Brevet FR2610541A1 — publié le 19880812

PROCEDE POUR MOUDRE DE LA TOURBE GEOLOGIQUEMENT RECENTE, DU LIGNITE, DU CHARBON BRUN MOU, DES CHARBONS ENERGETIQUES ET POUR PREPARER LEURS POUDRES EN VUE DU CHAUFFAGE La présente invention se rapporte à un procédé pour moudre de la tourbe géologiquement récente, du lignite, des charbons énergétiques ainsi que pour préparer, en vue du chauffage, leurs poudres combustibles. Il est connu que la puissance des chaudières à griile de chauffage est considérablement limitée par la grandeur de la surface possible de grille, même avec des charbons de la meilleure qualité. Récemment, avec des chaudières d'une puissance de vapo- risation au-dessus de 30 à 50 t/h, on employait de la tourbe fraîche, des charbons bruns mous et des charbons bruns énergé- tiques qui, toutefois, ne pouvaient pas du tout brûler sur grille ou seulement au prix d'une grande perte d'énergie. Si l'on compare le mode de combustion précité et le chauffage à la poudre de charbon, il apparaît clairement univoque qu'avec ce dernier type de chauffage, l'augmentation de puissance est liée à l'augmentation du volume de combus- tion. Un autre avantage du chauffage à la poudre de charbon réside dans le fait que ni la granulomlétrie du charbon brut, ni sa teneur en poussières ne sont significatives, le chauf- fage étant peu sensible à la teneur en cendres du charbon. Le combustible finement moulu offre une très grande surface de réaction; alors, le combustible ainsi préparé peut brûler plus à fond et avec un excédent d'air plus faible que sur grille, s'il est maintenu à l'état de poudre volante. Depuis l'introduction du chauffage au charbon en poudre, on a employé différentes solutions de moutures du charbon, parmi lesquelles les installations de moutures à plus faible vitesse et à production lente, telles que les moulins à billes ou à rouleaux représentent le type le plus connu. Des moulins à marteaux et à ventilateurs sont également employés, ces derniers travaillant à grande vitesse. Dans les installations citées en premier, on moud des charbons durs pauvres en gaz, tandis que les dernières citées servent à moudre de jeunes lignites récentes exigeant un séchage intensif, des charbons bruns mous et des charbons énergétiques. Pour moudre de la tourbe fraîche, du lignite, des char- bons bruns mous, un des charbons énergétiques, on a coutume d'employer des installations de moutures travaillant à la vitesse de 30 à 90 m/s et à l'intérieur desquelles le combus- tible est divisé sous l'effet de force de percussion. La partie rotative du moulin assure l'action de ventilation requise pour transporter le mélange de gaz résiduaires et d'air nécessaires au séchage de combustibles et qui suffit à injecter le charbon en poudre à la vitesse nécessaire à côté du fait de vaincre sur la résistance à l'écoulement offerte par le dépoussiéreur pneumatique et le brûleur. Le courant gazeux à l'intérieur de l'espace de mouture est, par suite du contact entre les grains de combustible et les gaz chauds, si intense que le taux élevé d'humidité de 30 à 80% pendant l'opération de mouture est abaissé en donnant intentionnellement au moulin une vitesse circonférentielle de 30 à 90 m/s. La caractéristique essentielle du procédé communément employée pour moudre du lignite géologiquement jeune, de la tourbe, du charbon brun mou et pour préparer le charbon en poudre au chauffage est la suivante: du charbon brut et des gaz chauds sont introduits dans la partie rotative d'un moulin à ventilateur o on laisse le charbon circuler jusqu'à l'obtention du degré de finesse voulu, après quoi le produit moulu va dans un séparateur normal ou pneumatique. De là, le produit finement moulu et le gaz porteur sont dirigés immédiatement vers le lieu d'emploi, 261054 1 le brûleur, tandis que la fraction grossière du produit moulu, le charbon menu, est renvoyé dans la partie rotative du moulin à ventilateur pour un broyage fin. Le procédé précité ne peut assurer que la finesse de mouture et la température de séchage puissent être obtenues par un seul passage sous pression d'air dans le moulin à ventilateur; c'est pourquoi on fait circuler le courant total sous une pression importante ou bien l'on renvoie à la partie rotative du moulin à ventilateur la fraction grossière ex- traite du séparateur ou dépoussiéreur pneumatique pour une seconde pulvérisation. Comme conséquence, le courant de gaz et de charbon s'écoulant à travers la partie rotative du moulin à ventilateur est sensiblement plus importante que le courant de gaz et de charbon pulvérisé menés au lieu d'utilisation. L'inconvénient-des procédés précités résident dans le besoin élevé d'énergie spécifique de pulvérisation et dans le haut degré d'usure par frottement, l'usure continue de grandes quantités d'acier nuisant à l'efficacité et à l'économie de l'exploitation. A côté des coûts élevés d'énergie et de matériel, il faut encore citer un autre inconvénient qui se manifeste dans les coûts en temps de travail et en salaire du personnel qualifié chargé de l'entretien et du renouvellement des mou- lins à charbon. Comme autre inconvénient encore, il y a le fait, alors que les installations de pulvérisation traditionnelles n'at- teignent pas la puissance de mouture nécessaire avec le lig- nite jeune et le charbon brun géologiquement plus jeune d'une capacité calorifique plus basse, au cas o la capacité calo- rifique du charbon diminue, la teneur en cendres et/ou en humidité s'accroit, ce qui diminue de nouveau la production dc vapeur. L'invention a pour but de pallier les inconvénients précités. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention repose sur le fait connu que la majeure partie de l'énergie spéci- fique dans les procédés connus est requise par le travail de la mouture fine dans le moulin à ventilateur. Si dornc, la mouture grossière ne retourne pas dans la partie rotative en vue d'une seconde pulvérisation, le moulin à ventilateur ne sert qu'au pré-concassage du combustible. Au sens de l'inven- tion, le mouture fine du combustible est entreprise dans un moulin à cylindre réalisé conformément au problème posé; de cette manière, d'une façon totalement nouvelle au sens de l'invention, au lieu du travail de percussion lié à un grand niveau d'énergie et d'usure, une partie du combustible est moulu dans un moulin à cylindre, là o l'opération de mouture va de soi sous l'effet de la pression exercée sur une grande surface et des efforts de cisaillement avec une consommation d'énergie sensiblement inférieure; en même temps, la longévité des organes exposés jusque là à l'usure est largement allon- gée. De cette manière, le procédé selon l'invention permet de réduire la haute consommation spécifique d'acier pour le chauffage au charbon en poudre. Le transport interne de gaz et de matériau du moulin à ventilateur de l'état de la technique est diminué, ce qui accroît notablement les puissances dispo- nibles pour la mouture, le séchage et le transport. Le plus grand avantage du procédé de l'invention réside dans le fait qu'il peut être intégré à des moulins déjà en service dont la puissance est alors sensiblement accrue. L'invention se rapporte à un procédé pour moudre et sécher de la tourbe géologiquement récente, du lignite, des charbons bruns mous, des charbons bruns énergétiques, ainsi que pour préparer le chauffage à la poudre de charbon, procédé selon lequel le combustible brut et le gaz porteur et de séchage sont menés à grande vitesse dans un moulin à ventila- teur. La nouveauté du procédé selon l'invention réside dans le fait que, alors que le combustible est pré-concassé et séché dans le moulin à ventilateur, la fraction grossière sortie du séparateur, par exemple le dépoussiéreur pneumatique, est finement moulin dans un moulue à cylindres, après quoi le produit moulu est renvoyé au séparateur, par exemple le dé- poussiéreur pneumatique; de ce dernier, le produit finement moulu déjà propre au chauffage est mené par le moulin à venti- lateur au lieu d'utilisation, c'est-à-dire au brûleur. La vitesse circonférentielle des cylindres du moulin est réglée entre 2 et 20 m/s. Les paires de cylindres de broyeur du moulin à cylindres sont actionnées à vitesses égales ou différentes. Les gaz résiduaires chauds passant par un canal paral- lèle au moulin à cylindres assure le séchage du produit moulu après le moulin à cylindres. Par rapport aux solutions connues, le procédé selon l'invention présente les avantages importants suivants: - le besoin spécifique en énergie pour le broyage du combustible peut être considérablement abaissé; - comparée aux procédés connus, l'installation de broyage s'use moins pendant l'opération de broyage, ce qui diminue le besoin spécifique d'acier dans le cas du chauffage au charbon pulvérisé; - l'utilisation en commun du moulin à ventilateur et du moulin à cylindres réduit notablement le transport de gaz et de produits du procédé, ce qui accroît nettement les puissances de broyage, de séchage et de transport; - un autre avantage du procédé selon l'invention réside dans le fait de sa mise en oeuvre aisée dans les moulins déjà en activité, ce qui accroit notablement leurs puissances. On considère comme avantageux l'adjonction d'un canal parallèle au moins à cylindres, permettant aux produits moulus sortant dudit moulin d'être séchés avec la meilleure effica- cité par les gaz résiduaires chauds s'écoulant alors sans résistance. Ciaprès, va suivre un exposé à titre d'exemple du procédé selon l'invention: du lignite jeune géologiquement, de la tourbe ou du charbon brun mou sont moulus en continu en une poudre destinée-au chauffage. Ie combustible est introduit en continu dans la partie rotative du moulin à ventilateur; on introduit en même temps le gaz chaud de séchage. On amène le produit moulu sortant du moulin à ventilateur dans le séparateur (dépoussié- reur pneumatique) réalisé dans le but, le produit finement moulu avec le qaz de séchage, comme gaz porteur, étant immé- diatement conduit au lieu d'utilisation, c'est-à-dire au brleur. Le produit finement moulu, le charbon menu, circulant précédemment mais maintenant déjà trié dans le séparateur (le dépoussiéreur pneumatique) est finement pulvérisé dans le moulin à cylindres. Le produit finement moulu retourne dans la partie rotative du moulin à ventilateur o cette fraction fine est mélangée avec le combustible brut dosé en continu. Le nombre de tours des cylindres du moulin à cylindres peut être réglé à des valeurs identiques ou différentes. La vitesse périphérique des cylindres du moulin est de 2 à 20 m/s. En intercalant un canal entourant le moulin à cylindres, qui transporte le gaz chaud de séchage, on peut assurer un séchage encore plus efficace du produit moulu après le moulin à cylindres. Le moulin à cylindres broye la fraction grossière non par percussion, mais en exerçant une pression superficielle élevée et une action de cisaillage, de cette manière les petits morceaux de charbon sont facilement divisés par pres- sage sous haute pression entre les cylindres et respectivement entre eux. L'usure des cylindres de broyage est médiocre. Une exécution conforme au but à atteindre permet d'obte- nir des cylindres à entailles longitudinales en une matière de base de haute dureté superficielle, au moins 500 HB. Du fait qu'un cylindre seulement est monté sur axe fixe, l'autre cylindre monté sur axe mobile peut s'éloigner du cylindre d'axe fixe à l'encontre de la force d'un ressort ou d'une force hydraulique, pour le cas d'une chute de pierres ou d'un morceau d'acier entre les cylindres; les cylindres alors s'écartent et le morceau dur tombe entre les cylindres qui ne subissent, de ce fait, aucun dommage. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans' que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour moudre et sécher de la tourbe géologi- quement récente, du lignite, du lignite mou et énergétique, ainsi que pour préparer leurs poussières combustibles en vue du chauffage, procédé selon lequel les matériaux combustibles bruts et le gaz porteur et de séchage sont dirigés dans un moulin à ventilateur travaillant à grande vitesse, caractérisé en ce que dans le moulin à ventilateur le combustible est pré-concassé et séché, la fraction grossière (le charbon menu) est conduite du séparateur (par exemple un dépoussiéreur pneumatique) à un broyeur à cylindres et là finement moulu, après quoi le produit moulu sortant du broyeur à cylindres est renvoyé dans le séparateur (dépoussiéreur pneumatique) et le produit finement moulu, approprié au chauffage, est mené par le moulin à ventilateur vers le lieu d'application, c'est à dire le brûleur. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres broyeurs du moulin à cylindres sont entraî- nés à des vitesses identiques ou différentes. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce la vitesse circonférentielle des cylindres broyeurs du moulin à cylindres est comprise entre 2 et 20 m/s. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fait passer les gaz résiduaires chauds par un canal parallèle au moulin à cylindres, favori- sant ainsi la poursuite du séchage du produit moulu après le moulin à cylindres.