Brevet FR2646896A2 — publié le 19901116

FR 2646896 A2 19901116 FR 8906231 A 19890512 La présente invention a pour objet une installation pour la fabrication du ciment par voie s@che selon le brevet principal, comprenant un échangeur de chaleur a cyclones qui comporte plusieurs étagez, un four de précalcination où les matières premières sont traitées er suspension dans un courant de gaz, un cyclone raccordé a la sortie dudit four et où les matières sont séparées des fumées, un four de clinkérisation et un refroidisseur de clinker, et dans laquelle la conduite reliant le four de clinkérisation au dernier étage de l'échangeur de chaleur comporte une portion élargie constituant un réacteur, la sortie des matières du cyclone associé au four de précalcination est reliée b la partie inférieure dudit réacteur, la sortie des matières de l'avant-dernier étage de l'echangeur est reliée au four de précalcination et a la partie supérieure dudit réacteur, et la sortie des matières du dernier étage de l'échangeur est reliée a l'entrée du four de clinkérisation. Cette disposition permet d'améliorer la calcination des matières premières et d'augmenter le rendement thermique, notamment en permettant de réaliser une combustion complète du combustible injecté dans le four de précalcination lorsque celui-ci se caractérise par un rapport carbone fixe/matieres volatiles élevé. La présente invention a pour but d'augmenter le tau, de decarbonatation des matières introduites dans le four de clink@risation ce qui permet en particulier, de réduire la longueur du four et, par conséquent, le cOat de l'installation. L'installation objet de la présente invention est caractérisée en ce que ledit réacteur comporte des moyens pour l'introduction d'un combustible d'appoint dans sa partie inférieure, de préférence au-dessus de l'entrée des matière provenant du cyclone associé au four de précalcination. L'air nécessaire à la combustion de ce combustible d'appoint pourra etre fourni au réacteur soit par une dérivation du conduit amenant l'air du refroidisseur de clinker au four de précalcination, scit à travers le four. Les calories fournies par cette combustion servent n compléter la décarbonatation de la fraction des matières provenant de 1 'avant-dernier étage de l'échangeur. La position relative du point d'injection du combustible et de l'entrée de cette fraction des matières dans le réacteur sera choisie pour réaliser une décarbonatation optimale tout en évitant la formation de points chauds. Les caractéristiques de l'invention apparaitront å la lecture de la description qui suit et se réfère au dessin l'accompagnant qui est le schéma d'une installation réalisée conformément à l'invention. Cette installation est constituée par un échangeur a cyclones, un four de précalcination 12 auquel est associé un cyclone 14, un four de clinkérisation 16 et un refroidisseur de clinker, non représenté. L'échangeur comporte cinq étages, chaque étage, a 1 'exception du dernier, comprenant deux cyclones. Les cyclones 1, 2, , 4 et 5 forment un premier groupe associé au four de clinkérisation 16 et les cyclones 1', 2', 3' et 4' constituent un second groupe associé au four de précalcination 12. La numérotation des cyclones et des étages correspond au sens de circulation des matières qui sont introduites en R et A' dans les conduites reliant les cyclones 1, 2 et 1', 2' respectivement. L'entrée du cyclone 5 est reliée au capot de fumées 15 du four 16 par une conduite 17 comportant une portion élargie constituant un réacteur 20 et une portion supérieure en col de cygne, et la sortie des gaz de chacun des cyclones 2 à 5 est reliée a l'entrée du cyclone placé au-dessus par des conduites 22, 24, 26 et 28 de sorte que les fumées du four 16 passent successivement dans les cyclones 5, 4, 3, 2 et 1 et sont finalement rejetées a l'atmosphère. L'entrée du cyclone 14 est reliée à la sortie du four de précalcination 12 et la sortie des gaz de chacun des cyclones 2' a 4' et 14 est reliée å l'entrée-du cyclone placé audessus par des conduites 22' 24', 26' et 28', de sorte que les fumées du four 12 passent successivement dans les cyclones 14, 4', ', 2' et 1' et sont finalement rejetées a 1 'atmosphère. Des conduits SD, .32 et 34 pour l'évacuation des matières préchauffées sont raccordés à la pointe des cyclones 1, 2 et et débouchent dans les conduites 26, 24 et 22, respectivement. Les matières sortant du cyclone 4 sont introduites, au moyen d'un conduit 36, soit dans la partie supérieure du réacteur 20, soit dans la portion de la conduite 17 située juste au-dessus du réacteur. Un conduit 42 raccordé à la pointe du cyclone 5 débouche dans le four 16. Des conduits 0', 32' et 34' pour l'évacuation des matières préchauffées sont raccordés a la pointe des cyclones 1 ' et ' et débouchent dans les conduites 26', 24' et 22', respectivement. Les matières sortant du cyclone 4' sont amenées au four 12 par un conduit 36'. Les matières collectées a la pointe du cyclone 14 sont introduites par un conduit 50, soit directement dans la partie inférieure du réacteur 20, soit dans la portion de la conduite 17 située entre le capot de fumées 15 et le réacteur 20. Le four de précalcination 12 est d'un type connu; il peut être constitué par une chambre de révolution, à axe vertical, dont la partie supérieure est cylindrique et la partie inférieure tronconique. Il comporte à sa base une volute d'admission d'air 13 reliée au refroidisseur de clinker par une conduite 44, et a son extrémité supérieure une sortie reliée a l'entrée du cyclone 14. Un dispositif d'alimentation 46 permet d'injecter un combustible solide dans la partie inférieure du four 12, en un ou plusieurs points. Le réacteur 20 est conçu, d'une manière générale, comm@ four 12 et comporte, dans sa partie inférieure, un dlspositlf d'alimentation en combustible 48 et une entrée d'air reli@@ à la conduite 44 par une conduite 52. Les matières premières introduites en A, sous forme d farine, dans la conduite 28, passent successivement dan les cyclones 1, 2, Z et 4, puis sont introduites dans le réacteur 20. Les matières premières introduites en A' dans la conduit 28', passent successivement dans les cyclones l', 2', 3' et 4', puis sont introduites dans le four 12 où elles sont partiellement calcinées.Les calories nécessaires et cette réaction sont fournies par la combustion d'un combustitle difficile à brler, par eemple a faible teneur en matieres volatiles, introduit dans le four au moyen du dispositif 46.6 la sortie du four 12, leE matières solides sont séparées de fumées dans le cyclone 14 pour être introduites dans le réacteur 20 où elles sont mises en suspension dans les fumées venant du four 16. Ces matières contiennent encore des particules de combustible qui brûlent dans le réacteur 20 avec le combustible injecté par le dispositif 48. L'air de combustion est fourni par la conduite 525 en variante, une partie ou la totalité de l'oxygène nécessaire a la combustion peut être amenée à travers le four 16. Cette combustion est favorisée par la haute température des fumées du four 16 et le tau élevé de décarbonatation des matières provenant d four 12. La chaleur dégagée par cette combustion est utilisée en partie pour compléter la calcination des matières précalcinées dans le four 12 et en partie pour calciner le matières provenant du cyclone 4. Les matières calcinées entrai nées par les fumées s'échappant à la partie supérieure du réacteur 20 sont séparées dans le cyclone 5 pour être introduites dans le four 16. La répartition du combustible entre le four 12, le four 16 et le réacteur 20 pourra être choisie pour que la totalitÉ des matières premières soit pratiquement totalement calcinée avant d'entrer dans le four 16. L'installation décrite ci-dessus, qui est conçue pour l'utilisation de combustible difficile à biler pourra etre prévue pour fonctionner avec des combustibles de meilleure oualité. Four cela, il suffira de prévoir des dErivation=, représentées en tirets sur de dessin, permettant de diriger les matières premières sortant du cyclone 14 vers le four 16 et d'introduire les matières sortant du cyclone 4 a un niveau inférieur dans le réacteur 20. Bien que l'invention ait été décrite en application à une installation comportant deux colonnes de cyclones, il est bien évident qu'elle s'applique aussi aux installations décrites dans le brevet principal où l'échangeur ne comporte qu'une colonne de cyclones et la sortie des ga du cyclone associé au four de précalcination est reliée à l'échangeur en aval, en considérant le sens de circulation des gaz, du dernier cyclone. REVENDICATIONS 1. Installation pour la fabrication du ciment par voie sèche, selon la revendication I du brevet principal, caractérisée en ce que ledit réacteur (20) comporte dans sa partie inférieure des moyens (48) pour l'introduction d'un combustible d'appoint. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens (48) pour l'introduction d'un combustible d'appoint sont placés au-dessus de l'entrée des matières provenant du cyclone (14) associé au four de précalcination (12). Installation selon la revendication l ou 2, caractérisée en ce que dans ledit échangeur, chaque étage, à l'exception du dernier, comporte deux cyclones, en ce que 1 'un des cyclones (1 à 4 > de chaque étage est traversé par les fumées du four de clinkérisation (16) et l'autre (1' à 4') par les fumées du four de précalcination (12), le dernier étage ne comportant qu'un seul cyclone qui est traversé par les fumées du four de clinkérisation, et en ce que, dans l'avant dernier étage, la sortie des matières du cyclone (4) traversé par les fumées du four de clinkérisation est reliée à la partie supérieure dudit réacteur (20) et la sortie des matières du cyclone (4') traversé par les fumées du four de précalcination est reliée audit four (12). 4. Installation selon la revendication 1 ou y caractérisée en ce que dans ledit échangeur chaque étage comporte un seul cyclone tos les cyclones étant placés en série et traversés par les fumées du four de clinkérisation, et en ce que la sortie des gaz du cyclone associé au four de précalcination est reliée à l'échangeur, en aval, en consijérant le sens de circulation des gaz, du dernier cyclone.