Brevet FR2632629A1 — publié le 19891215

La présente invention concerne un procédé pour refroidir. par de l'air ou un autre gaz, un clinker de ciment chaud, de la chaux et analogue, brûlé ou aggloméré par un dispositif de brûlage de ciment, tel qu'un four rotatif, ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Habituellement, un clinker de ciment aggloméré par un appareil de brûlage de ciment, tel qu'un four rotatif, est refroidi par de l'air ou un autre gaz stécoulant vers le haut du dessous d'une grille à travers une couche de clinker formée à partir du clinker tombant sur un appareil de refroidissement du type à grille dans des conditions de température élevée d'environ 13000C.En ce qui concerne l'économie d'énergie, il est souhaftable de récupérer autant de chaleur retenue dans le clinker chaud tombé sur l'appareil- de refroidissement -que possible et d'ob'er.ir un gaz d'échappement à température aussi élevée que possible, car il existe de fréquents cas dans lesquels une partie du gaz d'échappement d'un tel appareil de refroidissement est- utilisée dans l'appareil de brûlage comme air secondaire. Ainsi, la couche de clinker formée dans l'appareil de refroidissement doit être une couche distribuée et d'épaisseur uniforme. Cependant, comme la distribution des particules de clinker va de particules plus fines que 1 rnm à de gros morceaux de plus de 100 mm, et que le clinker est évacué de la partie limitée du four rotatif et empilé sur la grille pour former un monticule, l'épaisseur et la taille des particules de la couche de clinker sont non uniformes et la taille des particules, la température et la qùantité de clinker provenant du four rotatif varient quelquefois.Ainsi, pour les raisons indiquées ci-dessus, la résistance à l'air de refroidissement est différente selon ie moment ou la position, ce qui provoque un refroidissement non uniforme entralnant une diminution de la température du gaz d'échappement et un phénomène qui se traduit par l'augmentation de la température du clinker à la sortie de l'appareil de refroidissement.De plus, l!épaisseur de la couche de clinker aux deux extrémités de celle-ci à angle droit par rapport à la direction de déplacement de la couche de clinker, c'est-à-dire l'épaisseur de la couche de clinker aux deux extrémités de celle-ci dans le sens de la largeur de l'appareil de refroidissement est plus petite que l'épaisseur de sa partie centrale, et des particules fines sont condensées pour provoquer le mélange vers le haut et vers le bas de la couche de clinker fluidisée par l'air de refroidissement, de sorte que des inconvénients tels que la diminution de la température du gaz d'échappement résultant de la diminution de la température de la partie supérieure de la couche de clinker sont entrainés. L'appareil fonctionne généralement de sorte que l'épaisseur de la couche de clinker est comprise entre environ 300 et 700 m, bien qu'il scit souhaitable que l'épaisseur de couche soit comprise entre 1000 et 2000 mm du point de uué de la récupération de chaleur. Cependant, dans cette hypothèse, des problèmes se posent tels qu'un retard dans le refroidissement de la partie supérieure de la couche de clinker provoquant l'agglomération entre les particules de clinker, et rendant difficile le déplacement de la couche de clinker dans la direction longitudinale, et, ainsi, il est nécessaire que l'appareil fonctionne avec une épaisseur de couche de clinker d'environ 300 à 700 mm. En conséquence, c'est un objet de l'invention, de façon à résoudre les problèmes de résistance à l'écoulement de l'air irrégulière dans la couche de clinker-et d'agglomération sur une couche épaisse de clinker dans l'art antérieur, de fournir un procédé et un appareil pour refroidir le clinker en mélangeant le clinker dans des conditions de fluidisation dans une zone de fluidisation pour simultanément melanger et refroidir le clinker disposée avant un appareil de refroidissement du type à grille pour refroidir le clinker aggloméré dans un four, et, ensuite, refroidir le clinker dans l'appareil de refroidissement du type à grille subséquent. Conformément à la présente invention, le procédé pour refroidir un clinker est remarquable en ce que le clinker brûlé dans un four est fluidisé et mélangé dans une zone de fluidisation et de refroidissement et, ensuite, évacué dans une zone de refroidissement à grille subséquente, et refroidi. De plus, conformément à la présente invention, l'appareil pour refroidir un clinker est remaquable en ce que la zone de fluidisation et ae refroidissement est prévue avant liappare~l de refroidissement du type à grille pour refroidir le clinker aggloméré dans le four. Les figures du dessin annexe feront bien comprendre comment l'invenvion peut être réalisée. Sur ces-figures, des références identiques désignent des éiéments semblables. La figure 1 est une vue schématique explicative en coupe transversale d'un appareil pour refroidir un clinker pour la mise en oeuvre du procédé pour refroidir un clinker selon la présente invention. La figure 2 est une vue en plan de celui-ci. La figure 3 est une vue en plan partielle d'un autre exemple de réalisation. La figure 4 est une vue partielle en coupe d'encore un autre exemple-de réalisation. La figure 5 est une vue en coupe schématique d'encore un autre exemple de réalisation. Sur les figures 1 et 2, est montré un premier exemple de réalisation d'un appareil pour refroidir un clinker pour la mise en oeuvre du procédé de refroidissement d'un clinker de la présente invention, dans lequel un appareil pour refroidir un clinker 10 est prévu en liaison avec la sortie de clinker d'un appareil de brûlage de ciment, tel qu'un four rotatif 11, muni d'un brûleur 12, la partie essentielle de la présente invention, une zone A de fluidisation et de refroidissement étant formée à la sortie du four rotatif 11 et une zone de refroidissement à grille B étant formée après cette zone A.Dans la zone A de l'appareil de refroi- dissement de clinker 10, une plaque stationnaire 14 communique avec une pluralité de chanvres de refroidissemenv 16 formées sous la plaque 14 reliées respectivement à un ventilateur haute pression 1 & pour fournir de l'air de refroidissement à travers un conduit 17 présentant une soupape pour régler le débit d'air Dars la zone de refrci dissement à grolle B adjacente à la zone A de l'appareil 10, on prévoit une grille 15 aisée d'un mouvement de va-et-vient pour refroidir la couche épaisse de clinker, une pluralité de chambres de refroidissement 21 étant prévues sous la grille 15 pour fournir de l'air de refroidissement par les conduits 20 reliés à un ventilateur basse pression 19. Ainsi, dans la zone E, ie clinker chaud 13 se déplaçant sur la grille 15 animée d'un mouvement de va-et-vient est refroidi par l'air de refroidissement amené dans les chambres de refroidissement 21 sous la grille 15 par le ventilateur basse pression 19, l'air de refroidissement est ainsi chauffé par échange thermique avec le clinker, le gaz d'échappement chaud provenant de la zone A et d'une partie de la section amont de la zone B est utilisé comme air secondaire pour le four et le gaz restant est utilisé, selon sa température, comme air secondaire 23 pour un précalcineur, gaz chaud 24 pour le séchage des matières brutes, séchage du combustible et électrogénération à partir de la chaleur perdue et, enfin, le gaz d'échappement 25 de plus faible valeur thermique est évacué à travers un collecteur de poussières vers l'atmos- phère. Le clinker complètement refroidi est transporté à travers un broyeur 26 pour broyer les plus gros morceaux, vers la suite du procédé par un transporte-ur 27 par exemple. De cette façon, grâce au procédé et à l'appareil pour refroidir un clinker de la présente Invention, le clinker chaud provenant du four rotatif 11 est fluidisé dans la zone de fluidisatlon et de refroidissemer.t A et rapidement méiangé et refroidi par l'air à haute pression provenant de la plaque 14 en meme temps, pour obtenir d'excellents effets de melangeage et de refroidissement du clinker. Egalement, en ce qui concerne la taille des particules du clinker, des variations en quantité ou temperature accom pagnant des modifications des conditions de fluidisatior, celles-cl peuvent etre compensées par réglage du débit de l'air de refroidissement amené dans les chambres de refroidIssement respectives 16 socs la plaque 14 par le ventilateur haute pression 18 via la soupape de réglage de débit dans le conduit 17. Dans cet exemple de réalisation, la zone A est formée par la plaque stationnaire 14 qui est une partie non coulissante, de sorte qu'un joint étanche parfait est possible, ce qui rend possible d'avoir un écoulement uniforme d'air uniquement à partir des parties évidées, la fluidisation pouvant être ainsi améliorée.De cette façon, comme le clinker est suffisamment mélangé dans la zone A, la couche de clinker dans la zone de refroidissement à grille B présente à la fois une taille de particules et une épaisseur uniformes et, ea conséquence, la résistance à l'aspiration est également uniforme.De plus, le clinker est refroidi suffisamment au-dessous de 12000C dans la zone de fluidisation A, de sorte qu'il n'y a pas de risque de former une grande masse de grains de clinker et, ainsi, l'épaisseur de la couche de clinker peut être maintenue dans la zone de refroidissement à grille B, le clinker se déplaçant sur la grille animée d'un mouvement de va-et-vient avec une épaisseur de couche suffisante peut être refroidi de façon appropriée et, en même temps, l'air de refroidissement subissant un échange thermique avec le clinker peut être de préférence utilisé pour récupérer de la chaleur pour l'utiliser comme air secondaire pour le four, air secondaire pour le précalcineur, gaz chaud pour sécher les matières brutes, le eor > bustible, et l'électro- génération à partir de la chaleur perdue. Sur la figure 3, est montré un autre exemple de réalisation d'un appareil pour refroIdIr un clinker de la présente invention, dans lequel une partie de l'air à haute pression est souffiée à partir des parois latérales de la zone de fluidisation et de refroidissement A par les conduits 17' par un ventilateur haute pression 18 sans passer à travers les chambres de refroidissement et, de cette façon, le clinker chaud provenant du four rotatif peut etre fluidisé et refroidi. Sur la figure 4, est montré un autre exemple de réalisation de l'appareil pour refroidir un clinker de la présente invention, dans lequel au moins un orifice d'évacuation d'air 30 ouvert transversalement est prévu dans la plaque 14, soufflant de l'air à travers un conduit 31 à partir d'un ventilateur haute pression 32 pour ainsi encore améliorer les conditions de fluidisation et de mélange du clinker en complétant l'air de refroidissement provenant du conduit 17 en rendant possible de réduire la zone de fluidisation et la quantité d'air de fluidisation. Sur la figure 5, est montré encore un autre exemple de réalisation d'un appareil pour refroidir un clinker de la présente invention, dans lequel la grille est divisée en grilles 15' et 15' et un mécanisme 35 pour retirer-la couche inférieure du clinker refroidi, tel qu'un dispositif à rouleaux, est prévu environ dans la partie intermédiaire en rendant possible de réduire la surface de la grille étagée arrière. On doit noter, cela n'étant pas représenté sur le dessin, que faire vibrer la couche de clinker de la zone de fluidisation A rend possible de réduire la puissance du ventilateur haute pression 18, du fait que la quantité d'air de fluidlsation peut être diminuée en faisant vibrer le clinker. En conséquence, il est possible d'améliorer l'efficacité de la récupération thermique en amél orant àla fois l'échange thermique entre le clinker chaud et l'air de flaicisaFion, moindre du fait de la vibration dans la zone A, e; 'es conditions de mélange par vibration. Maintenant, on décrira ci-après un exemple pratique, utilisant le procédé et l'appareil pour refroidir un clinker de la présente invention comme montré ci-dessus. La longueur d'un appareil de refroidissement du type à grille de 4 x 30 m muni de'un four ayant une capacité de production de 4000 tonnes par jour est établie à 28,5 m et une plaque de fluidisation de 4 mètres de large et de 1,5 m de long est prévue à l'avant. Les conditions améliorées résultant de ce qui est décrit ci-dessus sont indiquées dans le tableau suivant Dans ce cas, l'air pour la fluidisation et le refroidissement varie conformément à la taille des particules, la quantité et la température du clinker provenant du four rotatif, et des conditions de fluidisation préférables sont obtenues à 0,5-5 m/s (vitesse de l'air superficielle).Habituellement, ces conditions sont obtenues à 1-3 m/s, le tableau montrant des données résultant de conditions de 1,5 m/s, la couche de clinker dans la zone B étant épaisse et uniforme de sorte que l'échange thermique est important, la température de l'air secondaire pour le précalcineur est remarquablement augmentée de sorte que, contrairement à l'art antérieur, la quantité de chaleur pour produire le clinker est réduite de 2,5, et la quantité d'électrogénération par récupération de chaleur perdue est augmentée de 106. De plus, la quantité d'air de refroidissement est réduite de 17%, et la quantité d'air évacué à l'atmosphère, non utilisé comme air secondaire, est réduite de 26%.Par ailleurs, bien que l'épaisseur de la couche de clinker augmente, la puissance du ventIlateur n'est pas augmentée à cause de la diminution de la quantité d'aIr de refroidissement. QUANTITE DE GAZ D'ECHAPPEMENT ET TEMPERATURE AVANT ET APPES PERFEOTIONNEMENT Quantité d'air Température (m3 N/Kg-clinker) ( C) LAvant periec- apyres per1'ec- Avant periec- près perîec- tionnemem tionnement tionnement tionnement Air secondai e Four rotatif 0,36 0,36 1010 1040 Air secondaire pour précal cineur 0,44 0,42 760 915 Gaz chaud pour électrogé nération 0,63 0,69 400 400 Gaz d'échap l'atmosphère 0,58 0,20 180 150 Clinker 117 80 TOTAL 2.01 1.67 Comme indiqué ci-dessus, conformément au procédé et à l'appareil pour refroidir un clinker de la présente invention, en prévoyant la zone de fluidisation et de refroidissement pour mettre en oeuvre le mélangeage et le refroidissement en amont de la zone de refroidissement principale dans l'appareil de refroidissement du type à grille, on obtient les effets suivants capacité de fluidiser et mélanger le clinker chaud provenant du four pour rendre la couche de clinker sur la grille uniforme et épaisse, d'augmenter la quantité de chaleur récupérée comme air secondaire et de gaz déchappe- ment pour électrogéneration à partir de la chaleur perdue, de réduire la quantité d'air de refroidissement, d1augmen- ter la durée de vie e de la grolle du fait de ia diminution de la température du clinker directement sur la grille, de réduire la taille de l'appareil derefroidissement lui-meme et d'augmenter la qualité du ciment par le refroidissement rapide du clinker. PEVENDICATIONS 1 - Procédé pour refroidir un clinker, caractérisé en ce qu'il comprend la fluidisation d'un clinker aggloméré dans un four dans une zone de fluidisation et de refroidissement (A) et, ensuite, le refroidissement du clinker en le transférant dans une zone de refroidissement à grille (B) subséquente. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une plaque (1L) de la zone de fluidisation et de refroidissement (A) est stationnaire et est alimentée en air de refroidIssement à partir d'une chambre de refroidissement (16, qui lui est reliée. 3 - Procédé selor. la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie de l'air de refroidissement est amenée à partir des parois latérales de la zone de refroidissement et de fluidisation (A). 4 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie de l'air de refroidissement est amenée à partir de la plaque (14) de la zone de fluidisation et de refroidissement (A). 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche de clinker dans la zone de fluidisation et de refroidissement (A) est soumise à des vibrations. 6 - Appareil pour refroidir un clinker dans un appareil de refroidissement du type à grille pour refroidir un clinker aggloméré dans un four, caractérisé en ce qu'Il comprend une zone de fluidisation et de refroidissement (A) prévue en aval du four (11). 7-- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une plaque stationnaire (14) est prévue dans la zone de fluidisation et de refroidissement (A), ladite plaque (14) communiquant avec une chambre de refroidissement (16) pour y amener de l'air de refroidissement. 8 - Appareil selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un orifice d'évacuation d'air (17') pour amener une partie de l'air de refroidissement est prévu sur une paroi latérale de la zone de fluidisation et de refroidissement (A). 9 - Appareil selon la revendication 6 ou ia revendication 7, caractérisé en ce qu'un orifice d'évacuation d'air (30) pour amener une part le de l'air de refroidIssement est prévu sur la plaque (14) de la zone de fluidisation et de refroidissement (A). 10 - Appareil selon une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que des moyens pour faire vibrer la couche de clinker sont prévus dans la zone de fluidisation et de refroidissement (A).