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Procédé pour la cuisson du calcaire
La présente invention est relative à un procède pour la cuisson du calcaire dans des fours à chaux verticaux continus.
On sait que la chaux est obtenue dans des fours de ce type en introduisant continuellement du calcaire broy à la partie supérieure du four, en lui faisant traverser une zone @ dite de réchauffage, en fournissant de la chaleur à une zone in- termédiaire dite de cuisson, en refroidissant la chaux formée dans une zone de refroidissement et en enlevant la chaux à la partie inférieure du four au moyen d'un dispositif approprié.
Les gaz de combustion en mélange avec le CO2 provenant de la dissociation du calcaire sont évacués à la partie supérieure de 1-1 Installation.
Ce procédé., de même que celui faisant l'objet de la @
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présente invention, sont applicables a -la dssociation des die-
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vers carbonates naturels ou artificiels, calcite, magnésite, dolomie, etc.
La chaleur nécessaire à la dissociation du calcaire est fournie par combustion d'un combustible 'solide, liquide ou gazeux.
Lorsqu'on utilise un combustible solide, du coke par exemple, on l'introduit en mélange avec le calcaire ou bien par lits successifs de calcaire et de combustible, à la partie supé- rieure du four vertical. Le coke présente l'avantage de conduire à uné teneur élevée en C02 dans les gaz dégagés. Cet avantage est particulièrement intéressant lorsque le CO2 est utilisé en sou- dière pour la fabrication de carbonate de soude ou bien lorsqu'il est récupér en vue de la fabrication d'anhydride carbonique solide ou liquide. Par contre, le coke contient beaucoup de cendres et ces dernières se retrouvent entièrement dans la chaux.
En outre, suivant les circonstances locales, les combustibles solides peuvent être moins.économiques que certains combustibles liquides ou gazeux. Ces derniers présentent divers inconvénients lorsque la cuisson des carbonates est envisagée tant pour la fa- brication du CO2 que pour celle de la chaux. C'est le cas notam- gent en soudière. Ces combustibles contiennent en effet des quan- tités relativement importantes d'hydrogène qui par combustion avec l'air, augmentent la teneur en azote des gaz sans formation correspondante de CO2. Pour un même rendement thermique voisin de 100% , le remplacement du coke par un combustible liquide tel que le mazout, réduit la concentration des gaz en CO2 de 1.'ordre de 43 à 39-40% en volume.
En outre, la combustion des combustibles liquides ou gazeux prévue sans excès d'air, fournit un volume de fumées relativement faible, c'est-à-dire une température de combustion très élevée. Pour éviter la destruction des réfractaires, on est amené à devoir réaliser une navette importante de gaz de four à chaux dans la zone des brûleurs, cette navette augmente @
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naturellement la température des gaz sortants, diminue le rendement thermique des fours et par voie de conséquence, la teneur en CO2 des gaz.
Le réglage des brûleurs sans excès d'oxygène est extrême- ment malaisé, aussi est-on généralement forcé d'admettre un léger excès de comburant ce qui diminue encore la teneur des gaz en CO2.
Il a maintenant été découvert que la plupart de ces incon- vénients peuvent être évités lors du chauffage des fours à chaux au moyen de combustibles liquides ou gazeux, en combinant l'utilisa- tion de ces combustibles avec celle d'une fraction relativement faible d'un combustible solide.
Suivant l'invention, on obtient de la chaux et un gaz riche en anhydride carbonique dans des fours à chaux verticaux continus chauffés par des combustibles liquides ou gazeux, en ajou- tant au calcaire une quantité de combustible solide, du coke de pr.éférence, telle que la quantité de chaleur fournie par le com- bustible solide représente au moins 10% de la quantité de chaleur totale consommée, l'air nécèssaire à la combustion de ce combusti- ble solide étant présent en excès lors de la combustion du combusti- ble liquide ou gazeux soit directement comme air primaire aux brûleurs soit plus avantageusement comme air secondaire réchauffé au contact de la chaux dans la zone de refroidissement.
Le combustible solide d'appoint est introduit depréfé- rence en mélange avec le calcaire.
Grâce à l'excès d'air utilisé lors de la combustion des produits liquides ou gazeux, on diminue déjà sensiblement la tem- pérature de combustion dans la zone de cuisson voisine des brû- leurs; il en résulte que les réfractaires peuvent être protégés malgré la suppression complète ou la réduction sensible de la navette de gaz brûlés. Il en découle une augmentation du rendement thermique et de la concentration des gaz en CO2.
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Le réglage du four à chaux est beaucoup plus aisé du fait de la présence d'une réserve de combustible solide dans la partie supérieure; il n'est donc pas indispensable de proportion- ner les débits d'air et de combustible à tous les instants et dans toutes les sections du four. Le contrôle de-la hauteur de la zone de feu constitue à ce point de vue un excellent moyen de réglage du débit d'air, l'observation de la montée ou de la descente de la zone de feu permettant de modifier le réglage par diminution ou augmentation du débit d'air.
De bons résultats sont déjà obtenus en introduisant avec le calcaire une quantité de combustible solide correspon- dant à 10% de la chaleur totale nécessaire à la bonne marche du four, toutefois des résultats meilleurs sont obtenus en uti- lisant une quantité de coke correspondant à 20-30% de la quantité de chaleur totale.
En opérant suivant le procédé objet de l'invention, il est possible d'obtenir avec les combustibles liquides ou gazeux un rendement thermique de l'ordre de 70 à 85% alors que des rendements supérieurs à 60% sont atteints avec difficulté lorsque la cuisson est effectuée en l'absence complète de combustible solide. La teneur en CO2 des gaz brûlés peut ainsi passer de
32-35 à 39-40%. Il n' est évidemment pas possible, avec l'air : utilisé comme comburant, d'atteindre la concentration en CO2 de 41% et plus que 1'on atteint dans des fours verticaux chauffés au coke uniquement. Néanmoins le procédé permet d'améliorer sensi- blement les conditions' de fonctionnement des fours à chaux chauffés aux combustibles liquides ou gazeux.
Il est donc particulièrement intéressant lorsqu'on recherche l'obtention d'une chaux plus pure et une concentration en CO2 relativement élevée et que si- multanément les prix des combustibles liquides ou gazeux concur- rencent avantageusement le prix du coke.
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Les essais comparatifs ci-après permettent de dégager les avantages du procédé comparativement aux procédés connus basés sur l'emploi de combustible unique. Les données se réfèrent à un four à chaux vertical de 3 m 40 de diamètre alimenté à raison de 10 Tm de calcaire/j.m2.
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Coke <SEP> Mazout <SEP> Mazout <SEP> 75%
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<tb> ¯¯, <SEP> ¯¯¯¯,¯ <SEP> ¯¯¯ <SEP> Coke <SEP> 25%
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<tb> Pouvoir <SEP> calorifique <SEP> inf.PCi <SEP> Cal/Kgr <SEP> 6800 <SEP> 9650 <SEP> 9650
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<tb> Calcaire <SEP> utilisé, <SEP> teneur <SEP> en <SEP> -6800
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<tb> CaCO3 <SEP> gr/Kgr <SEP> 915 <SEP> 915 <SEP> 915
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<tb> Combustible <SEP> utilisé, <SEP> Kgr/Tm <SEP> de <SEP> calcaire <SEP> 73,5 <SEP> 70 <SEP> coke <SEP> 19
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<tb> mazout <SEP> 40
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<tb> Teneur <SEP> en <SEP> CO2 <SEP> des <SEP> gaz <SEP> Vol <SEP> % <SEP> 40,
8 <SEP> 32 <SEP> 39
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<tb> Température <SEP> des <SEP> gaz <SEP> sortants <SEP> C <SEP> 146 <SEP> 200-250 <SEP> 110
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<tb> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> chaux <SEP> sortante <SEP> C <SEP> 42 <SEP> 120 <SEP> 94
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<tb> Rendement <SEP> thermique <SEP> % <SEP> 75 <SEP> 59 <SEP> 77
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REVENDICATIONS
1.- Procédé pour l'obtention de chaux et de gaz riche en an hydride carbonique dans des fours à chaux verticaux continus chauf- fés par des combustibles liquides ou gazeux, caractérisé en ce que l'on ajoute au calcaire une quantité de combustible solide, du coke de préférence, telle que la quantité de chaleur fournie par le com- bustible solide soit supérieure à 1.Il$1 de la quantité de chaleur to- tale consommée.