Brevet FR2818658A1 — publié le 20020628

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION DE COMBUSTIBLES ENRICHIS La présente invention concerne un procédé ainsi qu'un dispositif de fabrication de combustibles enrichis destinés à la combustion mise en oeuvre dans différentes industries telles que les cimenteries ou la production de vapeur, ou encore destinés à être incinérées. Les procédés connus de fabrication de combustibles enrichis mettent en oeuvre des broyeurs, tels que les broyeurs pendulaires, alimentés par un unique silo dans lequel se trouvent les différents constituants du combustible. Ces différents constituants sont composés d'un combustible principal (coke de pétrole, charbon, ou autres) auquel on adjoint un ou plusieurs additifs destinés à enrichir le combustible final. De manière connue, l'ensemble de ces constituants est introduit dans un silo unique qui alimente une chambre de broyage dans laquelle les différents éléments sont broyés ensemble. Parfois, les différents constituants sont introduits dans un mélangeur afin d'homogénéiser l'ensemble avant l'introduction dans le broyeur. Cependant, et notamment dans le cas de constituants ayant des granulométries très différentes, ces procédés ne permettent pas d'obtenir une homogénéité satisfaisante. En effet, dans le cas du charbon auquel on ajoute un additif de granulométrie très fine, même un mélange préalable ne peut permettre aux différents constituants de bien s'interpénétrer. Dans un silo d'alimentation, les particules les plus fines risquent de sédimenter par gravité vers le fond du silo, nuisant à la qualité du mélange. En outre, il est très difficile d'obtenir un dosage final précis des différents constituants étant donné les importantes différences de granulométrie qu'ils présentent. Un dosage initial précis n'assure pas forcément un dosage final ayant la précision souhaitée De plus, il est impossible, avec les procédés connus, de faire varier, en cours de broyage, le dosage des différents constituants. En effet, selon les procédés connus, des quantités importantes de mélange à broyer comportant les différents constituants sont préparées puis introduites dans le silo. En conséquence, si le dosage final obtenu n'est pas celui souhaité, il est impossible de faire varier les proportions des composants au cours du broyage afin de rectifier la composition du mélange. Dans ce contexte, la présente invention pallie ces inconvénients en proposant un procédé ainsi qu'un dispositif permettant la réalisation d'un combustible enrichi très homogène, respectant la composition finale souhaitée, ladite composition étant susceptible d'être modifiée au cours du broyage. A cette fin, selon l'invention, le procédé de fabrication d'un combustible enrichi composé de différents constituants dont un combustible principal et au moins un additif, comportant une étape de broyage des différents constituants dans une cuve de broyage d'axe longitudinal X, est caractérisé en ce que le dosage des différents constituants est réalisé séparément lors de l'introduction des différents constituants dans la cuve de broyage. Avantageusement, l'introduction des différents constituants est réalisée en un point unique de la cuve de broyage. Selon la forme de réalisation, l'introduction des différents constituants est réalisée indépendamment et en différents points de la cuve répartis radialement dans un plan perpendiculaire à l'axe X de la cuve de broyage, ou en un point de la cuve de hauteur variable le long de l'axe X de ladite cuve de broyage. De préférence, le dosage des différents constituants est apte à être modifié de manière continue lors du broyage desdits différents constituants. Selon une forme préférée de réalisation, les différents constituants comportent des farines d'origine animale. La présente invention concerne, en outre, un dispositif destiné à la fabrication d'un combustible enrichi composé de différents constituants dont un combustible principal et au moins un additif, comportant des moyens de broyage des différents constituants dans une cuve de broyage d'axe X, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dosage aptes à doser séparément chaque constituant. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de transport aptes à permettre l'introduction des différents constituants en un point unique de la cuve de broyage. De préférence, les moyens de transport permettent l'introduction des différents constituants indépendamment et en différents points de la cuve de broyage répartis radialement dans un plan perpendiculaire à l'axe X de la cuve, ou en un point de la cuve de broyage de hauteur variable le long de l'axe X de ladite cuve de broyage De manière avantageuse, les moyens de transport comportent des moyens de distribution des différents constituants Selon une forme préférée de réalisation, les moyens de dosage comportent des moyens de réglage permettant d'ajuster le dosage des différents constituants au cours du broyage L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, se rapportant à un exemple illustratif mais en aucun cas limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique de dessus d'une forme de réalisation du dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention ; - La figure 2 est une vue schématique partielle de côté d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention ; - Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques de dessus de différentes formes de réalisation du dispositif apte à mettre en oeuvre l'invention. La figure 5 est une représentation schématique du circuit général emprunté par les constituants du mélange. La figure 1 représente une vue schématique de dessus d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention Ledit dispositif comporte un broyeur 1 connu en lui-même, avantageusement un broyeur de type pendulaire, comportant une base 2 destinée à assurer l'amenée d'air dans une chambre ou cuve de broyage 3 sensiblement cylindrique d'axe X. La figure 2 représente schématiquement de côté la disposition relative des différents modules du broyeur 1. La base 2 du broyeur 1 assure une ventilation horizontale en vortex de la chambre de broyage 3 surmontant ladite base 2. L'amenée d'air dans la chambre de broyage 3 par l'intermédiaire de la base 2 permet un mélange efficace des différents constituants introduits dans la chambre de broyage 3, ainsi que leur séchage éventuel. La figure 5 illustre schématiquement l'implantation du broyeur 1 dans le circuit général de type fermé de fabrication du combustible enrichi. Un ventilateur principal 10 alimente en air la base 2 du broyeur 1. Un générateur de gaz chaud (connu en lui-même et non représenté) peut être interposé entre le ventilateur principal 10 et le broyeur 1 afin de sécher, durant le broyage, les différents constituants. Le broyeur pendulaire 1 comporte en outre un carrousel entraînant des pendules de broyage ainsi que des socs de relevage destinés à assurer le brassage ainsi que le broyage des différents constituants dans la chambre de broyage 3 Les pendules de broyage comportent, à leur extrémité libre, un galet exerçant une pression sur un chemin de roulement disposé sur la périphérie intérieure de la cuve de broyage 3, ladite pression étant réglable par l'intermédiaire du réglage de la vitesse de rotation du carrousel. En adaptant la pression des galets contre le chemin de roulement, on module ainsi les caractéristiques du broyage. De manière avantageuse, la chambre de broyage 3 est surmontée d'un sélecteur 20 (ou séparateur) destiné à ne laisser passer que les particules entraînées par le courant d'air ayant atteint la finesse désirée. Les autres particules retombent par gravité dans la chambre de broyage 3 afin de subir un nouveau cycle de broyage. Les grains ayant atteint la finesse désirée sont ensuite entraînés par le circuit pneumatique jusqu'à un cyclone 30 où ils sont séparés de l'air qui les transporte puis recueillis (40). L'air séparé des particules passe à nouveau par le ventilateur principal 10 pour être réinjecté dans le broyeur 1. L'air en excès dans le circuit est envoyé vers un filtre 50 puis rejeté à l'extérieur par un ventilateur d'exhaure 60. En référence à nouveau à la figure 1, le dispositif selon l'invention présente différents systèmes d'alimentation 4,5 et 6, chaque système d'alimentation correspondant à un constituant du combustible enrichi devant être produit. Chaque système d'alimentation 4, 5 et 6 comporte des moyens de dosage 4a, 5a, 6a, associés à des moyens de transport 4b, 5b, 6b Chaque moyen de dosage 4a, 5a, 6a est constitué, de manière connue, d'un doseur associé à des moyens de réglage de la proportion de constituant. Les moyens de transport 4b, 5b, 6b peuvent être, par exemple, constitués d'une vis sans fin, d'un convoyeur à bandes ou tout autre dispositif de transport permettant d'alimenter la cuve de broyage 3 à partir des différents moyens de dosage 4a, 5a, 6a La forme particulière de réalisation de la figure 1 permet, entre autres, la fabrication d'un combustible enrichi constitué de trois composants différents tels que par exemple : - Un combustible principal (charbon, coke), Des farines animales, Des graisses... Ainsi, à chaque constituant du combustible enrichi est associé un système d'alimentation 4, 5, 6, lesdits systèmes d'alimentation 4, 5, 6 étant répartis autour de la cuve de broyage 3, dans un plan radial (transversal à l'axe X longitudinal du broyeur 1). De cette manière, les différents constituants du combustible enrichi sont introduits dans la cuve de broyage 3 afin d'être brassés et broyés ensemble par les différents pendules de broyage. Ce broyage simultané des différents constituants du mélange permet une interpénétration des particules des différents constituants, ainsi une meilleure homogénéité du mélange final obtenu. Cette introduction simultanée des différents constituants dans la cuve de broyage 3 est particulièrement intéressante dans le cas de constituants présentant des granulométries respectives très différentes. Ainsi, le charbon et les farines animales, par exemple, broyées ensemble permettent d'obtenir un combustible final homogène et donc apte à brûler de manière plus efficace et plus complète. I! est entendu que la forme de réalisation du dispositif illustré à la figure 1 ne se limite pas à trois systèmes d'alimentation 4,5, 6, mais prévoit un système d'alimentation pour chacun des constituants entrant dans la composition du mélange final. La figure 2 est une représentation schématique de côté du broyeur 1, équipée d'un système d'alimentation.. Selon la granulométrie du constituant à introduire dans la cuve de broyage 3, il peut se révéler intéressant de faire varier le point d'introduction dudit constituant dans la cuve de broyage 3 à différentes hauteurs le long de l'axe X de celle-ci. Ainsi, le système d'alimentation 4 de la figure 2 est associé à une vanne 7 comportant des moyens de distribution du constituant dosé par les moyens de dosage 4a et transportés par les moyens de transport 4b. Lesdits moyens de distribution comprennent, par exemple, une plaque disposée sur la surface externe de la chambre de broyage 3 et apte à coulisser le long de l'axe X. Ladite chambre de broyage 3 présente, sur sa surface externe, une ouverture orientée dans la direction de l'axe X, ou encore des lumières permettant de laisser passer ou non le constituant à introduire, selon la disposition relative de la plaque sur la surface externe de la cuve 3, Les moyens de distribution permettent ainsi d'introduire le constituant dans la cuve de broyage 3 à la hauteur souhaitée, le long de l'axe X. En effet, comme il a été évoqué précédemment, le transport des grains broyés est assuré par un courant d'air ascendant, de la base jusqu'au séparateur Ainsi, selon leur finesse, les constituants introduits à une hauteur quelconque dans la chambre de broyage 3 seront soit entraînés par le courant d'air vers le séparateur, soit retomberont par gravité dans la cuve de broyage afin d'y être broyés. La figure 3 est une représentation schématique, vu de dessus, d'une variante de réalisation du dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Selon cette forme de réalisation, l'introduction des différents constituants est réalisée en un point unique de la cuve de broyage 3. Les moyens de transport 4b, 5b, 6b des systèmes d'alimentation 4, 5, 6 sont en effet concourants, afin que le mélange entre les différents constituants soit réalisé au niveau desdits moyens de transport 4b, 5b, 6b. A cet effet, les constituants provenant des systèmes d'alimentation 4 et 6 sont amenés jusqu'aux moyens de transport 5b du système d'alimentation 5 amenant le troisième constituant, puis les trois constituants sont introduits ensemble dans le broyeur 1. Un premier mélange est ainsi effectué au niveau des systèmes d'alimentation 4,5 et 6. La figure 4 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention où les différents systèmes d'alimentation 4,5 et 6 convergent en un point unique d'introduction des différents constituants dans le broyeur 1. Le mélange entre les différents constituants est ainsi réalisé au moment de l'introduction dans la cuve de broyage 3. Les moyens de transport 4b, 5b, 6b sont disposés sensiblement selon des droites concourantes vers le point unique d'introduction. les différents constituants du mélange n'ont ainsi pas le temps de sédimenter en plusieurs couches selon leur granulométrie, Quel que soit leur mode d'introduction dans la cuve de broyage 3, les différents constituants du combustible à produire sont broyés ensemble assurant, par l'interpénétration des particules provenant des différents constituants, une grande homogénéité au mélange final. L'hétérogénéité des constituants entrant dans la composition du combustible enrichi, ainsi que leur forte différence de granulométrie entraînent une combustion incomplète du mélange. Le procédé selon l'invention assure la production d'un combustible enrichi, notamment en farine animale, très homogène et ce avant la combustion dudit combustible enrichi. En outre, le réglage de chacun des moyens de dosage 4a, 5a, 6a permet d'ajuster la proportion dans le mélange final de chacun des constituants, et ce à chaque Instant, selon les caractéristiques du combustible final à obtenir. En effet, au cours du broyage, le dosage de chaque constituant peut être affiné de manière à atteindre la précision souhaitée pour la composition finale du combustible. Ainsi, en modifiant de manière continue le dosage des différents constituants et en faisant éventuellement varier le point d'introduction desdits constituants dans le broyeur 1, le procédé ainsi que le dispositif selon l'invention permettent d'obtenir un combustible enrichi d'une grande homogénéité, quelle que so ! t fa granufométrie des constituants entrant dans sa composition. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un combustible enrichi composé de différents constituants dont un combustible principal et au moins un additif, comportant une étape de broyage des différents constituants dans une cuve de broyage (3) d'axe longitudinal X, caractérisé en ce que le dosage des différents constituants est réalisé séparément lors de l'introduction des différents constituants dans la cuve de broyage (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction des différents constituants est réalisée en un point unique de la cuve de broyage (3). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction des différents constituants est réalisée indépendamment et en différents points de la cuve de broyage (3) répartis radialement dans un plan perpendiculaire à l'axe X de ladite cuve de broyage (3). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction des différents constituants est réalisée en un point de la cuve de broyage (3) de hauteur variable le long de l'axe X de ladite cuve de broyage (3). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dosage des différents constituants est apte à être modifié de manière continue lors du broyage desdits différents constituants. 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents constituants comportent des farines d'origine animale. 7 Dispositif destiné à la fabrication d'un combustible enrichi composé de différents constituants dont un combustible principal et au moins un additif, comportant des moyens de broyage des différents constituants dans une cuve de broyage (3) d'axe X, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dosage (4a, 5a, 6a) aptes à doser séparément chaque constituant. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transport (4b, 5b, 6b) aptes à permettre l'introduction des différents constituants en un point unique de la cuve de broyage (3). 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transport (4b, 5b, 6b) aptes à permettre l'introduction des différents constituants indépendamment et en différents points de la cuve de broyage (3) répartis radialement dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X de ladite cuve de broyage (3). 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transport (4b, 5b, 6b) aptes à permettre l'introduction des différents constituants en un point de la cuve de broyage (3) de hauteur variable le long de l'axe X de ladite cuve de broyage (3). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de transport (4b, 5b, 6b) comportent des moyens de distribution (7) des différents constituants. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de dosage (4a, 5a, 6a) comportent des moyens de réglage permettant d'ajuster le dosage des différents constituants au cours du broyage.