" INSTALLATION POUR LE CHAUFFAGE DE MATIERES PREMIE-RES DESTINEES A LA FUSION DU VERRE "
La présente invention est relative à une installation servant au chauffage de matières premières destinées à la fusion du verre et comprenant un four de fusion et un préchauffeur de matières premières monté en aval de ce four de fusion et auquel est raccordé un conduit pour l'amenée des gaz résiduaires du four.
Dans l'industrie du verre, une quantité relativement grande d'énergie thermique est consommée pour la fusion des matières premières du verre dans un four de fusion, mais le rendement des fours de fusion est relativement médiocre, car la température des gaz résiduaires de ces fours est déterminée par la température de fusion du verre ou de ses matières premières. On a donc effectué différents essais pour améliorer le rendement entier de ces installations de fusion.
Par conséquent, on rattache, dans la pratique, aux fours de fusion, par exemple, des récupérateurs comprenant le plus souvent deux chambres qui sont garnies de briques accumulant la chaleur, empilées en conséquence, et qui travaillent d'une manière alternativement périodique de façon que l'une des chambres soit parcourue, pendant un intervalle de temps déterminé, par les gaz résiduaires des fours (qui chauffent ainsi les briques) à évacuer par la cheminée, tandis que de l'air frais froid passe simultanément à travers la seconde chambre et est chauffé pour servir d'air de combustion au four de fusion; dans ces conditions, une chambre de récupération est donc chauffée chaque fois. d'une manière alternativement périodique par les gaz résiduaires du four, en même temps que ces gaz résiduaires cèdent une partie
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qu'un refroidissement des briques chauffées et un réchauffement simultané de l'air de combustion ont lieu dans la seconde chambre parallèlement aux opérations citées en premier lieu. En dehors du fait qu'une inversion cyclique constante des chambres du récupérateur modifie la température de combustion du four de fusion, on a constaté que le rendement ne peut pas atteindre le niveau désiré.
Dans d'autres dispositifs connus, on a monté, en amont du four de fusion, une cuve destinée au ,préchauffage des matières premières et dans laquelle les gaz résiduaires provenant du four de fusion sont introduits et utilisés au maximum pour le préchauffage des matières premières. Toutefois, on a constaté ici également que le rendement thermique est encore insuffisant, étant donné qu'à ceci s'ajoute le fait que ces préchauffeurs tra-vaillent insuffisamment lors d'une répartition différente des grosseurs des grains, en ce sens que les fines particules de poussière sont en partie soutirées et que les matières premières quittant le préchauffeur ont fréquemment une composition entièrement différente de celle qu'elles présentent au moment où elles pénètrent dans le préchauffeur.
Cesdispositifs de chauffage connus sont donc relativement coûteux eu égard au rendement visé qui est encore relativement bas.
Dans ces conditions, le problème posé par la présente invention consiste à réaliser un dispositif du type décrit ci-dessus, qui se caractérise, par rapport aux réalisations connues, en particulier par son utilisation améliorée de l'énergie thermique des gaz résiduaires du four et par un encombrement favorable, la composition des matières premières quittant le préchauffeur correspondant largement, quant à la répartition des grosseurs
de ses grains, à celle des matières premières entrant dans le préchauffeur.
Ce problème est résolu, conformément à l'invention, en ce sens
qu'un préchauffeur à lit fluidisé pourvu d'un sas de décharge sert de préchauffeur de matières premières et qu'un dépoussi-éreur à grand rendement, dont la tuburlure d'évacuation de poussière est reliée au sas de décharge
du lit fluidisé, est raccordé au conduit des gaz résiduaires du préchauffeur à lit fluidisé.
Grâce à l'emploi du préchauffeur à lit fluidisé, il est possible de chauffer d'une manière extrêmement régulière la matière première amenée au préchauffeur en utilisant favorablement l'énergie thermique des gaz résiduaires récupérés du four. Les fines particules de poussière entraînées par les gaz résiduaires du préchauffeur à lit fluidisé peuvent être captées
en pratique intégralement au moyen du dépoussiéreur à grand rendement, ces fines particules de poussière séparées des gaz résiduaires destinés au préchauffeur étant amenées ensuite, en raison du mode de réalisation de l'invention, directement au sas de décharge du lit fluidisé, sas qui garantit sûrement l'étanchéité dudit lit fluidisé par rapport à la décharge des matières premières. Dans ce dispositif conforme à l'invention, on n'observe donc en pratique aucune perte de particules de la composition des matières premières, telle qu'elle est amenée au lit fluidisé et, en quittant le préchauffeur, les matières premières ont largement la même composition de grosseurs de grains que celle avec laquelle elles entrent dans le préchauffeur à lit fluidisé.
Il faut encore mentionner ici que les matières premières à introduire dans le préchauffeur sont encore soumises auparavant de préférence à un tirage pour séparer, par exemple, les tessons de verre relativement grossiers, ainsi que d'autres constituants qu'il ne faut pas préchauffer, et pour les amener séparément au four de fusion, tel que ceci se fait déjà jusqu'ici dans la pratique.
Dans une installation de chauffage comprenant un récupérateur parcouru par les gaz résiduaires du four, préchauffant l'air de combustion destiné au four de fusion, il est particulièrement avantageux, conformément à l'invention, que le conduit amenant les gaz résiduaires du four raccorde le préchauffeur à lit fluidisé au récupérateur.
Grâce à cette conception, les gaz résiduaires chauds provenant du four de fusion, et qui sont encore trop chauds en général pour un préchauffage des matières premières, sont encore utilisés tout d'abord dans le récupérateur pour le préchauffage de l'air de combustion destiné au four de fusion et sont seulement fournis ensuite au préchauffeur à lit fluidisé, de sorte qu'il en résulte une utilisation particulièrement grande de l'énergie thermique des gaz résiduaires du four et, par conséquent, un rendement du dispositif conforme à l'invention, considérablement amélioré par rapport aux réalisations connues.
L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide de deux exemples de réalisation représentés aux figures 1 et 2 des dessins annexés au présent mémoire.
Le premier exemple de réalisation du dispositif de chauffage conforme à l'invention, représenté à la figure 1, comprend un four 1, servant à la fusion de matières premières utilisables pour la fabrication de verre, un récupérateur 2 parcouru par les gaz résiduaires du four et préchauffant l'air de combustion du four de fusion, un préchauffeur à lit fluidisé 3 raccordé à un conduit 4 pour l'amenée des gaz résiduaires du four, ainsi qu'un dépoussiéreur à haut rendement 5 relié au préchauffeur à lit fluidisé 3 par le conduit de gaz résiduaire 6 de ce dernier.
Pour les matières premières froides à introduire dans le préchauffeur à lit fluidisé 3, on a prévu une trémie d'approvisionnement 7, au-dessous de laquelle est monté un doseur approprié 8 (dans ce cas, une bande transporteuse de dosage, par exemple) qui est en liaison a.vec le sas d'entrée 9 des matières premières
(pa,r exemple, un sas à double clapet) du préchauffeur à lit fluidisé 3.
La sortie des matières du préchauffeur à lit fluidisé 3 se compose, conformément à l'invention, d'un sas de décharge 10 de lit fluidisé qui est raccordé, par un conduit de branchement 11, à un réservoir intermédiaire
12 recevant les matières premières préchauffées et au-dessous de la sortie duquel est monté un dispositif de soutirage 13 convenant de préférence au dosage des matières premières et raccordé au four de fusion 1 par un déversoir, une goulotte ou organe semblable 14.
Le dépoussiéreur à haut rendement 5 est constitué d'un filtre à manche ou d'un autre filtre approprié qui garantit sûrement une séparation pra-
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de préchauffage. Pour les fines particules séparées, le filtre 5 comprend une vis sans fin d'accumulation 15 dont la tubulure de décharge 15a est reliée, par un conduit de jonction 16, au sas de décharge 10 du lit fluidisé. Le conduit des gaz résiduaires 6 du préchauffeur 3 à lit fluidisé est muni d'un raccord réglable 6a pour l'introduction d'air froid.
Dans ce premier exemple de réalisation (figure 1), le récupérateur
2, monté directement en aval du four de fusion 1, est un récupérateur classique à deux chambres 2a et 2b parcourues chacune d'une manière alternativement périodique par les gaz résiduaires chauds du four et par l'air de combustion qui est introduit - comme air froid - par un raccord tubulaire d'amenée 17 et qui est préchauffé dans chacune des chambres correspondantes 2a et 2b avant d'être cédé au four ou à son brûleur. Pour inverser périodiquement les flux d'air de combustion et de gaz résiduaires du four, on a disposé, dans le conduit de branchement, entre les deux chambres 2a et
2b du récupérateur, une soupape à voies multiples 18 à laquelle sont joints en outre le raccord tubulaire d'amenée 17, ainsi que l'extrémité 4a du conduit 4 pour l'introduction des gaz résiduaires du four.
Au surplus, à l'extrémité 4a du conduit 4 pour l'amenée des gaz résiduaires du four, on a prévu, de préférence, un conduit de branchement
19 raccordé à une cheminée 20 aboutissant à l'atmosphère. Pour pouvoir évacuer éventuellement à l'atmosphère une quantité réglable de gaz résidu-
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endroits appropriés, au conduit de branchement 19 et au conduit 4 pour l'introduction des gaz résiduaires du four.
Etant donné que dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, les gaz résiduaires du four ont déjà subi un certain refroidissement dans le récupérateur 2, il peut être incorporé, au conduit 4 pour l'amenée des gaz résiduaires du four, un ventilateur 22 par lequel, les gaz résiduaires peuvent parvenir, à la pression nécessaire, à la grille 23 du préchauffeur 3 à lit fluidisé, ainsi qu'au sas de décharge 10 du lit fluidisé.
En ce qui concerne la forme d"èxécution du préchauffeur à lit fluidisé 3, il faut encore mentionner, pour être complet, que celui-ci ne comprend de préférence qu'une chambre 3a pour le lit fluidisé et est conçu sous la forme d'une goulotte par laquelle les matières premières à préchauffer sont,transférées régulièrement de l'entrée à la sortie à l'état adéquatement fluidisé. Il est aussi possible, bien entendu, conformément à l'invention, d'utiliser des préchauffeurs à lit fluidisé appropriés, dont les formes sont différentes , des réalisations comprenant plusieurs chambres à lit fluidisé pouvant éventuellement être mises en oeuvre.
Le fonctionnement de l'exemple de réalisation du dispositif de chauffage décrit ci-dessus est expliqué en détail dans le texte qui suit. Les matières premières destinées à la fusion du verre quittent la trémie d'alimentation 7 à l'état dosé pour parvenir au préchauffeur à lit fluidisé et se déplacent à l'état fluidisé régulièrement de l'entrée à la sortie - comme déjà mentionné ci-dessus - pendant leur préchauffage, en même temps qu'elles sont déchargées du préchauffeur par le sas de décharge 10 du lit fluidisé sans que de l'air parasite puisse pénétrer ici dans le préchauffeur à lit fluidisé 3. Dans ce sas de décharge du lit fluidisé, les fines particules , entraînées par les gaz résiduaires du préchauffeur et séparées dans le filtre 5, sont aussi mélangées simultanément et régulièrement avec
les matières premières restantes, si bien que les matières premières préchauffées, parvenant au réservoir intermédiaire 12, ont en substance la même composition de grosseurs de grains que celle qu'elles possédaient au moment d'entrer dans le préchauffeur à lit fluidisé 3. En partant de ce réservoir intermédiaire 12, les matières premières préchauffées peuvent parvenir, à l'état régulièrement dosé, au four de fusion 1, en passant par le dispositif de soutirage 13.
Les gaz résiduaires provenant du four de fusion 1 sont acheminés d'une manière alternativement périodique, comme déjà décrit ci-avant, vers
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premièrt:: partie de leur énergie thermique pour le préchauffage de l'air
de combustion du four de fusion. Les gaz résiduaires nécessaires au préchauffage des matières premières sont amenés, en passant par le conduit
4 (et tout en étant soutenus par le ventilateur 22), au préchauffeur à lit fluidisé 3, c'est-à-dire dans sa chambre de pression 3b située au-dessous
de la grille 23, en vue de communiquer un état fluidisé aux matières premières déposées sur la grille 23, de les transférer à la sortie 10 et de
les réchauffer ainsi de la manière désirée. Les gaz résiduaires affluant vers le haut dans la chambre 3a du lit fluidisé parviennent ensuite au filtre
5 de la manière décrite, de l'air froid pouvant encore être introduit éventuellement dans l'air sortant du préchauffeur par l'intermédiaire de la tubulure de raccordement 6a (en particulier lorsqu'est présent un risque de détérioration des pièces du filtre 5 par suite de la température de cet air sortant).
Dans les réalisations connues équipées de récupérateurs à deux chambres, on observe des variations de température nécessairement cy-
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périodique des deux chambres, des variations de température correspondantes des gaz résiduaires quittant les chambres se manifestant aussi simultanément. Si le fonctionnement du ventilateur 22 incorporé au conduit 4 pour l'introduction des gaz résiduaires du four reste inchangé, la température de chauffage des matières premières s'adapte par conséquent à celle des gaz résiduaires introduits et la conséquence est que, par exemple,
les matières premières pénétrant dans le four de fusion sont proportionnellement plus chaudes lorsque la température de combustion est relativement basse, ce qui signifie qu'un préchauffage temporairement plus faible de l'air de combustion à introduire dans le four de fusion (et ainsi une combustion temporairement plus basse) est compensée par un préchauffage élevé des matières premières, si bien que le fonctionnement du four de fusion est
de cette façon réglé - en prédominance automatiquement.
La figure 2 représente un second exemple de réalisation du dispositif de chauffage conforme à l'invention, dont quelques points sont légèrement modifiés par rapport au premier exemple de réalisation (figure 1 ).
A la figure 2, les parties identiques à celles de la figure 1 sont désignées par les mêmes références numériques, de sorte que l'on peut renoncer largement à leur description en vue d'éviter des répétitions.
La différence essentielle de ce second exemple de réalisation consiste en ce que le récupérateur 20, parcouru par les gaz résiduaires du
four et préchauffant l'air de combustion du four de fusion 1, est conçu comme un échangeur de chaleur tubulaire à action indirecte, à travers lequel
les gaz résiduaires chauds, provenant du four de fusion 1, passent constamment et régulièrement ( sans une inversion quelconque), puis sont amenés
à un système tubulaire 31 que traverse l'air de combustion frais ou froid
qui y est chauffé indirectement par les gaz résiduaires du four avant d'être introduit par un conduit 32 dans le four de fusion ou ses brûleurs (non représentés en détail). Le récupérateur 30 est relié aussi, par un conduit 33 pour l'introduction des gaz résiduaires du four (sans l'intercalation d'un ventilateirr), directement au préchauffeur à lit fluidisé 3 ou à sa chambre de pression 3b' (au-dessous de la grille 23). Comme les gaz résiduaires du four peuvent encore être relativement chauds dans ce cas par rapport à ceux de l'exemple de réalisation de la figure 1, il est recommandé' en général de revêtir le conduit 33 pour l'amenée des gaz résiduaires detelle sorte qu!il résiste à la chaleur, tel que ceci est indiqué en partie par la représentation
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Au surplus, pour éviter une surchauffe dans le préchauffeur à lit fluidisé 3, ainsi que, le cas échéant, une réaction non désirée des matières premières par l'action des gaz résiduaires trop chauds du four, une fraction correspondante de ces gaz résiduaires peut être évacuée à l'atmosphère (éventuellement par l'intermédiaire d'une cheminée) en passant par un conduit de branchement 34 relié au conduit d'introduction 33, un raccord d'admission d'air frais 35 étant rattaché au conduit d'introduction des gaz résiduaires 33 dans la zone située en amont du préchauffeur à lit fluidisé 3
(en tout cas, dans la zone comprise entre le préchauffeur 3 et le conduit de branchement 34), afin que les gaz résiduaires du four affluant vers les matières premières contenues dans le préchauffeur à lit fluidisé 3 puissent être portés à la température nécessaire par addition et mélange d'air froid.
La pression nécessaire, à laquelle les gaz résiduaires du four
sont amenés au préchauffeur à lit fluidisé, est produite dans ce cas, par une conception correspondante du ventilateur 36 monté en aval du dépoussiéreur à grand rendement 5.
Pareillement, dans ce second exemple de réalisation, la sortie du préchauffeur à lit fluidisé 3 est constituée d'un sas de décharge 37 qui, de
la même façon que dans l'exemple de réalisation décrit ci-avant, est en liaison, par un conduit de raccordement 16, avec la vis sans fin d'accumulation de poussière 15 du filtre 5, d'une part ainsi que par l'entremise du conduit de jonction 11, avec le réservoir intermédiaire 12, d'autre part. Comme dans cet exemple de réalisation représenté à la figure 2, l'état fluidisé des matières premières contenues dans la chambre 3a du lit fluidisé est maintenu par la dépression du ventilateur 36, il est nécessaire de raccorder le sas de décharge 27 du lit fluidisé à une source d'air comprimé séparée. Dans ce but, on utilise un conduit de raccordement d'air comprimé
38 pour le sas de décharge 37 du lit fluidisé, conduit 38 qui peut être relié
à une source d'air comprimé non représentée en détail (par exemple, à un système d'air comprimé existant ou à un petit ventilateur supplémentaire).
Dans cet exemple de réalisation de l'invention, quelque peu simplifié quant à la forme de construction, on a prévu, de préférence, des instruments de commande non représentés en détail, qui agissent sur les clapets d'étranglement 39, 39a, 39b, incorporés au conduit d'introduction der. gaz résiduaires 33, au conduit de branchement 34 et au raccord tubulaire d'admission d'air frais 35, de façon que toute température optimale des gaz résiduaires pour le chauffage des matières premières du^ préchauffeur 3 puisse être établie; de cette façon, une température approximativement constante règne également dans le four de fusion.
REVENDICATIONS
1. Installation servant au chauffage de matières premières destinées à la
fusion du verre comprenant un four de fusion et un préchauffeur de matières premières monté en amont du four de fusion et auquel est raccordé un conduit pour l'amenée des gaz résiduaires du four, caractérisée en ce qu'un préchauffeur à lit fluidisé (3) pourvu d'un sas de décharge (10, 37) sert de préchauffeur de matières premières et en ce qu'un dépoussiéreur à grand rendement (5), dont la tubulure de décharge de poussière (15a) est reliée au sas de décharge du lit fluidisé, est raccordé au conduit de gaz résiduaires (6) du préchauffeur à lit fluidisé.