CH381590A - Procédé de préparation d'un ciment hydraulique et appareil pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  Procédé de préparation d'un     ciment    hydraulique et appareil pour sa     anise    en     aeuvre       La présente invention a pour objet un procédé de  préparation d'un ciment hydraulique et un appareil  pour la mise en     oeuvre    de ce procédé. Elle vise à fournir  un procédé plus économique que les procédés connus  et permettant d'obtenir des ciments d'une meilleure  qualité.  



  Le procédé objet de l'invention est caractérisé en  ce qu'on établit initialement et on maintient une masse  de particules relativement grossières de ciment fini  dans l'état     fluidifié,    dans une zone de réaction, par un  courant de gaz dirigé vers le haut à travers la masse,  on maintient cette masse à la température nécessaire  à la réaction de formation du ciment, on charge ensuite  dans la masse des particules relativement fines de subs  tances réactives capables de former du ciment hydrau  lique qui se dépose sur les surfaces des particules  relativement grossières initiales de ciment fini,

   et on  retire de la masse les particules les plus grossières  seulement qui sont déchargées sous forme de ciment  hydraulique fini tout en maintenant dans la masse les  particules les plus fines afin de les soumettre à des  conditions de réaction continue pour assurer le dépôt  sur elles     desdites    particules fines alimentées.  



  On peut former initialement au début de l'opéra  tion et maintenir pendant l'opération continue une  masse fluidifiée comprenant     principalement    des par  ticules relativement grossières de ciment, par exemple  des particules d'une dimension égale ou supérieure à  400 microns, et charger dans cette masse   stable   les  substances réactives destinées à fournir du ciment,  alimentées sous forme     finement    divisée en particules  présentant, par exemple, une dimension maximum infé  rieure à 100 microns.

   Initialement, la réaction se pro  duit pour quelques fines particules qui adhèrent aux  surfaces des particules de ciment et une petite quan  tité de phase fondue apparaît sur ces surfaces, produi  sant une certaine adhésivité qui est     suffisante    ensuite    pour entraîner toutes les fines particules alimentées à  s'attacher aux surfaces des particules plus grosses de  ciment.     Ainsi,    les réactions de formation du ciment se  font sur ces surfaces, produisant une croissance gra  duelle des particules de ciment par couches succes  sives de ciment neuf ainsi produit.

   Mais la réaction  qui s'effectue sur les particules de ciment est     limitée    et  contrôlée, de la manière décrite plus bas, et par consé  quent la quantité de phase fondue se produisant sur  ces surfaces est également limitée et contrôlée. L'effet  résultant est une     adhésivité        suffisante    pour produire  l'adhérence des fines particules aux particules plus  grossières, mais cette     adhésivité    est encore     insuffisante     pour que les plus grosses particules de ciment s'at  tachent les unes aux autres, ce qui évite l'aggloméra  tion de la masse fluidifiée.  



  Pour obtenir et contrôler l'adhésivité dans la masse       fluidifiée,    on peut choisir le taux de chargement appro  prié des matières     alimentées    finement divisées, relative  ment à la masse totale des particules de ciment gros  sières     fluidifiées    maintenues dans la zone de réaction,  et ce choix du taux de chargement peut être fait en  relation avec les vitesses de réaction qui, à leur     tour,     sont principalement     déterminées    par la température  à laquelle la masse fluidifiée est portée.  



  Dans la zone de réaction, les particules de la masse  fluidifiée augmentent continuellement de dimension  quand des couches successives de ciment neuf sont for  mées sur les surfaces de ces particules, et en consé  quence les particules les plus grosses (ayant la plus  grande masse relativement à leur surface) contiennent  le pourcentage le plus élevé de produit     fini,    éventuelle  ment avec une trace de matière ayant     partiellement     réagi à leur surface.

   Il est donc avantageux de retirer  de la masse fluidifiée, par un tube de décharge, seule  ment les plus grosses particules qui sont déchargées  comme produit final, car de cette manière le produit           final    contient au plus une très faible quantité de  matière n'ayant pas réagi ou ayant réagi partielle  ment.  



  La figure unique du dessin annexé montre schéma  tiquement une forme d'exécution de l'appareil objet  de l'invention et illustre également, à titre d'exemple,  une mise en     #uvre    du procédé objet de l'invention.  



  Une masse fluidifiée 1 est établie dans un récipient  de réaction 2 et supportée par une grille 3, cette masse  étant composée de particules relativement grossières  de ciment fini. Le récipient 2 est formé par une coquille  d'acier doublée intérieurement de briques réfractaires  et isolée     extérieurement.    De l'air ou un autre gaz  contenant de l'oxygène est envoyé dans la masse  fluidifiée par un compresseur 4, le gaz s'écoulant  depuis ce dernier dans une conduite 5, dans un échan  geur de chaleur 6, et dans une conduite 7 qui se divise  en deux conduites 8 et 10 munies de vannes de com  mande de l'écoulement 9 et 11, respectivement.

   Le  gaz s'écoulant dans la conduite 8 entre dans la partie  inférieure du récipient de réaction, au-dessous de la  grille 3; et passe vers le haut à travers la grille dans la  masse fluidifiée, tandis que le gaz s'écoulant dans la  conduite 10 entre dans la masse fluidifiée à travers un  tube de décharge 12 du produit final. L'extrémité supé  rieure 12' du tube de décharge 12 est conique, pour des  raisons qui seront exposées plus loin. Une quantité  appropriée de combustible (par exemple un gaz, de  l'huile, du charbon pulvérisé, etc.) est envoyée dans la  masse fluidifiée par des conduites 13 et 15 munies de       vannes    de commande 14 et 16, respectivement.

   La  combustion du combustible dans l'oxygène contenu  dans le gaz entrant par les conduites 8 et 10 et dans  l'oxygène qui peut être régénéré dans la masse fluidifiée  par conversion des sulfates par exemple, produit la  chaleur nécessaire pour maintenir la masse fluidifiée  à la température de réaction. Les gaz de combustion  et les autres gaz se déchargeant depuis la partie supé  rieure de la masse     fluidifiée    s'écoulent dans un orifice  de décharge 17, à travers un générateur de vapeur 18,  une conduite 19 et l'échangeur de chaleur 6, et sont  déchargés par une conduite 20.  



  Des substances réactives, broyées de manière à  présenter des particules relativement     fines    dans un  appareil non représenté, sont chargées dans la masse  fluidifiée à travers des conduites 22 et 23 munies de  vannes de commande 21 et 24 respectivement. Des       particules    du produit     final    peuvent être réintroduites  dans le cycle d'opérations pour contrôler la distri  bution des dimensions des particules de la masse       fluidifiée,    ces particules étant chargées à travers une  conduite 25 munie d'une vanne de commande 26 et  à travers une conduite 27.  



  Les particules de produit     final    sont retirées de la  masse fluidifiée par le tube de décharge 12 et à travers  une conduite 28 munie d'une vanne de commande 29.  Le tube de décharge 12 fonctionne comme suit. Les  gaz chargés dans le tube 12 depuis la conduite 10  s'écoulent vers le haut dans ce tube et, quand ils  atteignent l'extrémité conique 12' de diamètre crois-         sant,    leur vitesse linéaire diminue.     Lamasse    fluidifiée  placée immédiatement au-dessus de l'extrémité conique  12' descend dans le tube de décharge jusqu'à une sec  tion où la vitesse des gaz est     suffisante    pour supporter  seulement les particules fluidifiées les plus petites.

    Dans cette section, il se produit une séparation, les  particules les plus grosses continuant à tomber, le  rapport de leur masse à leur surface étant     suffisamment     élevé pour que ces grosses particules tombent contre  l'action du courant gazeux dirigé vers le haut, tandis  que les particules plus petites sont supportées par ce  courant et ramenées dans la masse fluidifiée. Le degré  de séparation des particules pour tout tube de décharge  donné peut être réglé en faisant varier les vitesses des  gaz dans le tube, par réglage de la répartition du  courant de gaz total entre les conduites 8 et 10.

   Ainsi,  on peut envoyer plus ou moins de gaz vers le haut  à travers le tube de décharge 12 pour produire un  courant de gaz respectivement plus faible ou plus fort  à travers la grille 3, le réglage étant assuré au moyen  des vannes 9 et 11. Les plus grosses particules, qui  sont capables de tomber à contre-courant à travers le  gaz qui s'élève, se réunissent dans la partie inférieure  du tube au-dessous de l'entrée du gaz et peuvent  être déchargées à travers la conduite 28 comme men  tionné plus haut.  



  L'opération est déclenchée en envoyant l'air ou le  gaz contenant de l'oxygène et s'écoulant à travers la  conduite 7 dans un appareil auxiliaire 30 de chauffage  préalable du gaz, en fermant une vanne 31 et en ouvrant  des vannes 32 et 33. La répartition du gaz entre les  conduites 8 et 10 est réglée de manière à avoir un fort  écoulement dans la conduite 10. L'appareil de chauf  fage préalable 30 est allumé. Les particules de ciment,  dont les dimensions sont comprises dans le domaine  correspondant à une répartition de dimensions de  particules moyenne dans la masse fluidifiée pendant  l'opération normale, sont alors chargées dans le réci  pient 2 par une conduite 34, une vanne 35 et la conduite  27 jusqu'au niveau désiré pour cette masse fluidifiée  initiale.

   La température de la masse     fluidifiée    s'élève  quand les gaz préalablement     chauffés    s'écoulent à  travers cette masse et, quand la température est     suffi-          samment    élevée, par exemple à 540  C, le combustible  est chargé dans la masse fluidifiée et, par combustion  dans l'oxygène, élève la température à la valeur vou  lue. L'appareil auxiliaire 30 de chauffage préalable  est alors mis hors circuit, la vanne 31 est ouverte et  les vannes 32 et 33 sont fermées. Le chargement de la  matière alimentée en poudre commence à ce moment.  Le retrait du produit est assuré en réglant le débit  gazeux à travers les conduites 8 et 10, comme on l'a  vu ci-dessus.

   Si nécessaire, des particules de ciment  sont réintroduites dans le cycle, comme indiqué plus  haut. L'opération peut être poursuivie dans les condi  tions désirées et le procédé suit son cours.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé de préparation d'un ciment hydraulique, caractérisé en ce qu'on établit initialement et on maintient une masse de particules relativement gros sières de ciment fini dans l'état fluidifié, dans une zone de réaction, par un courant de gaz dirigé vers le haut à travers la masse, on maintient cette masse à la tem pérature nécessaire à la réaction de formation du ciment, on charge ensuite dans la masse des particules relativement fines de substances réactives capables de former du ciment hydraulique qui se dépose sur les surfaces des particules relativement grossières initiales du ciment fini,

   et on retire de la masse les particules les plus grossières seulement qui sont déchargées sous forme de ciment hydraulique fini tout en maintenant dans la masse les particules les plus fines afin de les soumettre à des conditions de réaction continue pour assurer le dépôt sur elles desdites particules fines alimentées. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient la masse à ladite température en intro duisant de l'oxygène dans le courant de gaz et en introduisant un combustible dans ladite masse, ce combustible brûlant dans l'oxygène. 2.

   Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on décharge de la zone de réaction les gaz de combustion et d'autres gaz produits dans ladite masse, et en ce qu'on charge lesdites particules rela tivement fines sans contact préalable desdits gaz déchar gés avec ces particules. 3.

   Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on retire une partie de ladite masse vers le bas de celle-ci à travers une zone étranglée, on fait passer un courant de gaz vers le haut à travers ladite zone étranglée en contact avec la partie retirée et à contre- courant de cette dernière, la vitesse du gaz vers le haut à travers la zone étranglée étant suffisante pour entrainer et ramener dans la masse les particules les plus fines, mais insuffisante pour entraîner et ramener dans la masse les particules les plus grossières, de manière que les particules les plus grossières seulement soient déchargées à travers la zone étranglée comme produit final. 4.

   Procédé selon la sous-revendication 3, caracté risé en ce qu'on maintient la masse de particules à l'état fluidifié par le gaz introduit vers le haut à travers la zone étranglée et par du gaz introduit séparément dans la partie inférieure de la masse, et on contrôle la dimension des particules retirées à travers la zone étranglée en faisant varier la vitesse du gaz introduit dans la masse des particules à travers la zone étran glée de retrait. 5. Procédé selon la sous-revendication 4, caracté risé en ce que la quantité de gaz introduite séparément dans la partie inférieure de la masse et la quantité de gaz introduite à travers la zone étranglée de retrait sont liées l'une à l'autre de manière à introduire dans la masse une quantité de gaz constante. 6.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on utilise des particules grossières de ciment et des particules relativement fines de substances réac tives dont les dimensions sont dans un rapport supé- rieur à 4 à 1, on maintient le mélange de particules résultant à la température de la réaction de formation du. ciment, et on décharge de cette zone de réaction les parties de ladite masse à l'état fluidifié, les parties déchargées contenant le produit final. 7. Procédé selon la sous-revendication 6, caracté risé en ce que les particules de ciment présentent une dimension supérieure à 400 microns et les particules de substances réactives une dimension inférieure à 100 microns.

   REVENDICATION II Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, pour effectuer les réactions dans un lit fluidifié, caractérisé en ce qu'il comprend un réci pient délimitant un espace de réaction, le fond dudit espace étant formé, au moins en partie, par un dispo sitif perméable au gaz, des moyens pour faire passer un gaz de fluidification vers le haut à travers ledit dis positif perméable dans l'espace de réaction, un tube de décharge s'étendant vers le bas depuis l'espace de réaction et destiné à la décharge du produit de la réac tion, et des moyens pour faire passer un gaz vers le haut à travers ledit tube de décharge pour entraîner les particules relativement légères,

   de manière que seules les particules relativement lourdes soient déchar gées à l'extrémité inférieure du tube de décharge. SOUS-REVENDICATIONS 8. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que le tube de décharge s'étend depuis le fond de l'espace de réaction et, sur une partie au moins de sa longueur, présente des parois qui divergent vers le haut, le gaz dirigé vers le haut à travers ce tube de décharge étant déchargé depuis l'extrémité supérieure de ce dernier dans l'espace de réaction, de manière que la vitesse du gaz introduit dans le tube de décharge soit réduite avant que le gaz soit déchargé à l'extrémité supérieure du tube de décharge dans l'espace de réac tion. 9.

   Appareil selon la sous-revendication 8, caracté risé en -ce que ledit dispositif perméable au gaz est une grille s'étendant autour de la partie extérieure du récipient de réaction, et en ce que le tube de décharge est disposé sensiblement centralement par rapport au récipient de réaction et présente une partie supérieure convergente vers le bas depuis la périphérie intérieure dudit anneau. 10.

   Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne pour commander l'écoulement des particules relativement lourdes depuis l'extrémité inférieure du tube de décharge, et en ce que ce dernier comprend une entrée pour le gaz qui doit passer vers le haut à travers le tube, cette entrée étant disposée entre ladite vanne et l'espace de réaction, de manière que la partie du tube de décharge entre la vanne et l'entrée des gaz forme une chambre de ras semblement pour les particules relativement lourdes qui doivent être déchargées.