Procédé de traitement en continu par la chaleur, de matériaux non agglomérables, notamment de charbon, et four pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé de traitement en continu, par la chaleur, de matériaux non agglomérables, par exemple pour la cuisson en continu,
la volatilisation et/ou la calcination de matériaux car bonés tels que le charbon non agglomérable (charbon ayant une faible valeur d'agglutination), l'anthracite, le bois, le coke de pétrole vert, les boulettes ou les bri quettes contenant des pourcentages déterminés de char bon bitumeux et autres matériaux carbonés, avec ou sans lien bitumeux. Ce procédé peut également être uti lisé pour la calcination de dolomites, de calcaires et de roches à ciment, la récupération d'oxyde de calcium à partir de boue de carbonates,
la décomposition de car bonates, de sulfates et de chlorures, la réactivation de carbones activés, et analogues.
L'invention a également pour objet un four pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Jusqu'à maintenant, les volatilisations et calcinations mentionnées ci-dessus ont généralement été effectuées en traitant le matériau par fournée. Par exemple, le coke se fabrique ordinairement à l'aide d'un four vertical. Il existe différentes sortes de cokes qui ne peuvent pas être traités convenablement par les procédés et appareils con ventionnels, ou qui, s'ils sont traités de façon conven tionnelle, donnent des produits peu satisfaisants. Par exemple, le traitement du charbon bitumeux dans un appareil conventionnel donne un produit très médiocre dans lequel les résidus volatils se présentent en trop grande quantité, ces produits n'étant pas souvent accep tables.
Les produits ainsi obtenus manquent souvent d'homogénéité en ce sens que les produits volatils sont mieux extraits dans certaines parties de la fournée que dans d'autres parties.
La calcination du coke de pétrole vert est effectuée normalement dans un four rotatif. La rotation du four tend à désagréger les particules de coke et une partie du produit fini est soufflé hors du tas avec les produits de combustion. De plus, une séparation s'établit dans la masse du matériau en traitement, les particules plus grandes se déplaçant librement à la surface et les parti cules plus fines demeurant à l'intérieur de la masse. Ainsi, les particules plus grandes sont plus complète ment volatilisées que les particules petites.
Les opérations de calcination effectuées par fournée avec du calcaire ne sont pas satisfaisantes en ce qui con cerne l'uniformité ; en effet, ces opérations produisent généralement une chaux complètement brûlée présen tant une enveloppe dure à la surface du produit, ce qui empêche l'iinbibation.
Le procédé et le four selon l'invention pour le trai tement de ces matériaux résolvent ces problèmes et per mettent l'obtention d'un produit plus homogène. Ils per mettent par exemple l'obtention d'un coke excellent à partir de charbons bitumeux, ceux-ci ne conservant que 0,5 à 1,5 % de matière volatile. Dans le traitement du calcaire, ils permettent l'obtention d'une chaux faible ment brûlée, s'imbibant plus facilement qu'une chaux complètement brûlée.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on amène de façon continue le matériau à traiter sur la périphérie extérieure d'un foyer disposé dans une chambre chauffée pour former un lit de matériau, on déplace le foyer et le matériau qu'il porte relativement à plusieurs tisonniers disposés au-dessus du foyer et espacés progressivement vers le centre du foyer, en ce qu'on fait avancer progressivement le matériau vers une sortie disposée au centre du foyer en disposant les tison niers de manière qu'ils pénètrent dans le lit en formant un angle d'attaque qui déplace le lit progressivement vers l'intérieur, à la sortie,
en ce qu'on retourne le lit lors de son déplacement progressif vers la sortie, et en ce qu'on décharge le matériau traité dans la sortie.
Le four pour la mise en oeuvre du procédé est carac térisé en ce qu'il comprend une chambre chauffée, un foyer disposé dans la, chambre, une sortie pour le maté riau, disposée au centre du foyer, des moyens pour ame ner du matériau sur le foyer, à la périphérie de ce der nier de manière à former un lit de ce matériau, des tison niers fixes disposés au-dessus du foyer et des moyens pour faire tourner le foyer, les tisonniers étant espacés progressivement vers le centre du foyer.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs mises en aeuvre du procédé objet de l'invention La fig. 1 est une vue en coupe à travers un four. La fig. 2 est une vue partielle à plus grande échelle des tisonniers et des moyens de support des tisonniers représentés à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 2.
La fig. 5 est une vue en coupe partielle selon la ligne V-V de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue à plus grande échelle et partiel lement en coupe d'une paire de tisonniers.
La fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en coupe partielle du foyer et des tisonniers selon une seconde forme d'exécution. La fig. 9 est une vue en coupe prise à 900 de la fig. 8 selon la ligne IX-IX de la fig. 10.
La fig. 10 est une vue en plan partiel du foyer repré senté aux fig. 8 et 9.
Le four représenté comprend un foyer rotatif 10 pré sentant une surface intérieure 11 inclinée vers le bas de l'extérieur vers un puits de décharge 12 s'étendant selon l'axe central du foyer et disposé au-dessous de ce der nier. Le foyer rotatif 10 est supporté sur des rouleaux espacés 13 montés sur un cadre 14. Il est entraîné par un moteur, ceci par l'intermédiaire d'un pignon et d'une crémaillère. Un rebord 15 s'étend verticalement au-des sus de la surface 11 à sa périphérie et porte une cheneau 16 remplie de sable 17. On peut, à la place du sable, utiliser un liquide.
Le cadre 14 porte des poutres 20 supportant elles- mêmes un toit 21 en matière réfractaire et pourvu d'une cheminée centrale 22. Le toit 21 comprend une paroi 23 portant une bride 24 s'étendant dans le sable 17 que porte la cheneau 16. Ceci constitue un joint rotatif entre le toit 21 et le foyer 10. Le toit 21 est pourvu de trous d'admission d'air 25 alimentés par un tuyau 26 monté sur le cadre 14 du four. Les trous d'admission 25 diri gent l'air vers le bas en direction du foyer. Les parois latérales 23 du plafond présentent des trous 27 recevant de l'air depuis un tuyau 28 également monté sur le cadre 14. Les trous 27 dirigent l'air à travers le foyer en direc tion radiale.
Des brûleurs 29 sont également montés dans le toit afin d'amener le four à la température voulue et de fournir la chaleur supplémentaire nécessaire pour les réactions ne s'entretenant pas ou pas complétement elles-mêmes. Un canal d'alimentation 30 traverse le toit 21 à proximité de la paroi latérale 23. Ce canal présente une extrémité 31 dont la hauteur est réglable de façon que l'on puisse régler la hauteur du matériau qui est déposé sur la surface I1 du foyer. Un passage 32, en forme de U, s'étend radialement dans le toit, de la che minée 22 à la paroi 23. Le fond du passage 32 présente des ouvertures 33 recevant de façon coulissante les tison niers 34.
Les tisonniers 34 peuvent être constitués par des éléments plats, pleins ou creux présentant des chica nes intérieures verticales 35.
Dans le cas de températures élevées on pré fère évidemment utiliser les éléments creux. Chaque chi cane est pourvue d'un conduit 36 d'amenée du fluide réfrigérant et d'une conduite 37 d'évacuation de ce fluide, ces conduites servant également à supporter les tison niers. Le fluide réfrigérant tel que de l'eau ou de l'air est amené par le conduit 36 -dans le tisonnier 34, ceci d'un côté de la chicane 35. Le fluide passe sous cette chicane pour s'échapper par le tuyau de sortie 37 de l'autre côté de la chicane. Des joints réfractaires 38 sont disposés sur les conduits 36 et 37 de façon à s'adapter à l'orifice 33.
Les tuyaux 36 et 37 sont maintenus entre deux supports 39 et 40 fixés ensemble par des bou lons 41. Les supports 39 et 40 sont fixés entre des pou tres réglables 42 et 43 par des boulons 44. Des vis 45 pour le réglage vertical sont prévues à chaque extrémité des poutres 42 et 43. Ces vis 45 viennent appuyer contre des poutres fixes 46 et 47 s'étendant à travers le canal 32, ceci comme représenté à la fig. 3.
Une table de décharge rotative est prévue au-dessous du puits de décharge afin de recevoir les produits pas sant par le passage. Un tuyau de décharge fixe 51 est monté dans le cadre 14 entre le passage 12 et la table de décharge 50. Le tuyau de décharge 51 présente une cheneau périphérique 52 remplie de sable 53 dans lequel pénètre une bride 54 fixée sur le passage de décharge, ceci afin de former un joint.
Le fonctionnement du four décrit ci-dessus est le sui vant. Les brûleurs 29 sont allumés afin d'amener le four à la température voulue, laquelle dépend de la nature du matériau à volatiliser ou à calciner. Le matériau est amené par le couloir 30 et est déposé de façon continue le long de la périphérie de la surface 11 du foyer, ceci en formant une couche à l'épaisseur et à la largeur vou lues. Lorsque le foyer tourne, le matériau vient rencon trer les tisonniers 34.
Chaque ensemble de ces tisonniers déflecte le matériau dans l'anneau concentrique adja cent de sorte que l'écoulement du matériau, de la péri phérie de la surface 11 vers le puits de décharge 12, s'effectue sous forme d'anneaux concentriques spiraux, dont la largeur va en augmentant à mesure que le dia mètre diminue, ceci afin de maintenir constante l'épais seur du lit formé par le matériau. Ces anneaux concen triques sont représentés schématiquement à la fig. 4 en même temps que la position relative des tisonniers cor respondants.
La position verticale des tisonniers déter mine la quantité du matériau qui demeure sur le foyer lorsque ce dernier tourne. Les tisonniers tendent à mélan ger et à retourner plusieurs fois le lit lorsque le matériau se déplace de la périphérie du foyer vers le passage de sortie. Ceci permet d'obtenir un chauffage et une réac tion plus uniformes qu'un produit plus homogène.
Dans la forme d'exécution représentée aux fi-. 8 à 10, on a représenté un foyer 60 en forme de gradins dans lequel chaque anneau concentrique est déterminé par une surface verticale 61, cette surface 60 du foyer en forme de gradins remplaçant la surface inclinée 11 des fig. 1 à 7. On a également représenté une variante des tisonniers, un certain nombre de ceux-ci 70 étant dispo sés en avant des autres 71.
Le premier tisonnier 70 est placé plus haut que le second 71 de façon à enlever une couche supérieure du gradin et la décharger en premier dans le gradin suivant inférieur. Le second tisonnier enlève ensuite la couche inférieure qui devient la cou che supérieure de l'anneau suivant. De cette façon, on effectue plusieurs retournements du matériau. Il est clair que la disposition des tisonniers par paire s'applique également dans d'autres formes d'exécution.