CH616640A5 - Process for the manufacture of cement by a dry route and plant for making use of this process - Google Patents

Description

La présente invention concerne la fabrication du ciment par voie sèche dans des installations comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur où les matières crues sont chauffées par les fumées du four et éventuellement d'une chambre de calcination placée en amont du four, en considérant le sens de circulation des matières, et un refroidisseur où le clinker sortant du four est refroidi par de l'air qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four et éventuellement dans la chambre de calcination.

Dans les installations actuelles, le débit d'air secondaire nécessaire est insuffisant pour assurer le refroidissement du clinker et on est conduit à utiliser dans le refroidisseur de l'air en excès qui est rejeté à l'atmosphère ou qui est recyclé après avoir été refroidi par échange indirect avec de l'air froid.

Pour récupérer les calories de l'air en excès, on l'utilise parfois pour sécher les matières premières. Mais, comme cet air est extrait du refroidisseur à température relativement basse, de l'ordre de 300° C, la quantité de chaleur récupérée est faible.

On a également proposé de prélever l'air en excès sur le refroidisseur à une température plus élevée, de l'ordre de 800° C, et à utiliser sa chaleur sensible dans une chaudière associée à un turbo-alternateur avant de la recycler. Cette solution entraîne des frais d'investissement et d'entretien supplémentaires relativement importants et, compte tenu du mauvais rendement de la transformation chaleur-énergie, ne présente un intérêt que si le coût de l'énergie électrique fournie par le réseau est très élevé.

Le but de la présente invention est de réduire la consommation calorifique de ces installations par une meilleure récupération de la chaleur sensible du clinker et d'éviter le rejet à l'atmosphère d'air ayant servi au refroidissement du clinker, ce qui supprime toute pollution au niveau du refroidisseur et permet de faire l'économie d'une installation de dépoussiérage.

L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication du ciment par voie sèche, suivant lequel des matières crues sont chauffées dans un préchauffeur au moyen des fumées d'un four tubulaire rotatif, puis sont introduites dans ledit four et le clinker produit est refroidi à la sortie du four au moyen d'air frais qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four, caractérisé en ce qu'on utilise la chaleur sensible d'une fraction de l'air de refroidissement qui est prélevée sur le refroidisseur de clinker à une température de l'ordre de 900 à 1000° C, pour calciner, au moins partiellement, une fraction des matières crues qui est ensuite introduite dans le four, et on renvoie une partie au moins de cet air dans le refroidisseur.

Dans le cas où l'installation comporte une chambre de calcination placée en amont du four, l'air secondaire prélevé sur le refroidisseur de clinker peut aussi céder une partie de ses calories à cette fraction des matières crues avant d'être envoyé à la chambre de calcination.

De l'air prélevé dans une zone plus froide du refroidisseur de clinker peut aussi être utilisé pour préchauffer cette fraction des matières crues.

Après chauffage et calcination, cette fraction des matières crues est introduite dans le four côté brûleur. On peut, en particulier, l'injecter dans le four avec le combustible, par la tuyère du brûleur.

Pour la mise en œuvre de ce procédé, on utilise une installation comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur où les matières crues sont chauffées par les fumées du four et un refroidisseur où le clinker sortant du four est refroidi par de l'air qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un échangeur dont l'entrée des gaz est reliée au refroidisseur, tandis que sa sortie est reliée à l'aspiration d'un ventilateur qui renvoie dans le refroidisseur au moins une fraction de l'air ayant traversé l'échangeur, cet échangeur comportant une entrée pour les matières et une sortie qui est reliée au four.

Lorsque l'installation comporte une chambre de calcination, l'air secondaire utilisé dans cette chambre peut être prélevé en un point intermédiaire de l'échangeur.

Dans le cas où l'installation comporte un refroidisseur à grille dont la zone la plus chaude est attenante au capot de chauffe du

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four, l'entrée des gaz de l'échangeur est reliée au refroidisseur et sa sortie est reliée à l'aspiration d'un ventilateur qui renvoie l'air sortant de l'échangeur sous la grille du refroidisseur, dans sa zone la plus chaude.

On peut prévoir un échangeur supplémentaire, par exemple à 5 cyclones, où les matières crues sont préchauffées avant leur entrée dans l'échangeur principal, au moyen d'air prélevé dans la zone la plus froide du refroidisseur, cet air étant ensuite mélangé à l'air sortant de l'échangeur principal pour être renvoyé dans le refroidisseur. 10

La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.

L'unique figure de ce dessin est le schéma d'une partie d'une installation pour la fabrication du ciment par voie sèche compor- is tant un préchauffeur, une chambre de calcination, un four tubulaire rotatif et un refroidisseur de clinker. La majeure partie des matières premières sont chauffées dans le préchauffeur au moyen des fumées du four et de la chambre de calcination puis calcinées avant d'être introduites dans le four où se produit la clinkérisa- 20 tion.

Le refroidisseur de clinker 14 est du type à grille et est raccordé au capot de chauffe du four 10 de telle sorte que le clinker chaud tombe directement du four sur la grille.

L'installation comporte en outre un échangeur à cyclones où 25 une fraction des matières premières crues est chauffée et au moins partiellement calcinée par de l'air chaud prélevé sur le refroidisseur. Cet échangeur comporte trois cyclones 22, 24 et 26 qui sont reliés en série par des gaines 28 et 30; l'entrée du cyclone 26 est reliée au capot de chauffe du four par une gaine 32 et la sortie du 30 cyclone 22 est reliée à l'aspiration d'un ventilateur 34 par une conduite 36. L'orifice de refoulement du ventilateur 34 est relié à des boîtes à vent placées sous la grille du refroidisseur, dans sa partie la plus chaude qui est celle attenante au capot de chauffe du four. 35

Un autre cyclone 38 a son entrée reliée, par une conduite 40,

au capot recouvrant la grille du refroidisseur, dans sa partie la plus froide; sa sortie est reliée à la conduite 36.

Un ventilateur 42 dont le refoulement est relié à une tuyère 44 permet d'injecter dans le four un combustible et la matière sortant du cyclone 26.

De l'air frais est soufflé sous la grille du refroidisseur, dans sa partie la plus froide. Le débit d'air frais est égal au débit total d'air secondaire consommé dans le four et dans la chambre de calcination.

Une conduite 46 relie la gaine 30 à l'entrée d'air de la chambre de calcination, non représentée, pour alimenter cette dernière en air secondaire. Cet air secondaire pourrait aussi être prélevé sur le capot de chauffe du four 10.

Les matières crues sont introduites dans le préchauffeur non représenté et placé en tête du four et en F dans la conduite 40; le débit de matière introduit en F ne représente qu'une faible fraction de celui introduit dans le préchauffeur.

Les matières introduites en F sont transportées pneumatique-ment jusqu'au cyclone 38 puis introduites dans l'échangeur. Elles traversent les cyclones 22, 24 et 26 et sont finalement injectées dans le four 10, par la tuyère 44, au moyen du ventilateur 42. La conduite 40 et le cyclone 38 constituent un échangeur supplémentaire où les matières introduites en F sont préchauffées avant d'être introduites dans l'échangeur principal comportant les cyclones 22, 24 et 26.

A titre d'exemple, on peut chauffer jusqu'à la température de décarbonatation et au moins partiellement calciner 10% du débit total des matières traitées dans l'installation au moyen de l'air prélevé sur le capot de chauffe du four à une température de 900-1000° C environ, l'air sortant des cyclones 22 et 38 étant recyclé sous la grille du refroidisseur à 300° C environ. L'économie calorifique réalisée par rapport à une installation classique est alors supérieure à 8%.

A la place de l'échangeur à cyclones, on pourrait évidemment utiliser un échangeur d'un type différent, notamment une tour d'échange à contre-courant.

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1 feuille dessins

Claims (10)

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1. Procédé pour la fabrication du ciment par voie sèche suivant lequel des matières crues sont chauffées dans un préchauffeur au moyen des fumées d'un four tubulaire rotatif, puis sont introduites dans ledit four et le clinker produit est refroidi à la sortie du four au moyen d'air frais qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four, caractérisé en ce qu'on utilise la chaleur sensible d'une fraction de l'air de refroidissement qui est prélevée sur le refroidisseur de clinker à une température de l'ordre de 900 à 1000°C, pour calciner, au moins partiellement, une fraction des matières crues qui est ensuite introduite dans le four et on renvoie une partie au moins de cet air dans le refroidisseur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie de l'air de refroidissement ayant servi à calciner ladite fraction des matières premières est utilisée comme air secondaire dans une chambre de calcination placée en amont du four en considérant le sens de circulation des matières et l'autre partie est utilisée pour chauffer cette fraction des matières premières, avant calcination, puis est renvoyée dans le refroidisseur.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise de l'air prélevé dans la zone à basse température du refroidisseur de clinker pour chauffer ladite fraction des matières premières, avant calcination.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fraction des matières premières est introduite, après calcination, dans la partie du four attenante au refroidisseur de clinker.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite fraction des matières premières est insufflée dans le four par la tuyère du brûleur.

6. Installation pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur où les matières crues sont chauffées par les fumées du four et un refroidisseur où le clinker sortant du four est refroidi par de l'air qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un échangeur dont l'entrée des gaz est reliée au refroidisseur, tandis que sa sortie est reliée à l'aspiration d'un ventilateur qui renvoie dans le refroidisseur au moins une fraction de l'air ayant traversé l'échan-geur, cet échangeur comportant une entrée pour les matières et une sortie qui est reliée au four.

7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'échangeur comporte, en un point intermédiaire, une sortie d'air qui est reliée par un conduit à l'entrée d'air d'une chambre de calcination placée en amont du four, en considérant le sens de circulation des matières.

8. Installation selon la revendication 6, dans laquelle le refroidisseur est du type à grille et comporte une zone chaude, attenante au four, et où entre le clinker chaud et une zone plus froide d'où sort le clinker refroidi, caractérisée en ce que l'air sortant de l'échangeur est renvoyé dans la zone chaude du refroidisseur, sous la grille.

9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un échangeur supplémentaire où les matières crues sont préchauffées, avant leur entrée dans l'échangeur principal, au moyen d'air prélevé dans la zone plus froide du refroidisseur, cet air étant ensuite mélangé à l'air sortant de l'échangeur principal et renvoyé dans le refroidisseur.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les échangeurs principal et supplémentaire sont du type à cyclones.