BE1003542A4 - CLINKER COOKING PROCESS AND COAL OVEN INSTALLATION. - Google Patents
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Abstract
Procédé selon lequel la teneur en cendres du charbon pulvérisé utilisé dans l'installation est mesurée constamment, et les variations de la teneur en cendres du charbon sont compensées par introduction d'un matériau de correction. Ce dernier peut être introduit soit dans la matière première transmise au four (1) soit dans l'appareil (2) de calcination préalable. Application à la fabrication du ciment.Method according to which the ash content of the pulverized coal used in the installation is constantly measured, and the variations in the ash content of the coal are compensated by the introduction of a correction material. The latter can be introduced either into the raw material transmitted to the furnace (1) or into the apparatus (2) for prior calcination. Application to the manufacture of cement.
Description
Procédé de cuisson de clinker et installation à four à charbon.Clinker cooking process and installation in charcoal oven.
La présente invention concerne un procédé de cuisson de clinker ainsi*cru'une installtion à four consommant du charbon.The present invention relates to a clinker cooking process thus * believed to be an oven installation consuming coal.
Dans de nombreuses installations, par exemple destinées à la fabrication du ciment, des fours rotatifs ou d'un autre type sont chauffés à l'aide de charbon dont la teneur en cendres varie constamment. Ceci provoque une variation indésirable de l'importance de la cuisson du clinker fabriqué dans le four et comme les cendres sont incorporées au · clinker, ceci provoque aussi une variation indésirable de la composition chimique du clinker et en conséquence du produit final. Le problème est particulièrement délicat lorsque le charbon a une teneur élevée en cendres, par exemple dans le cas d'un charbon de mauvaise qualité qui, dans le présent mémoire, peut être considéré comme un charbon dont la teneur en matières minérales, déterminée sur un échantillon séché, dépasse 30 % en poids et/ou dont l'échantillon séché de charbon a un pouvoir calorifique résultant inférieur à 500 kcal/kg. Pour une teneur en cendres de cette valeur, des variations mêmes faibles de la teneur en cendres du charbon correspondent à une variation absolue importante dans la composition du clinker. En conséquence, l'utilisation d'un charbon de mauvaise qualité pose des problèmes, surtout lorsqu'un produit sous forme de clinker ayant une composition chimique réglée avec précision est nécessaire.In many installations, for example intended for the manufacture of cement, rotary kilns or of another type are heated using charcoal whose ash content varies constantly. This causes an undesirable variation in the amount of cooking of the clinker made in the oven and as the ashes are incorporated into the clinker, this also causes an undesirable variation in the chemical composition of the clinker and therefore in the final product. The problem is particularly delicate when the coal has a high ash content, for example in the case of poor quality coal which, in the present specification, can be considered as a coal whose mineral content, determined on a dried sample, exceeds 30% by weight and / or whose dried carbon sample has a resulting calorific value less than 500 kcal / kg. For an ash content of this value, even small variations in the ash content of the coal correspond to a large absolute variation in the composition of the clinker. Consequently, the use of poor quality coal poses problems, especially when a product in the form of a clinker having a precisely controlled chemical composition is necessary.
Selon l'invention, au cours de la cuisson du clinker dans une installation ayant un four chauffé au charbon, la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à l'équipement à brûleurs de l'installation est mesurée de façon continue, et un matériau de correction est introduit de manière dosée dans l'installation afin que les variations de composition du clinker, qui pourraient résulter autrement de la variation de la teneur en cendres, soient pratiquement compensées.According to the invention, during the cooking of the clinker in an installation having a coal-fired oven, the ash content of the pulverized coal transmitted to the burner equipment of the installation is measured continuously, and a material of correction is introduced in a metered manner in the installation so that variations in the composition of the clinker, which could otherwise result from the variation in the ash content, are practically compensated.
Le matériau de correction peut être ajouté soit à la matière première transmise à l'installation comprenant le four soit au charbon pulvérisé introduit dans l’installation, soit à un autre emplacement de l'installation auquel un mélange intime avec la matière première traitée dans l’installation est assuré. Ceci est important car le matériau de correction doit être ajouté avant le début de la nodulisation du clinker afin que le matériau de correction soit dispersé de façon homogène dans le clinker. Un emplacement tout à fait approprié à l'introduction du matériau de correction est l'entrée de matière première d'un préchauffeur de l'installation.The correction material can be added either to the raw material transmitted to the installation comprising the oven, or to pulverized coal introduced into the installation, or to another location of the installation in which an intimate mixture with the raw material treated in the installation is assured. This is important because the correction material must be added before the start of the clinker nodulization so that the correction material is homogeneously dispersed in the clinker. A very suitable location for the introduction of the correction material is the raw material inlet of a preheater of the installation.
L'invention s'applique en particulier à la production d'un clinker de ciment car les matières minérales formant les cendres contenues dans le charbon, correspondent très étroitement au constituant d'argile de la matière première du ciment. En conséquence, dans le cas du clinker de ciment, le matériau de correction doit être par exemple des cendres volantes ou du calcaire broyé, et l'introduction dosée du matériau de correction doit être réglée de manière que le facteur de saturation en chaux (LSF) dans le clinker reste pratiquement constant. Par exemple, lors de l’utilisation de calcaire comme matériau de correction, le système doit être réglé de manière qu'aucun matériau de correction ne soit introduit lorsque la formation des cendres est négligeable, par exemple lorsque le chauffage est réalisé par un combustible liquide dans un four qui peut utiliser aussi bien du charbon qu'un combustible liquide. Lors du chauffage au charbon, le matériau de correction est alors ajouté en quantité qui correspond à la teneur variable en cendres du charbon.The invention applies in particular to the production of a cement clinker because the mineral materials forming the ash contained in the coal, correspond very closely to the clay constituent of the raw material of the cement. Consequently, in the case of cement clinker, the correction material must be, for example, fly ash or crushed limestone, and the metered introduction of the correction material must be adjusted so that the lime saturation factor (LSF ) in the clinker remains practically constant. For example, when using limestone as a correction material, the system should be adjusted so that no correction material is introduced when ash formation is negligible, for example when heating is carried out with liquid fuel in an oven that can use both coal and liquid fuel. When heating with charcoal, the correction material is then added in an amount which corresponds to the variable ash content of the charcoal.
La teneur en cendres du charbon peut être mesurée directement par un appareillage d'analyse incorporé à la ligne d'alimentation en vrac et destiné à contrôler la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à l'installation. Un signal de sortie de l'analyseur, correspondant à la teneur en cendres, peut alors être utilisé automatiquement pour l'introduction dosée du matériau de correction dans l'installation.The ash content of the coal can be measured directly by an analysis device incorporated in the bulk supply line and intended to control the ash content of the pulverized coal transmitted to the installation. An output signal from the analyzer, corresponding to the ash content, can then be used automatically for the metered introduction of the correction material into the installation.
Dans une variante, la teneur en cendres du charbon pulvérisé peut être mesurée indirectement. Par exemple, dans les installations du type dans lequel le charbon pulvérisé transmis à un appareil de calcination préalable est réglé de manière que la température reste constante dans un cyclone de séparation associé à la sortie de l'appareil de calcination préalable, le débit spécifique instantané de charbon pulvérisé transmis à l'appareil de calcination préalable peut être utilisé comme mesure du pouvoir calorifique du charbon pulvérisé, et en conséquence de la teneur en cendres du charbon pulvérisé. Une valeur relativement élevée de ce paramètre indique une teneur élevée en cendres du charbon pulvérisé et une valeur relativement faible indique une faible teneur en cendres.Alternatively, the ash content of the pulverized coal can be measured indirectly. For example, in installations of the type in which the pulverized coal transmitted to a preliminary calcination apparatus is adjusted so that the temperature remains constant in a separation cyclone associated with the output of the preliminary calcination apparatus, the instantaneous specific flow rate of pulverized charcoal transmitted to the preliminary calcining apparatus can be used as a measure of the calorific value of the pulverized charcoal, and consequently of the ash content of the pulverized charcoal. A relatively high value for this parameter indicates a high ash content of the pulverized coal and a relatively low value indicates a low ash content.
En plus du réglage de l'introduction dosée du matériau de correction, la mesure de la teneur en cendres du charbon pulvérisé introduit dans l'installation peut aussi être utilisée pour le réglage de la quantité de charbon pulvérisé introduite dans un brûleur du four d'une manière telle que la quantité d'énergie fournie par le brûleur reste pratiquement constante indépendamment des fluctuations du pouvoir calorifique du charbon pulvérisé, provoquées par la variation de la teneur en cendres.In addition to adjusting the metered introduction of the correction material, the measurement of the ash content of the pulverized coal introduced into the installation can also be used for adjusting the quantity of pulverized coal introduced into a burner of the kiln. in such a way that the amount of energy supplied by the burner remains practically constant regardless of the variations in the calorific value of the pulverized coal, caused by the variation of the ash content.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple d'installation à four rotatif destinée à la cuisson d'un clinker de ciment, représentée schématiquement sur le dessin.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the following description of an example of a rotary kiln installation intended for the firing of a cement clinker, shown diagrammatically in the drawing.
De manière classique, l'installation comporte un four rotatif 1, un appareil 2 de calcination préalable, un préchauffeur 3 à cyclones, un refroidisseur 4 de clinker, un équipement 5 comprenant des brûleurs du four, un conduit 6 d'évacuation de gaz, une entrée 7 de matière première, et un conduit 8 d'air tertiaire allant du refroidisseur à l'appareil de calcination préalable. Le refroidisseur 4 a une sortie 9 et comporte une tuyauterie 10 destinée au préchauffage de l'air de combustion transmis au brûleur 5 par un ventilateur 11. Un organe 12 de commande reçoit un signal correspondant à la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis d'une entrée 13 au brûleur 5 par l'intermédiaire d'un transporteur 14, et aussi du charbon pulvérisé transmis d'une entrée 15 à 1'.appareil 2 de calcination préalable par l'intermédiaire d'un transporteur 16, et cet organe de commande répond à ce signal. Il peut ainsi recevoir le signal de teneur en cendres provenant d'un analyseur dans lequel circule une partie au moins de la charge de charbon pulvérisé, ou d'un système 17 de commande associé à l'appareil de calcination préalable. Ce système peut comporter un capteur 18 de température placé dans une sortie de gaz d'un cyclone 19 associé à la sortie de l'appareil 2 de calcination préalable. Toute variation de la température du gaz, ressentie par le capteur 18, est détectée par un ensemble 20 qui commande un moteur 21 du transporteur 16 afin que le débit d'introduction de charbon pulvérisé et en conséquence la quantité d'énergie transmise à l'appareil 2 de calcination préalable, soient réglés et afin que la température au niveau du capteur 18 soit ramenée à sa valeur nécessaire. Un autre ensemble 22 détecte la vitesse du moteur 21 et le signal d'une jauge dynamométrique 30 du transporteur et en conséquence de débit instantané de charbon pulvérisé, et il transmet ce signal à l'organe 12 de commande qui en déduit la teneur en cendres du charbon, d'après son pouvoir calorifique.In a conventional manner, the installation comprises a rotary kiln 1, an apparatus 2 for prior calcination, a cyclone preheater 3, a clinker cooler 4, equipment 5 comprising burners from the furnace, a pipe 6 for discharging gas, an inlet 7 for raw material, and a duct 8 for tertiary air going from the cooler to the preliminary calcination apparatus. The cooler 4 has an outlet 9 and comprises a pipe 10 intended for preheating the combustion air transmitted to the burner 5 by a fan 11. A control member 12 receives a signal corresponding to the ash content of the pulverized coal transmitted from an inlet 13 to the burner 5 via a conveyor 14, and also pulverized coal transmitted from an inlet 15 to the apparatus 2 for prior calcination via a conveyor 16, and this command responds to this signal. It can thus receive the ash content signal from an analyzer in which circulates at least part of the charge of pulverized coal, or from a control system 17 associated with the prior calcination apparatus. This system may include a temperature sensor 18 placed in a gas outlet of a cyclone 19 associated with the outlet of the apparatus 2 for prior calcination. Any variation in the temperature of the gas, felt by the sensor 18, is detected by an assembly 20 which controls a motor 21 of the conveyor 16 so that the rate of introduction of pulverized coal and consequently the amount of energy transmitted to the device 2 of prior calcination, are adjusted and so that the temperature at the sensor 18 is brought back to its necessary value. Another assembly 22 detects the speed of the motor 21 and the signal from a dynamometric gauge 30 from the conveyor and consequently from the instantaneous flow of pulverized coal, and it transmits this signal to the control member 12 which deduces the ash content therefrom. coal, based on its calorific value.
Le rôle principal de l'organe 12 de commande est de régler, par l'intermédiaire d'un ensemble 23 qui est sensible au signal provenant de la jauge dynamométrique 24 d'un transporteur 25, la vitesse d'un moteur 26 qui entraîne le transporteur 25 qui transmet un matériau de correction, provenant d’une entrée 27, à l'entrée principale 7 de matière première au niveau de laquelle ce matériau se mélange à la charge principale de matière première 28.The main role of the control member 12 is to regulate, via an assembly 23 which is sensitive to the signal coming from the dynamometric gauge 24 of a conveyor 25, the speed of a motor 26 which drives the conveyor 25 which transmits a correction material, coming from an input 27, to the main input 7 of raw material at the level of which this material mixes with the main load of raw material 28.
En outre, l'organe 12 de commande, par l'intermédiaire d'une unité 29 qui est sensible au signal provenant d’une jauge dynamométrique 31 du transporteur 14, peut commander un moteur* 32 du transporteur 14 afin que l'énergie fournie au brûleur 15 reste sensiblement constante.In addition, the control member 12, by means of a unit 29 which is sensitive to the signal coming from a torque gauge 31 of the transporter 14, can control a motor * 32 of the transporter 14 so that the energy supplied to the burner 15 remains substantially constant.
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