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Procédés et dispositifs pour séparer les gaz d'évacuation des fours de la poussière de matière à brûler qui ils contienment.
Les gaz d'évacuation des fours pour la combustion du ciment avaient autrefois une température de 7 à 800 et davantage de sorte que l'on utilisait des chaudières de récupération ou installations analogues pour récupérer cette chaleur.
Par d'autres moyens, on a obtenu ensuite une meilleure uti- lisation de la chaleur des gaz comburants pour la combustion de la matière de sorte que la chaleur encore contenue dans les gaz d'évacuation ne constitue plus une perte appréciable.
Ces moyens pour réaliser dans le four une combustion plus économique ont ..eu.- malheureusement pour conséquence un tourbil- lonnement de poussière extrêmement important. Parmi ces moyens
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figureen effet principalement l'emploi d'un courant d'air plus fort et régnant dans le four tout entier, de même que, dans les fours mobiles et notamment les fours à tubes tour- nants, l'emploi de dispositifs pour secouer, diviser et brasser la matière à 'brûler et l'emploi de plus grandes vitesses de circulation.
Le tourbillonnement de poussières est particulièrement fort lorsque, pour obtenir un meilleur rendement thermique, la
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peu/ tB3.'biëre à brûler est envoyôe1 u pas du tout humïdïfïês' ou io lorsque son humidité naturelle lui est, avant la combustion proprement dite, enllvée par séchage préalable par les gaz d'évacuation.
Abstraction faite de la gêne qu'une telle teneur des gaz en poussières cause au voisinage,' cet entraînement de poussiè- res constitue un gaspillage important de matière première, qui vient s'ajouter aux pertes se produisant pendant la manutention, le broyage,etc... En outre, la teneur en poussière constitue en elle-mens une grande perte de chaleur, car si la chaleur spécifique de la matière brute est plus petite que celle des gaz d'évacuation riches en acide carbonique, son poids spéci- fique est néanmoins beaucoup plus élevé que celui de ces derniers de sorte que ces poussières entraînent avec elles une bien plus grande quantité de chaleur.
Si donc oh arrive, tout en conservant les procédés actuels de combustion, à arrêter les poussières qui se forment et à les ramener dans la zone de combustion, on empêchera de se perdre une partie importante de la chaleur non utilisée dans le four ce qui constitue un avantage technique important, abstraction faite des quantités de matières dissipées inutilement dans l'air en constituant une gêne pour le voisinage.
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L'invention a donc pour objet un procédé pour dstarasser les gaz d'évacuation du four, de la poussière qu'ils entraînent et de les réintroduire dans le four, ceci étant réalisé en envoyant les gaz travers des tamis, filtres ou analogues,
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lesquels sont garnis avec la matière brute '311e-lii0Le d 'stinée au four avant ou après l'adjonction du co:
...1)US tiole l1:08S..:w.ire le cas échéant; c'est donc cette entière qui agit COLLe uoyen de filtrage. Comme naturelleuont encore u-e partie dt, la ciia- leur contenue dans les gaz d'évacuation est absorbée par les corps de filtrage, les gaz d'un four équipé ,Juiv.út 1'ic.':tJ1Ülol-, sont évacués non seulement dépoussiérés Lais encore une
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température plus basse, Si on outre e'D 3o ,cl; filtrage sont disposés dans une chambre imperméable a la. chaleur de manière que les pertes par rayor:':'1eLO{lt soient évitées, si la matière brute ayant servi de corps de filtrage etenrichie des poussières filtrées et envoyées directement du four après un réchauffage préalable toute perte de chaleur ou de poussière est évitée.
Pour obtenir un bon filtrage, la Entière brute servant
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de garnissage des filtres doit être on gros c-orcoaux, car une matière fine ne laisserait pas les gaz passer assez faci- lement et amènerait rapidement un bouchage des orifices. Si donc la matière brute n'a pas subi déjà un traitement appro- prié au but considérée et se trouve au contraire totalement ou partiellement à l'état finement granulé ou pulvérulent, le fin est, avant de passer sur les plateaux de filtrage,séparé lui-même par un passage au crible;
ou bien la matière brute est soumise à une agglomération ou une mise en grains,Ceci ne constitue par une difficulté du procédé suivant l'invention,
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car il suffit souvent d'envoyer aeuleuent une partie de la
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matière sur les filtres de gaz et de traiter le reste direc- tement à la manière connue: Il n'y a pas à craindre non plus que la poussière absorbée bouche les ouvertures de filtrage puisque, et ce 1 constitue une caractéristique importante de l'invention, la matière brute est constamment renouvelée et que sa quantité dépasse toujours celle de la poussière.
L'invention concerne en outre des dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus dans lesquels une surface mobile formant grille ou crible et chargea de matière cons- tamment renouvelée, est traversée par les gaz d'évacuation", cette matière étant ensuite conduite au four sans sortir d'une enceinte protégée par une garniture étanche à la chaleur qui la protège contre le rayonnement. Ces dispositifs sont bien entendu extrêmement nombreux, et c'est seulement à titre d'exem- ple que le dessin annexé et la description qui s'y réfère montrent schématiquement quelques modes de réalisation.
Sur ce dessin, les fig. 1 à 4 montrent quelques dispositifs de filtres fixes, dans le cas de fours à tubes tournants;
Les fig. 5 à 14 montrent les installations à filtres mobiles dans le cas également de fours à tubes tournants, à 1.'exception de la fig.6 qui se réfère à un four à cuve.
Les fig. 15 à 17 montrent un dispositif de filtrage avant le filtrage par la matière de traitement elle-même.
Les fig. 18 à 22 montrent des dispositifs de broyage de la matière.
Dans la chambre 2 (fig.l) formée, à la partie .supérieure, du tube tournant de four 1, est disposée une plaque inclinée perforée 3 qui s'étend dans toute la largeur de la chambre et pénètre, par son extrémité inférieure, à l'intérieur du tube 1.
La matière brute provenant de la trémie de chargement 4,glisse
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sur le plan 3 et tombe dans le tour 1. La matière s' 'boule naturellement en formant un talus qui recouvre eu plan incline d'une couche continue de matière. Les gaz d'évacustion soctant du four 1 comme indiqué par les floches, sont obliges do tra- verser cette couche de matière brute desorte que toutes les poussières qu'ils contiennent sont retenues et qu'ilscénètrent entièrement dépoussiérés dans la chambre;:;. En faisant monter et descendre le volet 6, on peut faire varier à volonté l'épais- seur de la couche de matière recouvrant le plan incline 3.
L'angle d'inclinaison de ce plan par rapport à l'horizontal, doit ôorrespondre à l'angle d'éboulement naturel de la natière de manière que la couche ait sur toute sa longueur lamême épaisseur; ces deux angles peuvent toutefois être 1 jurement différents de manière que la couche aille en augmentant d'épais- seur vers le bas ou vers le haut. Par des moyens non rerpé- sentés, le plan incliné peut être monté oscillant autour d'un axe horizontal de manière que son angle d'inclinaison puisse varier à volonté.
Dahs le mode de réalisation représenté fig.2, la matière servant au filtrage s'écoule entre deux plaques perforées 7 et 8 ; les gaz sortant du tube 9 et pénétrant dans la chaire 10 sont obligés de traverser ces deux plaques perforées 7 ot 8 et la matière maintenue entre elles avant de quitter l'Installa- tion par l'orifice d'évacuation 11.
Dans le canal d'amenée 12 de la matière servant au filtrage, est prévu un crible 13 qui sépare le fin et le conduit par la trémie 14 directement au plan incliné 15.
La matière est continuellement enlevée du filtre par une plaque tournante 16 et jetée par l'éjectour 17 sar la plaque inclinée 18 d'où elle pénètre dans le four 9. On peut ainsi régler l'action de filtrage en Eedifiant la vitesse de
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rotation de la plaque tournante 16. Quant à l'évacuation des gaz par le canal d'amenée 12, elle est empêchée par la matière remplissant ce canal.
Dans la fig.3, la matière à traiter servant au filtrage et provenant de la conduite d'amenée 19, est maintenue entre doux panneaus/formant jalousies 20 et 21; l'espace entre ces deux parois est fermé à la partie inférieure par un tambour tournant 22 qui laisse tomber la matière en pluie sur le plan incliné 23 d'où- elle pénètre dans le tube tournant. Ses parois 20 et 21 obturant toute la largeur de la chambre 24, les gaz d'évacuation sont obligés de traverser la matière pour se rendre au carneau d'évacuation 12. Le tambour 22 est refroidi par une circulation d'eau 25.
Dans le dispositif de la fig.12, on a prévu, avant le conduit d'amenée de matière 26,' une vis 27 pour le brassage et la mise sous forme de morceaux ou de grains de la farine humide ou humidifiée. Après avoir traversé la conduite 26 dans laquelle sont prévues des vannes 28 étanches aux gaz, la matière pénètre dans la trémie 29 d'Où elle se déverse dans le filtre proprement dit qui est ici constitué par une chambre cylindrique. La paroi interne formant grille est constituée par une série d'anneaux coniques 50 s'emboitant les uns dans ïes. autres et la paroi externe 31 perforée et formant tamia est en même matière réfractaire. Les orifices 32 sont inclinés vers le haut pour que la matière s'y bloque et ne puisse s'échapper.
Entre les deux parois sont prévus des ringards 33 pour brasser la matière, et clos marteaux 34 actionnés par des leviers
35 la décolères parois internes, A/la partie Inférieure de cette chambre cylindrique, la matière est projetée* par un plateau tournant 36 sur lequel peuvent être. prévues des dents
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de concassage 37 ainsi qu' il sera exposé plus loin, sur le plan incliné 38 la conduisant au tube 9.
Le long de ce plan incliné, peut âtre prévu un concasseur 39 qui réduit la matière avant son entrée dans le four, car,pour la combustion véritable, une finesse (le matière plus grande
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est nécessaire que pour la préeouibustion.
Les gaz d'évacuation du .four, guides dans la chambre annu- laire extérieure 40, sont alors obligés de traverser la matière pour se rendre, par le panier 41 refroidi par un ruissellement d'eau, lu tuyau d'évacuation 42;. Ce tuyau est entouré par un
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autre tube 43 prolongeant la paroi interne de la crl.&r..1Jre de filtrage pour recueillir les poussières encore entraînées à la sortie du filtre et isoler du la chaleur, 10 =,;211':èai de distribution 36 et son mécanisme G.'L;nt=><z1;.i<=i..c.-t.
On notera que les anneaux coniques 30 peuvur-t. =tße uo différentes grosseurs pour obtenir en ili c':'::cont8 points des couches de filtrage d é;c.i.:ïc;ur ,:;.irfr'n1;e..
La fig.5 représente un. dispositif à filtre mobile. On a prévu, comme précédemment, le cas ae i...ti'.:o fY.? L10 qui risque de 2s plus laisser, âpres criblage, adsez de ros morceaux; la matière est conduite à une/vis 5arlS fin 7 el t oè.. elle sort spus forme de morceaux ou de grains qui traversent les vannes 20 et tombent dans la trémie de chargement 29.
En-*dessous de lorifice de cette trémie, ici disposé, monte sur l'arbre tournant 44, un panier de criblage à double paroi qui est constitue des anneaux de base 45 et 46 réunis l'un à lautre de manière appropriée par exemple.' par des
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nervures, et la plaque supérieure 47 réunie de i..ês.¯e par des nervures à l'anneau de tête 48. entre les C.:Ul.8D,UX 45 e 4G d'um part. et la plaque de tête 47 et l'anneau 48 d'autre part,sont
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disposés des barreaux 49 laissant entre eux des espaces libres ou des fontes. de manière à constituer les. surfaces de tamisage du filtre:
Ce panier de filtrage tourne d'un côté au- dessus du plateau fixé 50 solidaire de la maçonnerie de la chambre 5 et de l'autre au-dessus du plan incliné 52 le long duquel il éjecte la matière qu'il contient, qui s'écoule ainsi dans le tube du four 9, la matière non utilisée pour le fil- trage est conduite d'autre part directement à ce tube par le plan incliné 53.
Le plan incliné 52 étant sur une longueur appréciable entièrement recouvert de matière, les gaz d'évacuation du four dontconduits vers l'ouverture ménagée dans le milieu de la plaque 50 à l'intérieur du panier de filtrage; ils @ traversent alors la matière comprise entre les bureaux 49 et.se rendent à la chambre d'évacuation 54 disposée au-dessus de la chambre 51, pour êtreévacués enfin en 55 à l'air libre.
Les gaz d'évacuation du four à cuve représenté fig.6, ,,on'(, conduits, à travers le gueulard 56, à la surface supérieure d'une grille mobile 57 constamment recouverte de matière com- bustible par la trémie 58 ; ces gaz sont donc obligés de traverser la couche de matière combustible et la grille avant de parvenir à l'orifice d' évacuation 59.La hauteur de la couche de matière peut être également réglée par les vannes 60 tandis que le déversement dans le four à cuve de la matière chargée des poussières recueillies peut se faire à la manière connue par le plan incliné tournant 61.
Dans le mode de réalisation d-es fig.76 et 8 (la fige étant une coupe de la fig.7 par la ligne VID-VIDI la couche de matière peut être formée sur la périphérie d'un talbour tournant et perforé 62 à l'intérieur- duquel -les gaz de combustion pro- ..
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venant du four à tubes tournants 9 sont conduits par le carnoau
63 pour se dégager par l'orifice 64 prévu à l'extrémité de la chambre d'évacuation 65.
Le tambour 42 dont l'autre section droite est fermée, tourne à la partie inférieure dans une chambre cluse 65 de manière qu'aucune évacuation de gaz ne puisse se faire par là. Dans cette chambre, tombe seulement la matière qui ne passe pas directement dans le four par le plan incliné 66; cette matière se réunit dans le fond de la chambre 65 et est envoyée dans le four suivant les besoins en ouvrant le volet 66.
L'évacuation des gaz par la trémie de chargement G7 est également emp8hée par la densité de la matière elle-même qui la remplit. Au-dessus du plan incliné 66 est dispose un volet de fermeture 68 qui est appuyé par le poids 69 contre la matière chargée de poussières tombant sur le plan incliné 66 ; on empêche ainsi une évacuation des gaz au-dessus du plan incliné 66 et une chute trop rapide de la matière servant de corps de filtrage.
Dans la fig.9, la couche filtrante 70 est formée au-des- sus d'un crible oscillant 71 occupant toute la largeur du carneau d'évacuation des gaz 72. La matière est amenée par un tube 73 et forme, en-dessous du crible et dans toute la hauteur du carneau 72, un brouillard 74 que les gaz sont obligés de traverser et où ils subissent an commencement de filtrage: La circulation des gaz peut être activée par un ventilateur.
Dans la fig.10 la couche filtrante est formée sur une grille en gradins 75 occupant toute la largeur du carneau d'évacuation 76, cette grille pouvant être fixe ou mobile totalement ou partiellement.
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Dans la fig.11, le filtrage s'opère dans un tambour 77 fortement incliné et tournant sur lui-même; à l'intérieur de ce tambour sont ménagés une série de chicanes et de cribles 78-79 sur lesquels la matière est maintenue plus ou. moins longtemps avant de pénétrer dans le tube 9 et dont les couches sont traversées par les gaz d'évacuation, avant de se rendre à la cheminée d'évacuation 64.-
Dans le mode de réalisation des fig.12 et 13, l'extrémité du tube tournant 54 est aménagée elle-même comme tambour de filtrage élargi en cône et muni d'orifices 80.
Une trémie de chargement 81 remplit la partie supérieure de ce manteau conique avec de la matière, de sorte que les gaz d'évacuation sont obligés de passer à travers les orifices 80 pour pénétrer dans la chambre 82 laquelle est séparée de tous cotés de la chambre Inférieure 83 par des cloisons 84, La matière entraînée par la rotation du tube 9 passe',' partie par les plans inclinés 85 et 86 depuis la face avant du tube tournant jusque dans le four', partie par le canal oblique 87 à l'intérieur du tube tournant 9 d'où elle tombe dans le four par les orifices 88 passant périodiquement en regardde ce canal 87.
Pendant le reste de leur parcours; ces orifices 88 sont ternes par les manteaux circulaires 89 solidaires des paliers du four (Le sorte que ni les gaz d'évacuation, ni la matière de combustion, ne puissent sortir: Le fin tombait continuellement par les orifices 80 et 88 est conduit par la dérivation 90 à un dispositif d'entrainement non représenté au dessin qui le ramène renouvelé à la trémie 81 ou au plan incliné 86.
Dans le mode de réalisation de la fig.14, le tambour 91 servant de crible est disposé à l'intérieur du tube tournant 9
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et pour ainsi dire inversé par rapport à lui. La partie supé- rieure de la face avant du tube tour ant est fermée par un volet 92 en forme de segment circulaire. Ce volet est monté oscillant sur l'axe 93 et est poussé, par la matière pro-- venant de la trémie 94 ou par le poids 95 contre la face avant du four de sorte qu'il se prête ainsi aux modifications de longueur du tube 9 pendant les opérations.
Le tambour conique 91 perforé à sa périphérie, est maintenu par des parois radiales 96 qui divisent l'extrémité du tube tournant 9 entourant le tambour 91 en un certain nombre de chambres périphériques disposées côte à côte. Les gaz provenant du four sont obligés de passer à travers la paroi inférieure du tambour 91 reuouverte de mantièrepour s'échapper ensuite par les chambres se présentant périodiquement à la partie inférieure du carneau d'évacuation 97; les chambres se trouvant à la,partie inférieure sont en effet fermées par le volet 92 et un courant tangentiel par rapport au tambour 91 est empêché par les cloisons radiales de ces chambres.
L'extrémité des chambres radiales tournées vers la sortie du four, est fermée par la matière 98 accumulée dans le bas du tube à moins que ce ne soit par l'une (les paroi- transversales 99.
Les fig.15 à 17 montrent un dispositif de préfiltrage que les gaz d'évacuation doivent traverser avant de se rendre sur la couche de matière. Ce ispositif est, dans les fige 15 et 16, constitué par ue grille spéciale !il ou 102, cette dernière (fig.16) étant munie d'un racleur extérieur 103.
Dans la fig.17 qui montre un dispositif de filtrage principal analogue à celuz de la fig.3, c' est la première grille en jalousie 104 qui constitue le préfiltre et les poussières
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qu'elle recueille sont soufflées par une conduite d'air comprime fixe 104 ou réglable 105. Oesspoussières sont.dans tous les cas, ramenées avec la matière principale entrainée dans le four par les conduits 106,107 ou 108. Cette dérivation peut fig.16 âtre fermée périodiquement par un clapet 109.
Dans les fig.18 à 21, les dispositifs d'amenée de matière sont combinés avec un broyeur du type connu pour les fours à cuve de combustion du ciment .Dans la fig.18,en-dessous de la cou- che de Matières,sont disposés quatre cylindres broyeurs 110. Dans la fig.19 est disposée une assiette munie de dents lll'qui doit être conique et peut être constituées de plusieurs anneaux tournants distincts 112 et 113. Dans la fig.20, sont prévus. des bras tournants 114 qui brisent la matière entre les parois de criblage et la sole fixe de préférence conique 115.
Dans la fig.21,la sole fixe 116 est perforée et la matière passe à travers ces trous auxquels correspondent des orifices de plus grand. diamètre ménagés dans la plaque 117 tournant en regard. On voit enfin un dispositif analogue sur la fig.17 précédemment décrite
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f plaqu dans laquelle labase 38 est munie.de dents 37, de 20 La fig.22 montre enfin un dispositif correspondant au dis- / positif général de la fig.l dans lequel la trémie 4 présente un couple de cylindres 118 pour mettre la matière sous forme de gros morceaux destinés à la combustion préalable ;
mais avantla combustion finale, qui a lieu ici dans une partie très profonde du tube l,non visible au dessin, la matière est réduite par des chaines 119 suspendues dans le tube et alourdies par des poids appropriés 120 qui agissent comme des marteaux lorsque le tube 1 tourne .
Les dispositions qui viennent d'être décrites dans les différents modes de réalisation pour le criblage, la mise en forme de la matière', de même que le régalge du legré d'évacuation
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des surfaces de filtrage peuvent naturellement être utilisées sans sortir du. cadre de l'invention,dans tous les modes de réalisations où ils n'ont pas été décrits spécialement.
Les ouvertues des surfaces de filtrage ont été, pour la clarté du dessin, représentées à une échelle trop grande, en réalité elles doivent être un peu plus petites que les plus petits morceaux ou grains de ratière brute utilises pour le filtrée, de manière que celles-ci ne puissent pas passer au travers. Comme surfaces de filtrage, on peut donc em- ployer des toiles métalliques, des tôl.e perîorées ou analogues. Mais on peut utiliser également des barreaux disposés côte à côte comme dans une grille ou des tôles se recouvrant comme des ardoises de toiture de manière à laisser des jours entre elles.