LU87199A1 - PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF EXPANDED PARTICLES BASED ON MINERAL WASTE AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents
PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF EXPANDED PARTICLES BASED ON MINERAL WASTE AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD Download PDFInfo
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Description
* Γ Λ -j Λ ΛΠΑ GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG* Γ Λ -j Λ ΛΠΑ GRAND-DUCHY OF LUXEMBOURG
#0¾¾ Monsieur le Ministre du 1..?.......5.ΥΞ—........1.?..?.,?................. jMMKI . de l’Économie et des Classes Moyennes# 0¾¾ Minister of 1 ..? ....... 5.ΥΞ —........ 1.? ..?.,? ............ ..... jMMKI. Economy and the Middle Classes
- SKS . Service de la Propriété Intellectuel^ 4103 ...................................................... (=gS LUXEMBOURG- SKS. Intellectual Property Service ^ 4103 ........................................... ........... (= gS LUXEMBOURG
Demande de Brevet d’inventionPatent Application
(ijtS'Os&ttT(ijtS'Os & ttT
Ύ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ( î) I. RequêteΎ ------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---- (î) I. Request
La société dite : Paul Wurth SA ( ολ 32 rueli^Hsace''............. ........... ........ ........... Γ ^ ’ L_1122' "LuXQïOÂlItg ............................ ''' .......................... ......The company called: Paul Wurth SA (ολ 32 rueli ^ Hsace '' ............. ........... ........ ... ........ Γ ^ 'L_1122' "LuXQïOÂlItg ............................ '' '.... ...................... ......
représente(e) par É.T. Freylinger & E. Meyers, ing. cons. en prop. indu.............. ( 3) 46 rue'^ agissant en dépose(nt) ce "treize avril" mil neuf cent quatre-virïgt-huit__________________________ ( 4) à ___________heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant:represented by É.T. Freylinger & E. Meyers, ing. cons. in prop. undue .............. (3) 46 rue '^ acting in deposit (nt) this "April thirteenth" one thousand nine hundred eighty-eight __________________________ (4) at ___________ hours, at the Ministry of Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: 1. this request for obtaining a patent for an invention concerning:
PrQcedé..-de- f abr.icatxon—de—partiGules expansées—:-------------------------------- ( 5) à......ba.se..Ae...,dêc.h.eis.„.Jiiin.émux.....ei™.installa.tioa____________________________________ pour la mise en oeuvre de ce procédé_____________________________ 2. la description en langue f r ahÇa._i.S.P.__________________________________de l’invention en trois exemplaires; 3. ^.HËÈ:E.®___________________________planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le __; 5. la délégation de pouvoir, datée de Luxembourg------------------------------ Ie -JTISTT^B 8---’ 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclareftit) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que F(es) inventeurs) est (sont): ( 6) ±..·..........Carlo...PAQUET..,.......60......rue....da....£daoenfels,......BRIDEL._.(.LiJxernbourg)..--------------------------------- .2..........CQSie.i.lle....MELAN./......:4.3......Bd...Ch _______________________________________________ revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) ........................................................................„........................................................................................déposée(s) en (8)___________________________________________________________________________________________________________________________________ le (9)...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................-.........PrQcedé ..- de- f abr.icatxon — de — Expanded Partules -: -------------------------------- ( 5) to ...... ba.se..Ae ..., dêc.h.eis. „. Jiiin.émux ..... ei ™ .installa.tioa ____________________________________ for the implementation of this process _____________________________ 2 the description in language fr ahÇa._i.SP __________________________________ of the invention in triplicate; 3. ^ .HËÈ: E.® ___________________________ drawing boards, in triplicate; 4. the receipt of taxes paid to the Luxembourg Registration Office on __; 5. the delegation of power, dated from Luxembourg ------------------------------ Ie -JTISTT ^ B 8 --- ' 6. the successor document (authorization); declare) by assuming responsibility for this declaration, that F (es) inventors) is (are): (6) ± .. · .......... Carlo ... PAQUET .., ... .... 60 ...... rue .... da .... £ daoenfels, ...... BRIDEL ._. (. LiJxernbourg) ..---------- ----------------------- .2 .......... CQSie.i.lle .... MELAN. / ... ...: 4.3 ...... Bd ... Ch _______________________________________________ claims (s) for the above patent application the priority of one (s) application (s) of (7) ....... .................................................. ............... „.................................. .................................................. .... filed in (8) ___________________________________________________________________________________________________________________________________ on (9) ................................. .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ............. .................................................. ...-.........
sous le N° (10)------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ au nom de (11) ...............................................................................................................................................................................................................................................................................................under N ° (10) ------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- --------- on behalf of (11) ................................... .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..
élit(élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg....................................................................................elect (elect) domicile for him / her and, if designated, for his / her representative, in Luxembourg ............................. .................................................. .....
46 rue du Cimet ière, 1 011 Luxembourg...................... ................................................................. (12) sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à-------------------..d.ix..-.h.U.i.t_______________________________________________________________________________________________________________________mois. - (13) T / mandataire: .,..A... -------------------1........................— ............................................................................................................................. (14) y'y _ Π. Procès-verbal de Dépôt46 rue du Cimet ière, 1 011 Luxembourg ...................... ................... .............................................. (12) requests (nt) the issuance of a patent for the subject described and represented in the abovementioned appendices, with postponement of this grant to -------------------. .d.ix ..-. top_______________________________________________________________________________________________________________________month. - (13) T / agent:., .. A ... ------------------- 1 .............. ..........— ....................................... .................................................. .................................... (14) y'y _ Π. Deposit Minutes
La susdite demande'de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Qasses Moyennes, Service de la Propriété Intellectjïe^fïSxembourg, en date du: 1 3 avril 1988 /y “ / \ £ \ Pr. le Ministre de l’Économie et des Qasses Moyennes, . ( ?\ /j»/” Le chef du service! ^a ppdpriété intellectuelle, ” \1}· X& / / X _The above application for a patent for invention has been filed with the Ministry of the Economy and Middle Classes, Department of Intellectual Property ^ fïSxembourg, dated: April 3, 1988 / y “/ \ £ £ Pr. Minister Economy and Average Qasses,. (? \ / j "/” The head of the service! ^ has intellectual property, ”\ 1} · X & / / X _
Coqs - a68007 ~ __/é.> _ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULAIRE DÈ'ÜÊPÔT. /Π / Λ «γ (1) s'il y a lieu "Demande de certificat d’addition au brevet principal, à la demande de brevetprincipal No.........IS· du. ...........”-(2) inscrire les nom, prénom, profession, Π a4 / adresse du demandeur, lorsque celui-ci est un particulier ou les dénomination sociale, forme juridique, adresse du siègrrocral, lorsque le demandeur est une personne morale - (3) inscrire ^ I les nom, prénom, adresse du mandataire agrée, conseil en propriété industrielle, muni d’un pouvotrspédal, s’il y a lieu: "représenté par. agissant en qualité de mandataire" I - (4) date de dépôt en toutes lettres - (5) titre de l’invention - (6) inscrire les noms, prénoms, adresses des inventeurs ou l’indication "(voir) désignation séparée (suivra)", lorsque la dési- — _ I gnation se fut ou se fera dans un document séparé, ou encore l’indication "ne pas mentionner", lorsquel-'mventeur signe ou signera un document de non-mention à joindre à une désignation t,Roosters - a68007 ~ __ / é.> _ EXPLANATIONS RELATING TO THE DEPOSIT FORM. / Π / Λ "γ (1) if applicable" Request for certificate of addition to the main patent, at the main patent application No ......... IS · du. ..... ...... ”- (2) enter the surname, first name, profession, Π a4 / address of the applicant, when the latter is an individual or the company name, legal form, address of the head office, when the applicant is a legal person - (3) enter ^ I the surname, first name, address of the authorized representative, industrial property attorney, provided with a power of attorney, if applicable: "represented by. acting as agent "I - (4) date of filing in full - (5) title of invention - (6) enter the names, first names, addresses of the inventors or the indication" (see) separate designation ( will follow) ", when the designation was or will be made in a separate document, or the indication" not to mention ", when the inventor signs or signs a non-mention document to be attached to a designation t,
JJ
BL 4103 Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet d'invention luxembourgeois pour :BL 4103 Descriptive memorandum filed in support of a Luxembourg patent application for:
Procédé de fabrication de particules expansées à base de déchets minéraux et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé par : Paul Wurth S.A.Process for the manufacture of expanded particles based on mineral waste and installation for the implementation of this process by: Paul Wurth S.A.
32 rue d'Alsace - L-1122 Luxembourg t - 1 -32 rue d'Alsace - L-1122 Luxembourg t - 1 -
PROCEDE DE FABRICATION DE PRRTICULE5 EXPANSEES fl BASE DE DECHET5 MINERRUX ET INSTALLATION POUR Lfl MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDEPROCESS FOR THE MANUFACTURE OF MINERRUX-BASED WASTE 5 PRRTICULE5 AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD
5 La présente invention concerne un procédé de fabrication de particules expansées à base de déchets minéraux, qui consiste à ajouter aux déchets minéraux broyés un adjuvant expanseur, à former à partir de ce mélange des nodules et à provoquer l'expansion de ces 10 nodules dans un courant de gaz chaud. L'invention concerne également une installation pour La mise en oeuvre de ce procédé.The present invention relates to a process for the production of expanded particles from mineral waste, which consists in adding to the ground mineral waste an expanding adjuvant, in forming nodules from this mixture and in causing the expansion of these nodules in a stream of hot gas. The invention also relates to an installation for implementing this method.
Un procédé de ce genre a déjà été proposé dans la demande de brevet alLemand 33 24 1936. Ce procédé permet 15 la récupération de déchets industriels tels que des cendres volantes, des résidus secondaires provenant de la combustion du charbon des centrales électriques ou de boues de dragage des ports. Lors du réchauffement des -particules formées du mélange de ces déchets et de l'ad-20 juvant expanseur jusqu'à La température de ramollissement des particules minérales, Les émissions gazeuses provoquent un gonflement des particules par La formation d'alvéoles fermées. Après refroidissement de ces nodules expansés, on obtient des particules solides, de granulo-25 mêtrie variable C4 à 20 mm) et d'un poids spécifique pouvant varier entre 0,2 et 0,8 g/cm3. La légèreté, la solidité et le pouvoir isolant de ces nodules expansés en font un excellent additif pour Les matériaux de construction, tel que le béton, et pour les produits d'isolation. 30 Malheureusement, La mauvaise maîtrise du réchauf fement et de la phase d'expansion des nodules n'a pas - 2 - encore permis de développer ce procédé jusqu'au stade industriel. En effet, les déchets visés par ce procédé sont essentiellement constitués d'oxyde de silice et d'oxyde d'aluminium, qui, lors de la phase critique du 5 réchauffement, passent à un stade de consistance pyro- plastique et les particules ont, de ce fait, tendance à s'agglutiner et à rester collées ensemble lors du refroidissement .A process of this kind has already been proposed in the German patent application 33 24 1936. This process allows the recovery of industrial waste such as fly ash, secondary residues from the combustion of coal from power plants or sludge from dredging of ports. During the heating of the particles formed from the mixture of this waste and of the expanding adjuvant up to the softening temperature of the mineral particles, the gaseous emissions cause the particles to swell by the formation of closed cells. After cooling these expanded nodules, solid particles are obtained, of variable particle size 25 (C4 at 20 mm) and a specific weight which can vary between 0.2 and 0.8 g / cm3. The lightness, solidity and insulating power of these expanded nodules make them an excellent additive for building materials, such as concrete, and for insulation products. Unfortunately, poor control of the heating and the expansion phase of the nodules has not yet made it possible to develop this process up to the industrial stage. Indeed, the waste targeted by this process essentially consists of silica and aluminum oxide, which, during the critical phase of heating, pass to a pyro-plastic consistency stage and the particles have, therefore, tendency to clump together and remain stuck together during cooling.
Le but de la présente invention est de prévoir un 10 nouveau procédé du genre décrit dans le préambule qui permet de réduire les risques d'agglutination des nodules Lors de la phase d'expansion et de refroidissement. Un autre but de l'invention est de prévoir une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.The object of the present invention is to provide a new process of the type described in the preamble which makes it possible to reduce the risks of agglutination of the nodules during the expansion and cooling phase. Another object of the invention is to provide an installation for the implementation of this method.
15 Pour atteindre cet objectif, le procédé proposé par la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on introduit les nodules non expansés dans un courant ascendant des gaz de combustion d’un brûleur et en ce que l'on établit au dessus du brûleur un lit flui-20 disê dans lequel les nodules sont maintenus en suspension jusqu'à expansion suffisante par réchauffement, et en ce que l'on sépare, par gravité, les nodules expansés des gaz de combustion.To achieve this objective, the method proposed by the present invention is essentially characterized in that the unexpanded nodules are introduced into an upward flow of combustion gases from a burner and in that it is established above the burner a flui-20 disê bed in which the nodules are kept in suspension until sufficient expansion by heating, and in that the expanded nodules are separated by gravity from the combustion gases.
Selon un mode d'exécution avantageux, on provoque 25 la séparation des nodules expansés par déviation contre une voûte courbe refroidie.According to an advantageous embodiment, the expanded nodules are caused to separate by deflection against a cooled curved vault.
Les gaz de combustion ayant servi à L'expansion des nodules sont de préférence utilisés pour le préchauffage des nodules non expansés.The combustion gases used for the expansion of the nodules are preferably used for the preheating of unexpanded nodules.
30 Le refroidissement final des nodules expansés est, de préférence, réalisé dans un courant d'air qui, - 3 - 4 par la suite; est utilisé comme air de combustion pour le brûleur.The final cooling of the expanded nodules is preferably carried out in a stream of air which, thereafter; is used as combustion air for the burner.
L'installation pour ta mise en oeuvre du procédé est essentiellement caractérisée par un four vertical 5 dont la partie inférieure est constituée par un brûleur, dont la partie supérieure définit la région de formation du lit fluidisé, et dont la partie intermédiaire communique avec un réservoir d'alimentation en nodules non expansés, et une trémie de réception des nodules expansés 10 qui est en communication avec la partie supérieure du four.The installation for carrying out the process is essentially characterized by a vertical oven 5, the lower part of which is constituted by a burner, the upper part of which defines the region of formation of the fluidized bed, and the intermediate part of which communicates with a reservoir supply of unexpanded nodules, and a hopper for receiving expanded nodules 10 which is in communication with the upper part of the furnace.
La partie supérieure du four comporte, de préférence, une voûte refroidie à l'eau qui dévie les nodules expansés horizontalement dans ta trémie de réception où 15 ils sont précipités par gravité.The upper part of the furnace preferably has a water-cooled vault which deflects the expanded nodules horizontally in your receiving hopper where they are precipitated by gravity.
Le sommet de la trémie est, de préférence, relié par une conduite au fond du réservoir d'alimentation. Celui-ci est relié au four par une conduite oblique en pente, que les nodules non expansés traversent sous l'ef-20 fet de gravité. Cette conduite est, de préférence, pour vue d'un clapet de réglage du débit.The top of the hopper is preferably connected by a pipe to the bottom of the feed tank. This is connected to the furnace by a sloping oblique pipe, which the unexpanded nodules cross under the ef-20 fet of gravity. This pipe is preferably for a view of a flow control valve.
Les nodules expansés sont évacués de la trémie dans un dispositif de refroidissement à air qui est relié par une conduite au brûleur du four.The expanded nodules are evacuated from the hopper in an air cooling device which is connected by a line to the oven burner.
25 II est possible de modifier la configuration du four d'expansion de telle façon que, pour des nodules non expansés d'une densité déterminée, lesdits nodules soient maintenus en début de leur processus d'expansion en suspension dans le courant ascendant des gaz chauds de 30 combustion, leur vitesse ascensionnelle étant à ce moment nulle ou quasi nulle, et que la vitesse des gaz de corn- - 4 - i bustion subisse une augmentation progressive au fur et à mesure qu'ils traversent le four tout en se rapprochant de la sortie.It is possible to modify the configuration of the expansion furnace so that, for unexpanded nodules of a specific density, said nodules are maintained at the start of their expansion process in suspension in the updraft of the hot gases. of combustion, their rate of rise at this time being zero or almost zero, and the speed of the combustion gases undergoes a progressive increase as they pass through the furnace while approaching the exit.
Selon un mode d'exécution avantageux de 5 l'invention, on provoque l'augmentation de la vitesse des gaz de combustion dans Les différentes zones du four par l'introduction d'air ou de gaz à différents niveaux de la chambre.According to an advantageous embodiment of the invention, the speed of the combustion gases is caused to increase in the different zones of the furnace by the introduction of air or gases at different levels of the chamber.
Selon un autre mode d'exécution de l'invention, 10 L'augmentation de La vitesse ascensionnelle des gaz de combustion est obtenue par le rétrécissement progressif de La section du four.According to another embodiment of the invention, the increase in the rate of rise of the combustion gases is obtained by the gradual narrowing of the section of the furnace.
flu fur et à mesure de la progression du processus d'expansion, La densité des nodules diminue consïdé-15 rablement tandis que leur volume augmente et les nodules expansés sont ainsi éjectés facilement du four par L'action des gaz ascendants à une vitesse de plus en plus grande .flu as the expansion process progresses, The density of the nodules decreases considerably while their volume increases and the expanded nodules are thus easily ejected from the furnace by the action of ascending gases at a higher speed in addition.
Le rapport des sections extrêmes du tronc de cône 20 du four est choisi de façon que La vitesse ascensionnelle des gaz chauds de combustion augmente au fur et à mesure de leur passage dans le four, et ceci à partir d'une grandeur qui soit telle que, pour des nodules non expansés d’une densité déterminée, lesdits nodules soient 25 maintenus en suspension en début de leur processus d'expansion dans le courant ascendant des gaz chauds de combustion.The ratio of the end sections of the truncated cone 20 of the oven is chosen so that the rate of rise of the hot combustion gases increases as they pass through the oven, and this from a quantity which is such that , for unexpanded nodules of a specific density, said nodules are kept in suspension at the start of their expansion process in the updraft of hot combustion gases.
Selon un mode de réalisation, un certain nombre de buses d'injection de gaz ou d'air sont prévus à diffé-30 rents niveaux ou zones du four.According to one embodiment, a number of gas or air injection nozzles are provided at different levels or zones of the oven.
Un autre mode de réalisation prévoit l'intro-Another embodiment provides the intro-
XX
- 5 - duction d'un tube dans Le four tronconique suivant son axe Longitudinal.- 5 - duction of a tube in the frustoconical oven along its longitudinal axis.
Les deux modes de réalisation permettent Le réglage de La vitesse ascensionnel Le des gaz (notamment 5 son augmentation) Lorsqu'ils traversent Le four.The two embodiments allow adjustment of the rate of rise Le of the gases (in particular its increase) when they pass through the oven.
□'autres particularités et caractéristiques ressortiront des dessins annexés qui montrent pLus en détail des exemples d'exécution de l'installation selon la présente invention. Ceux-ci représentent : 10 La figure Ί, une installation schématique pour La mise en oeuvre du procédé;Other features and characteristics will emerge from the appended drawings which show in more detail examples of execution of the installation according to the present invention. These represent: 10 Figure Ί, a schematic installation for the implementation of the method;
La figure 2, une coupe transversale d'une première forme d'exécution conforme à ta présente invention montrant des buses d'injection à différents niveaux 15 du four;FIG. 2, a cross section of a first embodiment in accordance with the present invention showing injection nozzles at different levels of the oven;
La figure 3, une coupe transversale d'une deuxième forme d'exécution conforme à la présente invention montrant un tube conique introduit dans le four;Figure 3, a cross section of a second embodiment according to the present invention showing a conical tube introduced into the furnace;
La figure 4, une coupe transversale d'une combi-20 naison des deux formes d'exécution montrées dans les figures 2 et 3 ;Figure 4, a cross section of a combination of the two embodiments shown in Figures 2 and 3;
La partie essentielle de l'installation est constituée par un four 10 à paroi réfractaire 12 dont le fond est constitué par un brûleur 14. Ce brûleur développe 25 des gaz de combustion d'une température de l'ordre de 1300°C. Cette température peut toutefois être augmentée ou abaissée en fonction de la nature des déchets utilisés.The essential part of the installation is constituted by an oven 10 with a refractory wall 12, the bottom of which is constituted by a burner 14. This burner develops combustion gases with a temperature of the order of 1300 ° C. This temperature can however be increased or lowered depending on the nature of the waste used.
La partie supérieure 16 du four 10 possède une 30 forme très effilée divergeant de bas en haut. Entre la partie supérieure 16 et le brûleur 14 se trouve un êtran- - 6 - gLement 16 pour provoquer une accélération des gaz de combustion ascendants.The upper part 16 of the oven 10 has a very tapered shape diverging from bottom to top. Between the upper part 16 and the burner 14 is a spacer 16 to cause an acceleration of the ascending combustion gases.
Une conduite oblique descendante 20 relie le fond d'un réservoir d'alimentation 22 au four 10 et pénètre 5 dans celui-ci au niveau de l'étranglement 18. Un clapet 24 prévu dans cette conduite 20 permet de régler Le débit des particules qui glissent du réservoir 22 dans le four 10 sous l'action de ta gravité. La partie supérieure du réservoir 22 est reliée à travers un sas 24 à un dïspo-10 sitif de remplissage 26. La partie supérieure du réservoir 22 communique également à travers une conduite de sortie 28 avec une pompe d'aspiration et un filtre non montré pour l'évacuation des gaz.A downward oblique pipe 20 connects the bottom of a supply tank 22 to the furnace 10 and enters 5 therein at the level of the throttle 18. A valve 24 provided in this pipe 20 makes it possible to adjust the flow rate of the particles which slide from the tank 22 into the oven 10 under the action of your gravity. The upper part of the tank 22 is connected through an airlock 24 to a filling device 26. The upper part of the tank 22 also communicates through an outlet pipe 28 with a suction pump and a filter not shown for gas evacuation.
La partie supérieure du four 10 communique avec 15 une trémie de réception 30 dans laquelle les particules expansées sont précipitées sous l'effet de la gravité. La partie supérieure de la paroi 12 du four est, de préférence, constituée par une voûte 32 qui est refroidie à l'eau et/ou pourvue de gicleurs d'injection d'un liquide 20 ou gaz de refroidissement et qui dévie Les particules de manière que celles-ci pénètrent sensiblement horizontalement dans La trémie 30. La paroi inférieure 34 de cette trémie 30 est associée à un système de refroidissement à eau, p.ex. des serpentins, pour assurer un 25 refroidissement préliminaire des particules qui tombent vers le fond de cette trémie.The upper part of the furnace 10 communicates with a receiving hopper 30 in which the expanded particles are precipitated under the effect of gravity. The upper part of the wall 12 of the oven is preferably constituted by a vault 32 which is cooled with water and / or provided with jets for injecting a liquid 20 or cooling gas and which deflects the particles of so that these penetrate substantially horizontally into the hopper 30. The bottom wall 34 of this hopper 30 is associated with a water cooling system, eg coils, to ensure preliminary cooling of the particles which fall towards the bottom of this hopper.
Les particules sont évacuées du fond de la trémie 30 par un système d'extraction 36, p.ex. un rotor alvéolaire qui déverse les particules sur une bande transpor-30 teuse dans une enceinte 38 de refroidissement à air.The particles are evacuated from the bottom of the hopper 30 by an extraction system 36, eg a honeycomb rotor which pours the particles onto a conveyor belt in an air-cooling enclosure 38.
Cette enceinte 38 est reliée à travers une pompe de - 7 - circulation 40 et une conduite 42 au brûleur 14 afin d'utiliser l'air de refroidissement réchauffé au contact des particules dans l'enceinte 38 comme air de combustion dans le brûleur 14.This enclosure 38 is connected through a circulation pump 40 and a pipe 42 to the burner 14 in order to use the cooling air heated in contact with the particles in the enclosure 38 as combustion air in the burner 14.
5 La partie supérieure de ta trémie 30 est reliée par une conduite 44 au fond du réservoir d'alimentation 22. Cette conduite 44 est associée à un siphon 46 ou un moyen équivalent pour provoquer le dépôt des particules solides entraînées par les gaz de combustion quittant la 10 trémie 30.5 The upper part of your hopper 30 is connected by a line 44 to the bottom of the supply tank 22. This line 44 is associated with a siphon 46 or equivalent means for causing the deposition of solid particles entrained by the combustion gases leaving the 10 hopper 30.
Lors du fonctionnement de l'installation, les nodules contenus dans Le réservoir 22 glissent à travers Le canal 20 sous le contrôle de la position du clapet 24 dans te four 10. flu niveau de l'étranglement 18, ils sont 15 saisis et entraînés par Le courant ascendant des gaz de combustion. Dans la partie supérieure du four 10, ces nodules restent en suspension dans les gaz pour former une sorte de lit fluidisé. La hauteur du four et la vitesse du mouvement ascendant des gaz de combustion sont 20 déterminés de telle manière que le temps de montée des nodules permette le réchauffement depuis La température de 800 à 900°C , qui est leur température au moment de la pénétration dans te four 10, jusqu'à Leur température de ramollissement qui est de l'ordre de 1250 à 1300°C sui-25 vant la nature des déchets utilisés.During the operation of the installation, the nodules contained in the reservoir 22 slide through the channel 20 under the control of the position of the valve 24 in the furnace 10. At the level of the constriction 18, they are grasped and driven by The updraft of combustion gases. In the upper part of the furnace 10, these nodules remain in suspension in the gases to form a kind of fluidized bed. The height of the furnace and the speed of the upward movement of the combustion gases are determined in such a way that the rise time of the nodules allows the heating from 800 to 900 ° C., which is their temperature at the time of penetration into te oven 10, up to Their softening temperature which is of the order of 1250 to 1300 ° C sui-25 v the nature of the waste used.
Le temps de contact entre les particules et l'air de combustion est déterminant. Il faut, en effet, que Les particules soient suffisamment réchauffées pour arriver au stade de ramollissement pour garantir leur expan-30 sion. Par contre, une fois que cette température est atteinte, il faut assurer une séparation aussi rapide que - 8 - possible entre Les nodules expansés et les gaz chauds afin d'éviter un ramollissement trop important des nodules qui augmenterait ainsi les risques d'agglutination. C'est La raison pour Laquelle La voûte 32 est refroidie 5 et qu'elle possède une forme particulière de manière à projeter les nodules expansés dans une direction horizontale à l'intérieur de la trémie 30. Pour éviter une remontée des nodules expansés dans la trémie 30 par entraînement avec les gaz de combustion, on pourrait 10 prévoir dans ta trémie 30, au niveau du bord supérieur de la voûte 32 une grille transversale, de préférence refroidie à L'eau.The contact time between the particles and the combustion air is decisive. It is, in fact, necessary that the particles are sufficiently warmed to reach the softening stage to guarantee their expansion. On the other hand, once this temperature is reached, it is necessary to ensure a separation as rapid as possible between the expanded nodules and the hot gases in order to avoid an excessive softening of the nodules which would thus increase the risks of agglutination. This is the reason for which the vault 32 is cooled 5 and that it has a particular shape so as to project the expanded nodules in a horizontal direction inside the hopper 30. To avoid a rise of the expanded nodules in the hopper 30 by entrainment with the combustion gases, one could provide in your hopper 30, at the upper edge of the vault 32, a transverse grid, preferably cooled with water.
Les gaz de combustion quittent ta trémie 30 par la conduite 44 à une température de l'ordre de 600 à 15 10000C. Cette température est suffisante pour assurer un préchauffage des nodules non expansés dans le réservoir d'alimentation 22 afin de leur permettre de pénétrer à une température de 800 à 900°C dans Le four 10.The combustion gases leave your hopper 30 through line 44 at a temperature of the order of 600 to 15,000 C. This temperature is sufficient to ensure preheating of the unexpanded nodules in the supply tank 22 in order to allow them to penetrate at a temperature of 800 to 900 ° C. in the oven 10.
La figure 2 représente une partie de l'instal-20 Lation de fabrication de particules expansées décrite en référence à la figure 1. Le four d'expansion 10 avec ses parois réfractaires 12 Cqui sont soit des parois métalliques refroidies, soit des parois revêtues par des réfractaires) a une forme de tronc de cône à axe vertical 25 dont la petite section (a) se trouve en bas du four 10 dans le prolongement de La chambre de combustion produisant Les gaz chauds. Un certain nombre de buses d'injection de gaz ou d'air 48,48' et 48'' sont aménagées à différents niveaux dans les parois 12 du four 10. Les 30 buses d'injection des gaz 48, 48' et 48'' sont reliées à des conduites circulaires 50, 50', 50'' qui, elles, sont t tt l - 9 - alimentées par des conduites 51, 51' et 51''.FIG. 2 represents a part of the installation for manufacturing expanded particles described with reference to FIG. 1. The expansion furnace 10 with its refractory walls 12 which are either cooled metal walls or walls coated with refractories) has a shape of a truncated cone with a vertical axis 25, the small section (a) of which is at the bottom of the furnace 10 in the extension of the combustion chamber producing the hot gases. A number of gas or air injection nozzles 48, 48 'and 48' 'are arranged at different levels in the walls 12 of the oven 10. The 30 gas injection nozzles 48, 48' and 48 ' 'are connected to circular conduits 50, 50', 50 '' which are t tt l - 9 - supplied by conduits 51, 51 'and 51' '.
Les nodules à expandre sont acheminés vers le four 10 par une conduite oblique descendante 20 qui est reliée à un réservoir d'alimentation.The nodules to be expanded are conveyed to the furnace 10 by a downward oblique pipe 20 which is connected to a supply tank.
5 Le mode d'exécution montré à la figure 3 montre le four 10 ayant également la forme d'un tronc de cône identique ou similaire à celui de la figure 2. Un tube 52 est installé dans l'axe central du four 10. Le tube 12 peut, comme dans L'exemple montré, être pourvu à son 10 extrémité et à différents niveaux d'ouvertures 54, 54' pour l'injection d'un gaz ou d'air dans le four 10. Le tube 52 peut être introduit, comme montré en pointillé dans la figure 2, plus ou moins profondément selon l'axe Longitudinal dans le four 10.5 The embodiment shown in Figure 3 shows the oven 10 also having the shape of a truncated cone identical or similar to that of Figure 2. A tube 52 is installed in the central axis of the oven 10. The tube 12 can, as in the example shown, be provided at its end and at different levels of openings 54, 54 ′ for injecting a gas or air into the furnace 10. Tube 52 can be introduced, as shown in dotted lines in Figure 2, more or less deeply along the Longitudinal axis in the oven 10.
15 Les particules non expansées constituées de nodules de déchets minéraux, notamment d'oxyde de silice et d'oxyde d'aluminium et d'un adjuvant expanseur., sont introduites en bas dans Le four 10 par La conduite oblique descendante 20. Le rapport des sections extrêmes 20 du tronc de cône du four 10 est choisi de manière que Les nodules à expandre soient, Lors de Leur pénétration dans le four 10, maintenus en suspension dans les gaz chauds ascendants, fl La partie inférieure ce sont les nodules les plus gros et les plus lourds qui sont en suspension, 25 tandis que Les nodules Les moins gros et les moins lourds se trouvent de plus en plus haut dans le four 10. En cours d'expansion, les nodules montent dans des sections de chambre de plus en plus grandes pour atteindre, à l'état expansé, une vitesse ascensionnelle nulle dans une 30 section bien définie du four, d'où il faudra les amener à la sortie moyennant une augmentation de la vitesse des » - 10 - gaz ascendants. Cette augmentation est obtenue par L'injection d'air froid ou chaud dans La section en question (figure 2). Un autre moyen consiste à rétrécir La section en question en introduisant d'en haut dans Le 5 four 10 un tube conique 52 à axe verticaL Cfigure 2). Ce tube 52 peut utiLement être égaLement traversé par de L'air froid qui sort en bout du tube par Les orifices 54, 54 ' .15 The unexpanded particles consisting of nodules of mineral waste, in particular of silica oxide and aluminum oxide and of an expanding adjuvant, are introduced below into the furnace 10 by the downward oblique pipe 20. The ratio extreme sections 20 of the truncated cone of the furnace 10 is chosen so that the nodules to be expanded are, during their penetration into the furnace 10, kept in suspension in the ascending hot gases, fl the lower part these are the most larger and heavier ones which are in suspension, while the less large and less heavy nodules are found higher and higher in the oven 10. As they expand, the nodules go up in more chamber sections larger in order to reach, in the expanded state, a zero rate of rise in a well-defined section of the oven, from which it will be necessary to bring them to the outlet by means of an increase in the speed of the ascending gases. This increase is obtained by injecting cold or hot air into the section in question (Figure 2). Another way is to shrink the section in question by introducing from above into the oven 10 a conical tube 52 with a vertical axis (Figure 2). This tube 52 can usefully also be traversed by cold air which exits at the end of the tube through the orifices 54, 54 ′.
fl titre d'exempLe, pour un four aux dimensions 10 suivantes : - Longueur : 2600 mm - diamètre de La section d'entrée : 1Θ0 mm - diamètre de La section de sortie : 400 mm 15 et des gaz chauds aux caractéristiques suivantes :fl example, for an oven with the following dimensions: - Length: 2600 mm - diameter of the inlet section: 1Θ0 mm - diameter of the outlet section: 400 mm 15 and hot gases with the following characteristics:
- température : 1300 degrés C- temperature: 1300 degrees C
- densité : 0,2 kg/m3 20 - débit : 1,4 m3/sec et une densité propre des noduLes non expansés de 1500 kg/m3;- density: 0.2 kg / m3 20 - flow rate: 1.4 m3 / sec and a specific density of unexpanded nodules of 1500 kg / m3;
Un noduLe, non expansé, supposé de forme sphé-25 rique et dont Le diamètre est compris entre environ 16 mm et 1 mm, est mis en suspension à vitesse verticaLe nuLLe ou quasi-nuLLe au moment de son introduction dans Le courant des gaz chauds ascendants.A nodule, unexpanded, assumed to be spherical in shape and whose diameter is between approximately 16 mm and 1 mm, is suspended at vertical or near-vertical speed at the time of its introduction into the current of hot gases. ascending.
Les deux méthodes décrites en reLation avec Les 30 figures 2 et 3 peuvent aussi être combinées comme Le montre La figure 4 dans LaqueLLe Les mêmes éLéments sont r # κ „ t - 11 - identifiés par Les mêmes numéros de référence que dans Les figures 2 et 3.The two methods described in relation to FIGS. 2 and 3 can also be combined as shown in FIG. 4 in which the same elements are identified by the same reference numbers as in FIGS. 2 and 3.
Comme La durée d'expansion est fonction des dimensions des noduLes, Les pLus petits noduLes ont La 5 pLus courte durée d'expansion, et comme Les noduLes Les pLus petits sont en suspension dans Les sections Les pLus grandes du four, c'est-à-dire en haut, L'opération d'augmentation de La vitesse des gaz commence en haut du four pour se poursuivre vers Les sections de pLus en pLus 10 petites de ceLui-ci, La progression étant définie par Les durées d'expansion connues des granuLês.As the expansion time is a function of the dimensions of the nodules, the smallest nodules have the 5 shortest expansion time, and like the smallest nodules are suspended in the largest sections of the oven, i.e. at the top, the gas speed increase operation begins at the top of the furnace and continues towards the sections of more and more small 10 thereof, the progression being defined by the known expansion times. granules.
Le fait d'introduire de L'air froid dans Le four a comme effet bénéfique de ramener La température de La surface des noduLes en dessous de La température de début 15 de fusion avant que Les noduLes ne soient évacués à L'extérieur . L'introduction d'air froid dans Le four produit êgaLement un refroïdissement Lent, progressif, des noduLes sans choc thermique, réduisant ainsi La création de tensions internes qui pourraient provoquer 20 L'êcLatement des noduLes.Introducing cold air into the oven has the beneficial effect of bringing the temperature of the surface of the nodules below the start of melting temperature before the nodules are evacuated outside. The introduction of cold air into the oven also produces a slow, gradual cooling of the nodules without thermal shock, thus reducing the creation of internal tensions which could cause the nodules to burst.
Lorsque tous Les noduLes expansés sont évacués du four, une nouveLLe charge de noduLes non expansés y est introduite et Le cycLe recommence.When all the expanded nodules are removed from the oven, a new charge of unexpanded nodules is introduced into it and the cycle begins again.
PLusieurs fours peuvent fonctionner en paraLLèLe 25 suivant Le débit désiré.Several ovens can operate in parAllLE 25 depending on the desired flow rate.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87199A LU87199A1 (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF EXPANDED PARTICLES BASED ON MINERAL WASTE AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87199 | 1988-04-13 | ||
| LU87199A LU87199A1 (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF EXPANDED PARTICLES BASED ON MINERAL WASTE AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU87199A1 true LU87199A1 (en) | 1989-11-14 |
Family
ID=19731044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU87199A LU87199A1 (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF EXPANDED PARTICLES BASED ON MINERAL WASTE AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU87199A1 (en) |
-
1988
- 1988-04-13 LU LU87199A patent/LU87199A1/en unknown
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