Brevet FR2676663A1 — publié le 19921127

La présente invention concerne un cyclone "simple boucle" séparateur de particules de poussière contenues dans un gaz. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse. notamment dans le domaine de la fabrication industrielle du ciment, tel que par exemple le clinker de ciment Portland, o elle permet, la réduction au maximum des dégagements de poudre de ciment dans l'enceinte de f abrication. Actuellement, on connaît de l'état de la technique un cyclone conventionnel qui présente une perte de charge de l'ordre de 15 millibars. ce qui nécessite un apport d'énergie important pour transporter le gaz à l'intérieur dudit cyclone et effectuer la séparation particules de pous- sière/gaz. Ainsi le problème technique à résoudre, par l'objet de la présente invention est de proposer un cyclone "simple boucle" séparateur de particules de poussière contenues dans un gaz, qui permettrait notamment de réduire au maximum la perte de charge et par conséquent la consommation d'énergie nécessaire au transport dudit gaz à l'intérieur dudit cyclone sans diminuer pour autant l'efficacité de séparation desdites particules du gaz. La solution au problème posé, consiste, selon l'invention en ce que ledit cyclone comporte un conduit d'entrée inférieur dudit gaz débouchant dans une chambre de séparation en forme de volute présentant un cône collecteur desdites particules collectées à une sortie et un conduit de sortie supérieur dudit gaz propre afin que le gaz contenant lesdites particules et traversant ledit cyclone suive une trajectoire décrivant une simple boucle entre ledit conduit d'entrée et ledit conduit de sortie. Avantageusement, le cyclone "simple boucle" selon l'intention. présente une faible perte de charge résultant d'une diminution de la turbulence interne, ce qui permet une réduction de l'énergie nécessaire à la séparation desdites particules du gaz. Le cyclone "simple boucle" conforme à l'invention présente également des dimensions et un poids plus faibles qu'un cyclone conventionnel, ce qui permet de réduire les coûts de construction, ledit cyclone étant indiqué pour une utilisation en combinaison avec des séparateurs dynamiques dans des équipements de broyage de ciment en circuit fermé, dans le cas d'un équipement industriel confiné dans un espace limité. Des mesures expérimentales montrent que le cyclone "simple boucle" selon l'invention présente une perte de charge de l'ordre de 5 millibars pour une efficacité de collecte de l'ordre de 90 %, ledit cyclone étant également indiqué comme un appareil intermédiaire d'un dispositif de préchauffage dans un équipement industriel de fabrication du ciment par voie sèche. Ainsi, le cyclone "simple boucle" conforme à l'invention vient améliorer nettement la performance du cyclone conventionnel qui présente une perte de charge de 10 millibars Il convient de noter, que le cyclone "simple boucle" selon l'invention présente une perte de charge deux fois plus faible que celle présentée par ledit équipement conventionnel. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitative, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue latérale du squelette structural d'un cyclone "simple boucle" selon l'invention. La figure 2 est une vue postérieure du cyclone de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective du cyclone de la figure 1. Les figures 1, 2 et 3 montrent un mode de réalisation de la structure d'un cyclone "simple boucle" selon l'invention. Comme on peut le voir sur ces trois figures, ledit cyclone comporte un conduit d'entrée 1 du gaz contenant les particules de poussière débouchant dans une chambre de séparation 2 qui est ouverte sur un cône collecteur 3 desdites particules collectées à une sortie 5 et sur un conduit de sortie 4 du gaz propre. La dénomination "simple boucle" du cyclone présenté par les figures 1, 2 et 3, provient du fait que le gaz qui traverse ledit cyclone suit une trajectoire qui décrit une simple boucle ( 360 ) entre le conduit d'entrée 1 et le conduit de sortie 4. Comme on peut le voir également sur les figures 1, 2 et 3 l'ensemble des quatre éléments précités formant ledit cyclone, présente des courbes structurales qui permettent d'éviter les zônes privilégiées de dépôt des particules de poussière qui peuvent s'accumuler et provoquer l'engorgement de la partie supérieure du conduit de sortie 4 du gaz propre. Le cyclone "simple boucle" présenté par les figures 1, 2 et 3 est réalisé en acier et comporte un revêtement intérieur qui varie en fonction de l'utilisation dudit cyclone Pour utiliser ledit cyclone comme un appareil intermédiaire dans un dispositif de préchauffage d'un équipement de fabrication du ciment, le revêtement intérieur est constitué, d'une part, d'une première couche isolante en mortier qui est appliquée directement sur les parois en acier dudit cyclone et d'autre part, d'une deuxième couche en mortier réfractaire qui recouvre la première couche pour venir directement au contact du gaz Ce revêtement intérieur est appliqué sur les parois internes dudit cyclone au moyen d'un projecteur mécanique de mortier. Des mesures de perte de charge ou perte de pression ont été effectuées sur trois cyclones qui font partie d'appareillages de préchauf- fage d'équipements industriels de fabrication du ciment. Le cyclone conventionnel présente une perte de charge de 10 millibars, le cyclone basse pression de type F L SMIDTH permet de diminuer la perte de charge jusqu'à 6 millibars et le cyclone séparateur du type "simple boucle" selon l'invention présente la perte de charge la plus faible avec une perte de 5 millibars De ce fait, le cyclone "simple boucle" selon l'invention, en diminuant la perte de charge permet, dans un équipement industriel de fabrication du ciment de réduire, la puissance des éjecteurs de gaz qui fournissent l'énergie nécessaire pour transporter ledit gaz à travers le cyclone et effectuer la séparation particules/gaz. Il convient de préciser que le cyclone "simple boucle" présenté par les figures 1, 2 et 3 fonctionne à basse pression, il est utilisé pour la séparation des particules de poussière des gaz pour des matériaux pulvérulents et est particulièrement conseillé comme appareil intermédiai- re dans un dispositif de préchauffage d'un équipement industriel de fabrication du ciment par voie sèche. L'efficacité de collecte dudit cyclone a été mesurée et peut atteindre 90 O O Cette efficacité, pouvant être améliorée en ajustant la vitesse des gaz pendant le fonctionnement dudit cyclone, dépend également de la granulométrie des particules de poussière à séparer. On notera que l'efficacité de collecte et la perte de charge d'un cyclone séparateur "simple boucle" selon l'invention sont moins affectées par l'augmentation de la vitesse du gaz que l'efficacité et la perte de charge d'un cyclone conventionnel. REVENDICATIONS 1 Cyclone "simple boucle" séparateur de particules de poussière contenues dans un gaz, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit d'entrée ( 1) inférieur dudit gaz débouchant dans une chambre de séparation ( 2) en forme de volute présentant un cône collecteur ( 3) desdites particules de poussière collectées à une sortie ( 5) et un conduit de sortie ( 4) supérieur dudit gaz propre, afin que le gaz contenant lesdites particules et traversant ledit cyclone suive une? trajectoire décrivant une simple boucle entre ledit conduit d'entrée ( 1) et ledit conduit de sortie ( 2). 2 Cyclone "simple boucle" selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une faible perte de charge résultant d'une diminution de la turbulence interne, ce qui permet une réduction de l'énergie nécessaire à la séparation desdites particules du gaz. 3 Cyclone "simple boucle" selon l'une des revendications 1 ou 2. caractérisé en ce qu'il présente également des dimensions et un poids plus faibles qu'un cyclone conventionnel, ce qui permet de réduire les coûts de construction, ledit cyclone étant indiqué pour une utilisation en combinai- son avec des séparateurs dynamiques dans des équipements de broyage de ciment en circuit fermé, dans le cas d'un équipement industriel confiné dans un espace limité. 4 Cyclone " simple boucle" selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il présente une perte de charge de l'ordre de i millibars pour une efficacité de séparation des particules du gaz de l'ordre de 90 %, ledit cyclone étant également indiqué comme un appareil intermédiaire d'un dispositif de préchauffage dans un équipement industriel de fabrication du ciment par voie sèche. Cyclone "simple boucle" selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente, d'une part, une efficacité de séparation des particules de poussière du gaz qui est moins affectée par une augmentation de la vitesse du gaz que dans un cyclone conventionnel et d'autre part, une perte de charge qui augmente plus faiblement avec 1 ' augmentation de la vitesse du gaz que dans le cyclone conventionnel.