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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518725A1
Family ID 3064001
Probable Assignee Kloeckner Humboldt Deutz Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title INSTALLATION DE CUISSON DU CIMENT A FOUR ROTATIF TUBULAIRE ET
A REFRIGERANT RELIE AU FOUR PAR UN PUITS
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE INSTALLATION DE CUISSON DU CIMENT A
FOUR ROTATIF TUBULAIRE ET A REFRIGERANT RELIE AU FOUR PAR UN PUITS.
L'INSTALLATION DE CUISSON DU CIMENT SELON L'INVENTION COMPRENANT UN
ECHANGEUR DE CHALEUR A SUSPENSION GAZEUSE AVEC CALCINATEUR, UN FOUR
TUBULAIRE ROTATIF ET UN REFRIGERANT RELIE A CE DERNIER PAR UN PUITS
AINSI QU'UNE CONDUITE D'AIR TERTIAIRE QUI CONTOURNE LE FOUR, EST
CARACTERISEE EN CE QUE LE PUITS 3 POSSEDE UN DISPOSITIF 10 AUGMENTANT
LA RESISTANCE A L'ECOULEMENT DES GAZ.
LE PUITS 3 PEUT SE DIVISER EN DEUX CONDUITS SEPARES DONT L'UN RELIE LE
REFRIGERANT 5 AU FOUR 2, L'AUTRE LE REFRIGERANT 5 A LA CONDUITE D'AIR
TERTIAIRE. LE DISPOSITIF D'AUGMENTATION DE LA RESISTANCE A
L'ECOULEMENT PEUT ETRE UNE PLAQUE COULISSANTE 10 ET POSSEDER UN MOTEUR
D'ENTRAINEMENT 11.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne une installa- tion de cuisson du ciment
comprenant un echangeur de chaleur a suspension gazeuse avec
calcinateur, un four rotatif tubu- laire et un refrigerant relie a ce
dernier par un puits, ainsi qu'une conduite d'air tertiaire qui
contourne le four rotatif tubulaire. Il est necessaire de definir ici
les termes
"d'air primaire", "air secondaire" et "air tertiaire", en par-
ticulier parce qu'ils ne sont pas toujours employes dans le 1 o meme
sens dans la litterature Dans le cas d'une installation de cuisson du
genre sur lequel est fondee la presente inven- tion, on entend par
"air primaire" l'air de pulverisation ser- vant a preparer le melange
air-combustible, et qui est amene a un br O eur, le plus souvent le
bruleur principal du four ro- tatif tubulaire.
On entend par "air secondaire" l'air de com- bustion attribue au foyer
du four rotatif tubulaire et dont le cone de flammes a besoin pour la
combustion complete du combustible.
Par "air tertiaire", on entend l'air de com- bustion qui est
necessaire, dans la zone de calcination, pour la combustion
principalement sans flamme lors du processus de neutralisation. Par
consequent, l'air primaire est aspire par un compresseur, qui le
preleve a l'exterieur ou dans un rechauffeur, le comprime ou l'envoie,
en tant qu'air de pre- paration, au bruleur du four', tandis que l'air
secondaire est habituellement conduit du refrigerant au four, qui en a
be- soin pour le foyer.
L'air tertiaire est amene a la-zone de cal- cination ou au calcinateur
par la conduite d'air tertiaire branchee au refrigerant, et qui
contourne le four Parvenu a destination, cet air est melange au
combustible et, en sus- pension avec la poudre de roche qui doit etre
decarbonatee, et qui est chauffee a environ 700 a 800 'C, il fournit
l'ener-
-gie thermique necessaire au processus de decarbonatation, qui est
endothermique.
Par le document DE-OS 2 360 580, on connait deja une installation de
cisson du ciment du genre indique plus haut Dans ledit document, la
conduite d'air tertiaire, selon la definition ci-dessus, est appelee
"conduite d'air se- condaire" 82 A la page 5, deuxieme paragraphe, il
est indique que, pour des raisons d'ordre economique, la vitesse de
l'air dans la conduite d'air secondaire est superieure a la vitesse
des gaz dans le four rotatif tubulaire Dans cette installation deja
connue, un collecteur de poussiere 81 est en outre monte dans la
conduite d'air secondaire 82 C'est pourquoi celle-ci offre une
resistance beaucoup plus elevee que le systeme de circulation de l'air
secondaire et des gaz de combustion, dans le four C'est pourquoi le
systeme de passage des gaz du four est equipe d'une ouverture retrecie
83 pour obtenir un equili- brage des resistances dans les deux
systemes de passage Mais, au lieu de l'ouverture retrecie 83, on peut
monter une souf- flante dans la conduite d'air secondaire 82,;
elle-etablit l'equilibre des resistances.
Toutefois, cette derniere solution n'est pas bonne ainsi que le texte
l'indique expressement car la duree de vie du materiel est trop courte
du fait qu'il s'agit de deplacer de l'air a-haute temperature, mele a
de la poudre de clinker.
Le document DE-OS 2 325 468 traite d'une autre installation connue du
meme genre, dans laquelle il y a aussi un dispositif de retrecissement
dans le conduit des gaz de fumee, entre l'entree du four rotatif
tubulaire et le cy- clone le plus bas de l'echangeur de chaleur a
suspension ga- zeuse Il s'agit d'un clapet d'etranglement pivotant.
Les systemes connus, dans lesquels un point d'etranglement ou un
element d'etranglement places pres de l'entree du four servent a
compenser le tirage ou les resis- tances des systemes de passage
constitues par le cylindre ro- tatif et la conduite d'air tertiaire,
ont une serie d'incon- venients La temperature y etant tres elevee, en
particulier pour les fours rotatifs tubulaires courts, par exemple de
1 000 A 1 2000 C, il est difficile de monter des elements
d'etranglement mobiles, et leur duree de vie laisse souvent fortement
a desirer.
En outre, des successions de tourbillons apparaissent au point de
retrecissement et provoquent une circulation nocive de poussiere dans
des circuits fermes, ce qui rend nettement plus mauvais le rendement
du four et la consommation de chaleur.
En meme temps, sous l'effet de l'ecoulement perturbe, a une
temperature appropriee et pour un produit ayant tendance a se
ramollir, il se forme des depots qui peu- vent devenir si importants
qu' ils obligent a arreter l'ins- tallation.
Le but de l'invention est d'obtenir un equi- libre d'ecoulement entre
l'air secondaire et l'air tertiaire sans que la marche du four subisse
une influence defavorable- du fait de la formation de zones
d'ecoulement perturbees pres de l'entree du four, et en evitant en
particulier de-monter des elements d'etranglement dans cette zone
L'invention vise aussi a obtenir une commande sensible et tres precise
des-sys- temes d'ecoulement.
Ce but est atteint de la maniere suivante dans une installation de
cuisson du ciment appartenant a la categorie indiquee au debut de ce
texte, et qui comprend un echangeur de chaleur a suspension gazeuse
avec calcinateur, un four rotatif tubulaire, un refrigerant relie a ce
dernier par un puits et une conduite d'air tertiaire qui contourne le
four, on place dans le puits un dispositif servant a aug- menter la
resistance a l'ecoulement des gaz.
Ce dispositif peut etre aussi bien un ele- ment d'etranglement ne
pouvant pas etre modifie, comme un retrecissement, qu'un element
reglable d'etranglement, comme un clapet ou une vanne.
Avec la mise en place du dispositif d'aug- mentation de la resistance
conforme a l'invention, ce dispo- sitif se trouve a un endroit o la
temperature est beaucoup plus basse, ce qui, toutes choses etant
egales par ailleurs, augmente fortement la duree de vie.
On obtient un autre avantage du fait que, dans la zone comprise entre
l'entree du four et l'echangeur de chaleur a suspension gazeuse, on
monter de l'equipe- ment generateur de turbulences, ce qui evite'la
tendance a la formation de circuits fermes de poussiere et de depots
nuisi- bles. En outre, si l'on emploie un element d'etranglement
reglable, on obtient une commande extremement precise et reguliere du
debit d'air de combustion par l'equi- librage de l'air secondaire et
de l'air tertiaire, ce qui evi- te les depassements de temperature et
les irregularites dans la cuisson du clinker.
Finalement, en creant de meilleures condi- tions d'ecoulement dans la
chambre d'entree, on obtient un abaissement des temperatures, ce qui
evite l'agglomeration du produit et son adherence par cuisson sur les
parois.
L'un des modes de realisation du dispositif de l'invention prevoit que
le puits se divise en deux conduits separes dont l'un relie le
refrigerant au cylindre rotatif, l'autre le refrigerant a la conduite
d'air tertiaire, et que le dispositif d'augmentation de la resistance
a l'ecoulement de l'airsoit place dans le conduit reliant le
refrigerant au cylindre rotatif.
Cette solution presente l'avantage que le conduit reliant le
refrigerant au cylindre rotatif peut etre de section relativement
faible, de sorteque le retrecissement en tant que tel ou un element
d'etranglement monte a cet en- droit, sans entrer en cofitact avec le
clinker brulant qui tombe, donne une resistance a l'ecoulement qui est
suffisante pour produire l'effet d'etranglement voulu.
Il est prevu que l'element d'etranglement soit une plaque coulissante
reglable a servomoteur.
Un element d'etranglement supplementaire peut etre place dans le
conduit reliant le refrigerant a la conduite d'air tertiaire.
Pour reduire la quantite de poussiere qui par- vient dans le
refrigerant, avant l'entree dans la conduite d'air tertiaire, il est
prevu, selon une autre proposition, que le conduit reliant le
refrigerant a la conduite d'air ter- tiaire soit realise sous forme de
depoussiereur et de preferen- ce equipe d'un noyau guidant le passage
et produisant de force un ecoulement turbulent autour de l'orifice de
la conduite d'air tertiaire. Finalement, avec un autre mode de
realisation, l O il est propose qu'une paroi du conduit reliant le
cylindre ro- tatif au refrigerant soit reculee, dans le sens du
mouvement du cote inferieur du cylindre rotatif, jusqu'a un plan
vertical passant par l'axe de ce dernier, constituant ainsi une zone
de section reduite pour augmenter la resistance a l'ecoulement.
Il est judicieux de placer la plaque coulissante dans cette zone de
section reduite.
Cela a pour avantage que, d'une part, l'effet de la reduction de
section est considerablement appuye par l'element d'etranglement et,
d'autre part, qu'on obtient une realisation des parois du conduit qui
est telle que le clinker brulant qui tombe ne peut toucher, ni a
fortiori endommager, ni les parois ni l'element d'etranglement.
L'invention est expliquee plus en detail dans ce qui suit, a l'aide
d'un exemple de realisation que represen- te le dessin On a
Figure l Coupe, le long d'une ligne vertica- le ayant la direction de
l'axe du four rotatif tubulaire, d'une partie de la sortie du four et
de l'entree du refrigerant, avec le puits de liaison et un element
d'etranglement qui s'y trouve et qui est conforme a l'invention.
Figure 2 Coupe, dans un plan perpendiculai- re au plan de coupe de la
figure 1, le long de sa ligne II-II.
La figure i montre l'extremite i du four ro- tatif tubulaire 2 qui
evacue le clinker; elle depasse dans le puits de liaison 3 reliant le
four 2 a la zone d'entree 4 du refrigerant 5 En face de l'extremite
d'evacuation i du four 2, il y a le tube protecteur 6 du bruleur 7,
tube qui traverse
* 25 18725 la paroi 8 du conduit de liaison 3 Le bruleur 7 est
alimente en air primaire par une soufflante (non representee) et en
combustible par un dispositif non represente Le role du bru- leur est
de faire des deux composants un melange pouvant bru- ler et de
l'injecter dans la zone de chauffe du four 2 L'air secondaire
necessaire a la formation et a la combustion com- plete de la flamme
est preleve par le four 2 dans l'air tres chaud rejete par le
refrigerant 5, ainsi que le montre la ligne 9 en trait mixte terminee
par une fleche Dans le puits 3, il y a une plaque coulissante 10
servant d'element d'etranglement, equipee du moteur de commande Il La
plaque coulissante 10 est disposee dans la paroi 8 du puits 3 situee
en face de l'extremite 1 du four 2 o est evacue le produit Elle passe
par une fente Pour empecher que du clinker 12 tombe sur la plaque
coulissante 10, celle-ci est inclinee De cette manie- re, on est
assure que le clinker 12 qui tombe passe a cote de la plaque 10 sans
la toucher et sans l'endommager.
Ainsi que le montre en particulier la figure 2, le puits 3, venant du
bas, se divise en deux conduits
3 ' et 3 " Le conduit 3 'relie le refrigerant 5 au cylindre ro- tatif
2 L'element d'etranglement, une plaque coulissante 10, est dispose
dans le conduit 3 ' Ainsi que le montre encore la figure 2, une paroi
23 du conduit 3 ' est decalee dans le sens du mouvement 25 de la
partie inferieuredu four, jusqu'a un plan vertical E-E passant par
l'axe de rotation "R" du cylin- dre rotatif 2, formant une zone 24 de
section reduite Dans cette zone, qui produit deja, a elle seule, une
nette augmen- tation de la resistance a l'ecoulement de l'air rejete
par le refrigerant, il y a la plaque coulissante 10 On obtient ainsi,
avec ce mode de realisation essentiel pour cette invention, d'une
part, que la plaque coulissante produise une augmenta- tion
supplementaire, et surtout reglable, de la resistance a l'ecoulement
du gaz dans la zone 24 de section reduite, tan- dis que, d'autre part,
compte tenu des caracteristiques d'eva- cuation du cylindre rotatif 2,
le clinker ne touche pas la paroi 23.
18725
Le retrecissement dans la zone 24 du conduit a un autre effet
avantageux: a cet endroit, la vitesse de l'air secondaire-est
-plus elevee, ce qui fait subir un certain refroidissement pr 6 li-
minaire au flot de clinker 12 qui tombe.
Les figures 1 et 2 montrent clairement l'effet du dispositif conforme
a l'invention,-la plaque coulissante commandee par le moteur Il et
disposee dans le puits situe entre le refrigerant 5 et le four 2.
En faisant plus ou moins penetrer la plaque coulissante 10 a
l'interieur, ce qu'indique la double fleche 13, on reduit plus ou
moins la section-du conduit 3 ', ce qui donne l'effet d'etranglement
voulu, et il est reglable Du fait de l'augmentation de la resistance a
cet endroit, il y a une plus grande difference de pression sur la
longueur de la conduite 14 d'air tertiaire On-obtient ainsi
l'equilibrage prevu entre les systemes d'ecoulement du four 2 et de la
con- duite 14 d'air tertiaire, et ce en evitant les inconvenients qui
existent dans l'etat actuel de la technique En particu- lier,
l'ecoulement n'est pas pertube entre le four et l'echan- geur de
chaleur a suspension gazeuse Ainsi, la poudre de ro- che peut penetrer
a grande vitesse a cet endroit sans que cela provoque la formation de
depots agglomeres par cuisson En meme temps, cela abaisse un peu les
temperatures a cet endroit aussi, ce qui est un avantage en
particulier dans le cas des fours rotatifs tubulaires courts.
En outre, la o se trouve l'element d'etran- glement, qui est la plaque
coulissante 10, la temperature est au maximum d'environ 650 a 850 'C
et donc inferieure de plu- sieurs centaines de degres a ce que
supportent les elements d'etranglement dans l'etat-actuel de la
technique C'est un avantage considerable pour la duree de vie et la
disponibilite de cet element.
La figure 2 represente une coupe du puits 3 le long de la ligne II-II
de la figure 1, dans un plan perpen- diculaire a l'axe du four rotatif
tubulaire 2 Elle montre la division du puits 3 en deux conduits
separes 3 ' et 3 " Le con- duit 3 ' assure la liaison entre le
refrigerant 5 et le four 2, le conduit 3 " l'assure entre le
refrigerant 5 et la conduite 14 d'air tertiaire Pour le reste, les
memes elements sont pourvus des memes chiffres-reperes.
La figure 2 montre la division de l'ecoule- ment d'air produite par la
division en deux conduits 3 ' et 3 ": il y a d'une part l'air
secondaire (fleche 9) et, d'autre part, l'air tertiaire (fleche 9 ') A
la partie superieure 15 du con- duit 3 ", il y a un noyau 16 de
guidage de l'ecoulement Il oblige le courant 9 ' d'air tertiaire a se
transformer en ecoulement tourbillonnaire 9 " autour de l'orifice 17
Ainsi, la partie superieure 15 du conduit 3 " est realiseesous forme
de depoussiereur En raison de la reduction croissante de la sec- tion
offerte a l'ecoulement, l'ecoulement 9 ' y est accelere entre le noyau
de guidage 16 et la paroi 18, et il est intro- duit a une vitesse
relativement elevee dans la zone circulai- re de deviation 19 LA, sous
l'effet des forces centrifuges, des particules de poussiere 20 sont
separees du gaz et proje- tees contre la paroi 19, o elles sont
ramenees collectivement, sous forme de courant de poussiere 21, entre
le noyau'1 16 et la paroi 22 du conduit 3 ", dans la zone d'entree 4
du refri- ge'rant 5. es g 725
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Installation de cuisson du ciment comprenant un echangeur de chaleur
a suspension gazeuse avec calcinateur, un four rotatif tubulaire et un
refrigerant relie a ce dernier par un puits ainsi qu'une conduite
d'air tertiaire contournant le four, caracterisee en ce que le puits
(3) possede un dis- positif (10) augmentant la resistance a
l'ecoulement des gaz.
2 Installation selon la revendication 1, carac- terisee en ce que le
puits (3) se divise en deux conduits (
3 ', 3 ") separes, l'un (3 ') reliant le refrigerant (5) au cylindre
tournant (2), l'autre le refrigerant (5) a la conduite d'air tertiaire
(14). 3 Installation selon l'une des revendications 1 et 2,
caracterisee en ce que le dispositif (10) d'augmenta- tion de la
resistance a l'ecoulement des gaz est constitue grace a un mode de
realisation d'au moins une paroi du puits (3) qui retrecit ce dernier
entre le refrigerant (5) et le cylindre tournant (2).
4 Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caracterisee en
ce que le dispositif (10) d'augmenta- tion de la resistance a
l'ecoulement est une plaque coulissan- te reglable et pourvue d'une
commande a moteur (11). Installation selon l'une des revendications 1
a 4, caracterisee en ce qu'un element d'etranglement est dispose dans
le conduit (3 ") situe entre le refrigerant (
5) et la conduite d'air tertiaire (14).
6 Installation selon la revendication 2, carac- terisee en ce que le
conduit (3 ") reliant le refrigerant (5) et la conduite d'air
tertiaire (14) est pourvu d'un noyau (16) de guidage de l'ecoulement
et constitue un depoussiereur.
7 Installation selon la revendication 3, carac- terisee en ce qu'une
paroi (23) du conduit (3 ') qui relie le cylindre rotatif (2) et le
refrigerant (5) est decalee dans le sens du mouvement du cote
inferieur du cylindre rotatif (2), pour se mettre dans un plan
vertical passant par l'axe,verti- cal du cylindre rotatif (2), formant
ainsi un passage retreci (24).
8 Installation selon la revendication 7, caracterisee en ce qu'un
element d'etranglement (10) est dis- pose dans le passage retreci
(24).
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