LU82064A1 - Procede et installation pour la fabrication de clinker de cimenterie - Google Patents

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de clinker de cimenterie permettant notamment d'éliminer du circuit de cuisson une partie ou la totalité des éléments volatils tels que soufre, chlore, alcalins, etc.

L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre 5 de ce procédé de fabrication de clinker.

On sait que dans les installations de cimenterie actuellement existantes, on réalise successivement dans un échangeur amont le séchage de la matière ainsi que la décarbonatation partielle, la matière étant ensuite complètement décarbonatée et transformée en clinker dans un four rotatif.

10 On sait également que la présence d'éléments volatils tels le chlore, le soufre ou les alcalins dans le combustible ou la matière première peut entraîner des modifications dans la qualité du clinker. De plus, en quantité trop importante, ces éléments volatils peuvent provoquer des collages amenant des arrêts d'installation.

15 Divers moyens ont déjà été proposés pour atténuer ou supprimer ce cycle d'éléments volatils. Ces moyens présentent en général l'inconvénient de rejeter à l'atmosphère une partie des gaz d'échappement de l'unité de cuisson dont la capacité calorifique importante est perdue pour le reste du processus de fabrication. Ils présentent également en général l'inconvénient de produire 20 des quantités très importantes de poussières difficilement utilisables par ailleurs.

La présente invention a pour objet d'éliminer une partie ou la totalité des éléments volatils tout en récupérant la majeure partie de l'énergie disponible dans les gaz de four déviés et en produisant une quantité très faible 25 de poussières très enrichies en éléments volatils condensés.

Selon l'invention, on procède à une cuisson réductrice des crus préalablement soumis à une décarbonatation, de manière à achever cette décarbonatation et former le clinker en volatilisant dans la zone de cuisson la majeure partie des éléments volatils qui sont entraînés par les gaz de combustion, puis on prélève 30 au moins une partie de-ces gaz vers l'amont de ladite zone de cuisson et on trempe les gaz ainsi prélevés par injection dans le courant de ces gaz d'une * matière froide sous forme pulvérulente ou granulaire.

Par cette injection de matière, on abaisse la température de l'ensemble à une valeur telle que les éléments volatils fixés sur ladite matière deviennent 35 inertes. En d'autres ternies, on condense la totalité des éléments volatils sur la matière injectée dans le courant des gaz.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on procède à un échange thermique entre la matière réchauffée et chargée en éléments volatils et un

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7l> 2 i I f h courant d'air froid auquel ladite matière cède la majeure partie de son ! - énergie en se refroidissant, cette matière ainsi refroidie étant au moins ' en partie réinjectée dans le courant des gaz de combustion prélevés vers ! l'amont de la zone de cuisson, la partie de matière non-réutilisée étant 5 évacuée du circuit.

. ' . De la sorte, on crée une charge circulante de matière qui s'enrichit u en matières volatiles avant d'être sortie du circuit.

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!i » Grâce au procédé selon l'invention, on peut obtenir de la matière con- j-i centrée en éléments volatils, des fumées provenant de l'unité de cuisson et j; 10 débarrassées de ces mêmes éléments, ainsi que de l'air propre et chaud dis- I ponible.

H La matière injectée dans les gaz prélevés est choisie, en fonction 1:1 , , , de sa capacité à piéger les éléments chimiques demeurés à 1 état gazeux dans les fumées dérivéesdu four et, gênants oour 1'environnement.

1 15 D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre i illustratif mais non limitatif.

| La Figure 1 est un schéma illustrant le procédé selon l'invention, mis en oeuvre dans une installation de cimenterie, les fumées chargées d'éléments 20 volatils étant déviées au niveau de la virole du four.

H La Figure 2 et la Figure 3 illustrent deux installations analogues à celle |Î de la Figure 1, comportant respectivement 2 et 3 cyclones de refroidissement.

|j La Figure 4 illustre une installation de cimenterie selon l'invention.

i! | , Dans le schéma de la Figure 1, le cru de cimenterie ayant éventuellement j ^ subi une décarbonatation préalable, est introduit en 1 dans le four rotatif · de clinkérisation 2 et est soumis à une combustion réductrice en 3, avec éventuellement injection d'eau. Cette combustion réductrice provoque la volatilisation de la majeure partie des éléments volatils contenus dans le cru ,·; de cimenterie. Selon l'invention, au moins une partie de ces éléments volatils ‘I 30 sont dérivés en 4 à travers la virole 5 du four, en amont de la zone de b cuisson 6 par un conduit 7. Cet emplacement de la dérivation permet de by- | passer des gaz peu chargés en poussières et très concentrés en éléments b volatils à l'état gazeux.

; ’ De la matière froide est injectée à deux niveaux dans les gaz by-passés: 35 en 9, on injecte de la matière provenant des gaz four dérivés en 7, séparée de ces gaz dans un premier cyclone 10 auquel aboutit la dérivation 7 et d’où sortent en 8 les fumées refroidies, puis introduite en 13 dans un second jcyclone 11 en réchauffant de l'air froid injecté en 12 dans ce second cyclone, < 3 cet air sortant en 14 chaud et non-poilué par les fumées sortie four.

La matière refroidie dans ce second cyclone est donc au moins en partie injectée en 9, le reste de cette matière étant, le cas échéant, évacué hors du circuit en 15.

5 En 16, on injecte dans la dérivation 7, de la matière nouvelle destinée à compenser la sortie de matière évacuée en 15.

L'installation ainsi décrite permet donc d'obtenir en 15 de la matière riche en éléments volatils, en 8 des fumées dérivées de l'unité de cuisson et débarrassées de ces mêmes éléments et en 14 de l'air propre et chaud dis-10 ponible.

Les Figures 2 et 3 représentent deux installations analogues à celle de la Figure 1, dans lesquelles au lieu du seul cyclone 11, on utilise pour le refroidissement de la matière ayant servi à tremper les gaz dérivés par la canalisation 7 et séparée de ces gaz dans le cyclone 10, respectivement deux 15 cyclones 11 et 11' et trois cyclones 11, 1Γ et 11"; l'air froid introduit en 12 dans le cyclone inférieur 11 s'échauffe progressivement dans les cyclones successifs et sort, chaud, en 14, comme précédemment, tandis que la matière sortant en 9, froide, du cyclone inférieur 11 est injectée dans la dérivation 7, pour tremper les gaz four dérivés en 4, ou est évacuée en 15.

20 U Figure 4 qui illustre une installation analogue à celle de la Figure 1, et dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références, montrent en outre une batterie de cyclones 20 à 23, traversée par les fumées provenant en 25 du carneau du four, le cyclone supérieur 20 étant alimenté en 26 par un cru de cimenterie consistant, par exemple, en un mélange de carbonate de 25 calcium et d'argile.

Le cru de cimenterie est soumis â une décarbonatation partielle dans cette batterie de cyclones avant d'être introduit dans le four et, avant cette introduction, traverse un précalcinateur 28 disposé entre la sortie matière de l'avant-dernier cyclone 22 et le conduit de fumées du four; la matière prove-30 nant du précalcinateur 28 et séparée des fumées du four dans le dernier cyclone 23 est introduite en 30 dans le four ou elle achève sa décarbonatation avant » de parvenir à la zone de cuisson.

On notera que le fonctionnement du four avec une combustion réductrice * provoque la formation d'oxyde de carbone, et que la présence du précalcinateur 35 permet de réemployer ce gaz en totalité.

Ainsi, dans une installation telle que celle décrite précédemment, par la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être également décrit, il est possible . d'obtenir un meilleur piégeage des éléments volatils et un fonctionnement aussi J peu polluant que possible.

.. JS«». > * 4 ! » i j L'air froid injecté en 12 dans les cyclones de refroidissement peut être | remplacé par un gaz quelconque provenant ou non de l'unité de fabrication.

’ Quand à l'air chaud et propre réchauffé par la matière circulant dans ces ? cyclones de refroidissement, il peut être utilisé comme air de combustion 5 chaud en tout point de l'unité de cuisson.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées ! et sans que Ton ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

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Claims (5)

1.- Procédé de fabrication de clinker, selon lequel on procède ä une cuisson réductrice des crus préalablement soumis ä une décarbonatation, de manière à achever cette décarbonatation et à clinkériser en volatilisant 5 dans la zone de cuisson la majeure partie des éléments volatils qui sont entraînés par les gaz de combustion, puis on prélève au moins une partie de ces gaz vers l'amont de ladite zone de cuisson et on trempe les gaz ainsi prélevés par injection dans le courant de ces gaz de la matière froide sous forme pulvérulente ou granulaire. 10 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procède à un échange thermique entre la matière réchauffée et chargée en éléments • volatils et un courant d'air froid auquel ladite matière cède la majeure partie de son énergie en se refroidissant, cette matière ainsi refroidie étant au moins en partie réinjectée dans le courant des gaz de combustion 15 prélevés vers l'amont de la zone de cuisson, la partie de matière non-réuti-lisée étant évacuée du circuit.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on choisit la matière destinée à tremper 'es gaz prélevés de manière qu'elle soit propre à piéger de façon chimique ou physicochimique des éléments 20 demeurés à l'état gazeux et éventuellement nocifs pour l'environnement.

4. Installation de cimenterie pour la mise en oeuvre du procédé selon Tune quelconque des revendications 1 è 3, comprenant un four de clinkérisa- *· tion alimenté en cru de cimenterie au ~;ins partiellement décarbonatë, caractérisé en ce que ce four est agencé pc./' fonctionner en combustion réductrice 25 et est muni d'une dérivation des gaz di -our en amont de la zone de cuisson dudit four, des moyens étant prévus pc.” injecter de la matière froide dans ladite dérivation.

5. Installation selon la revenc*:ation 4. caractérisée en ce qu'une batterie de cyclones est associée à ct:te dérivation, dans laquelle la matière 30 injectée dans la dérivation est soumis- S un échange thermique avec un gaz * froid qu'elle réchauffe, en lui cëdan: son énergie, ladite matière quittant cette batterie étant au moins en parti; réinjectée dans la dérivation et ledit gaz quittant la batterie sous la -arme d'un taz chaud et propre.

6. Installation selon la reven:~;stion £ dl 5, caractérisée en ce que, 35 pour l'alimentation du four en cru, ur; seconde batterie de cyclones est disposée à l'entrée de ce four, ladite seconde batterie étant associée à un précal ci nateur. __ ^