère du four par uneinjection d'un fluide neutre, comme de l'azote, peut être effectuée au moyen d'un dispositif d'injection non représenté. Le clapet 6 est ensuite fermé et la vanne 4 ouverte, puis les brûleurs du four sont allumés. Suivant une variante, l'installation comporte une cellule de préchauffage indépendante du four qui peut être utilisée pour préchauffer des produits dont les caractéristiques géométriques sont telles que le transfert de chaleur par convection, réalisable dans le four, serait insuffisant pour obtenir une durée de préchauffage convenable. Dans ce cas, les produits froids sont chargés dans une cellule, semblable au four 2, mais sans brûleur et munie uniquement des arrivées d'air chaud provenant de l'échangeur couplé à l'incinérateur. La cellule est équipée de ventilateurs 15 de brassage puissants, dont le fonctionnement, limité à la température de l'air chaud, autorise des performances aérodynamiques plus élevées que celles des ventilateurs du four qui doivent pouvoir fonctionner aux températures maximales obtenues dans le four (environ 8000C). A la fin du préchauffage, la charge est transférée dans un four et subit le processus habituel de chauffage. Ce transfert est réalisé de façon simple car la charge est disposée sur une sole mobile qui peut indifféremment s'encastrer dans la cellule de préchauffage ou dans un four. Le récupérateur fonctionne même lorsqu'il n'y a pas de dégagement de matière volatile et que les fumées sortant du four sont chaudes. - 4 REVENDICATIONS 1. Procédé pour le préchauffage de produits carbonés, tels notamment qu'électrodes, dans un ou plusieurs fours de cuisson, associés à un incinérateur permettant de brûler les matières volatiles qui se dégagent des fours pendant le chauffage, une partie de la chaleur dégagée par la combustion de ces matières volatiles étant récupérée pour assurer le préchauffage des produits carbonés jusqu'à une certaine température, caractérisé en ce qu'il consiste à associer à l'incinérateur un échangeur de chaleur afin d'obtenir de l'air chaud qui est envoyé dans le ou les fours en vue du préchauffage des produits. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air chaud provenant de l'échangeur de chaleur est envoyé dans une cellule de préchauffage, indépendante du ou des fours de cuisson et dans laquelle est placée une charge froide, charge qui, lorsqu'elle a atteint la température de préchauffage, c'est-à-dire une température inférieure 15 à 250 C, est transférée dans un four de chauffage par déplacement de la sole mobile dont est munie la cellule. 3. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comportant une pluralité de fours de cuisson (2) reliés à un incinérateur (1), caractérisée en ce que l'incinérateur est associé 20 à un échangeur de chaleur (7), l'air chaud provenant de l'échangeur de chaleur étant renvoyé dans les fours en cours de préchauffage par le moyen d'une canalisation (9) propre à chaque four et comportant des moyens (10) de contrôle de débit. 4. Installation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les conduits de fumées (3) qui relient chaque four à l'incinérateur (1) sont munis chacun d'une cheminée (5) propre à chaque four et d'une vanne (12) située en aval de la cheminée (14) permettant de fermer le conduit de fumées (3) allant vers l'incinérateur. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications 30 3 et 4, caractérisée en ce que la cheminée (5) propre à chaque four est munie d'un clapet (6) de fermeture permettant sa mise hors service, lorsque le four est alimenté par des moyens de chauffage usuels.