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Procédé de calcination de boues contenant de la chaux
L'invention a pour objet la calcination et la granu- lation de boues Industrielles contenant de la chaux, telles que les boues de caustification de papeteries, les boues d'adoucisse- ment d'eaux, les boues de première carbonatation ou d'autres opé- rations de sucreries produisant des boues contenant de la chaux, etc.
Des telles boues sont habituellement brûlées ou calci- nées dans des fours à cuve ou à réverbère, mais les dépenses qui en résultent sont élevées et l'opération elle-même n'est pas particulièrement efficace, en partie à cause du manque de con- trôle étroit de la température en général et localement, et à cause des pertes élevées en poussières. Un but de la présente invention est, en conséquence, de créer des voies et moyens pour
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éviter de tels inconvénients. Un autre but de l'invention est d'obtenir un produit calciné sous forme de granules ou paillet- tes pratiquement exemptes de poussières.
Un autre but encore est de traiter les boues en un seul lit de matières solides dans un appareil de réaction dans lequel la calcination s'effectue dans une zone sus-jacente fluidifiée du lit pendant qu'un refroidisse- ment a lieu dans une zone sous-jacente défluidifiée du même lit, Un autre but de l'invention est aussi d'assurer la présence dans la boue à calciner d'une substance liante de quantité et en quantité telles qu'elle se ramollit et devient collante à des températures quelque peu inférieures à la température de calci- nation ou , la température à laquelle la boue calcinée se décom- pose. D'autres buts de l'invention apparaîtront au cours de cette description.
L'invention peut être exécutéa dans un appareil de réac- tion ou four ternie, du type plus ou moins vertical, divisé par un plateau ou cloison transversale s'étendant dans le sens Horizon- tal et perméable aux gaz pour former un compartiment récepteur de gaz ou boîte à vent en dessous du plateau, et une zone ou compartiment de traitement des matières solides par la chaleur au-dessus du plateau.
Un litde matières solides à traiter est supporté par le plateau et un gaz contenant de l'oxygène ou de l'air est insufflé dans ou à travers le lit de matières solides de tell'3 façon que les matières solides de la section ou zone supérieure du lit au moins soient misée à l'état de suspension en mouvement dans le gaz, sans se déposer, desortequ'elles existent dans le gaz à l'état fluidifié et qu'élira agissent corme si elles contenaient un fluide.
Lee matièressolides dans la section ou zone inférieure du lit sont mises suffisamment en suspension pour permettre un mouvement de la masse vers le bas, maissonttdéfluidifiées et ne forment pas de suspension réelle.
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Dans ce but, un gaz contenant de l'oxygène ou de l'air est insuf- flé par des ouvertures ou orifices rétrécis du plateau existant en nombre suffisant, à une vitesse d'ascension juste suffisante pour permettre le mouvement de la masse solide dans la zone in- férieure, tandis qu'une quantité supplémentaire de gaz ou d'air est introduite sous forme dispersée dans une zone ou section médiane du lit, dans le sens ascendant, qui,s'ajoutant au gaz ou à l'air s'élevant à travers le lit au-dessus du plateau, oblige les matières solides du lit situées au-dessus du point d'introduction du gaz supplémentaire à se fluidifier.
Le point important décrit ici réside dans le fait que les solides de la zone supérieure du lit sont fluidifiés, tandis que les solides descendant de la zone supérieure du lit vers la zone inférieure se défluidifient mais sont encore capables de se mouvoir en masse vers le bas pour être déchargés à travers des tubes de décharge- ment menant de la zone.inférieure vers l'extérieur de l'appareil de réaction.
Un combustible est introduit dans la zone supérieure du lit pour y maintenir une combustion ou oxydation. Les matières solides à traiter sont introduites dans la zone supérieure du lit par un dispositif spécial d'alimentation. Les matières solides calcinées sont déchargées du fond de la zone inférieure du lit.
Les produits de combustion sont éliminés de la partie supérieure de l'appareil de réaction. Celui-ci peut travailler de façon continue.
Les matières solides des boues sont additionnées d'une quantité ou proportion convenable d'un liant, par exemple de la soude. La boue et le liant qu'elle contient sont plus ou moins séchés et préchauffés par les produits de combustion chauds montant de l'appareil de réaction à une température à laquelle le liant ne s'est pas encore ramolli suffisamment pour provoquer l'agglomé- iL-,¯..¯...¯.
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ration des particules, après quoi elles sont insufflées par la pression de l'air ou du gaz dans la section moyenne du lit dans l'appareil de réaction, la section moyenne étant celle située vers le fond de la zone de fluidification existant à la partie supérieure du lit,
et vers le haut de la zone aous-jacente de défluidification du lite Une combustion est maintenue dans la zone de fluidification du lit, et sa température est soigneuse- ment réglée de manière à dépasser juste assez la température de décomposition ou d'oxydation des solides de la boue pour en effectuer une calcination effective sans consommation excessive de combustible
Comme les solides dans la.
zone de calcination sont à l'état de suspension entièrement fluidifiée dans le gaz, la cal- cination s'effectue rapidement, mais les matières solides calci- nées chaudes fluidifiées possèdent une vitesse graduelle réglée de descente ou de chute au delà, de la section moyenne du lit dans la zone inférieure ou zone de fond au lit;
dans cette zone, par suite d'une quantité et d'une vitesse moindres des gaz ascension- nels, les matières solides descendantes sont défluidifiées et cessent d'être suspendues ou agitées dans le gaz, mais sont encore capables de se mouvoir en masse vers le bas pour être déchargées de l'appareil de réaction, grâce à la vitesse ascensionnelle ré- glée et diminuée du gaz qu'elles rencontrent, qui s'élève dans la zone de défluidification du lit. L'air ou le gaz, en quantité et à vitesse réduites, s'élevant à travers cette zone de fond du lit y est Introduit à travers les orifices du plateau d'étranglement qui supporte le lit composé.
Les matières solides dans la zone de calcination fluidi-. fiée sont incandescentes, mais en descendant ou tombant dans la zone de défluidification, elles se refroidissent rapidement parce ' n
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qu'elles rayonnent ou échangent leur chaleur avec les gaz ascen- 'dants existant autour d'elles. A cet endroit, les matières solides chaudes descendent à l'encontre d'un courant montant de gaz froids, de sorte qu'il se produit à cet endroit un refroidissement àcontre-courant grâce auquel la chaleur est rapidement évacuée des matières solides ,descendantes. Par conséquent, au moment où. les matières 'solides sont déchargées à l'air, venant de la zone de défluidification du lit, elles sont complètement froides.
La disposition estimée la meilleure actuellement est représentée sur les dessins annexés mais cette disposition n'est représentée qu'à titre d'exemple seulement, car il est possible de modifier des détails de construction et de mode opératoire .
Sur les dessins, Fig. 1 est une coupe verticale d'une déposition de cette invention avec certains accessoires utiles à sa mise en pratique. Fig. 2 est une vue partielle en perspective d'un appareil de réaction suivant cette invention, représentant essentiellement, dans le but de simplifier les explications, la zone de c alcination et de granulation fluidifiée avec sa zone de refroidissement sous-jacente défluidifiée. Fig. 3 est une vue partielle en perspective de la tubulure multiple de distribution de l'air servant au transport et à la fluidification des matières solides introduites dans l'appareil de réaction.
Fig. 4 est une coupe verticale d'une soupape à bille utilisée ou pouvant être utilisée dans le plateau d'étranglement de l'appareil de réaction et aux extrémités de dégagement des bras creux de la tubulure multiple de distribution. Fig. 5 est une coupe verticale d'une soupape à bille utilisable dans la cloison d'étranglement située en-dessous du lit de préchauffage de la fige 1. Fige 6 est une figure composée représentant en agrandissement la formation structurelle des granules résultant de l'application de l'invention.
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Sur la Fig. 2, 11 représente un appareil de réaction isolé calorifiquement dont le dessus a été enlevée 12 représente un niveau fluide d'uns section 13 du lit fluidifié de matières solides incandescentes en traitement dans la zone de calcination et de granulation A suivantl'invention, tandis que 14 représente un niveau fluide d'une section 15 du lit défluidifié de matières solides traitées chaudes mais en train de se refroidir dans la zone C de défluidification et refroidissement, qui sont descen- dues du lit fluidifié 13 sus-jacent de la zon.e de calcination A.
Tour l'alimentation au lit fluidifié 13/'un mélange de matières @ solides à traiter et de gaz ou air fluidifiant, un appareil de distribution à tubulures de distribution multiples s'étend vers le haut à travers le lit défluidifié 15, et comprend des bras creux 17 recouverte ou se terminant chacun par uneplaque soupape à bille 16. Ces bras 17 partent d'un corps de distribution 18 dans lequel on introduit les solides d'alimentation transportés par le gaz.
Du lit défluidifié 15 dans la zone de refroidissement et de; défluidification C, les granules refroidis de matière calci- née contenant de la chaux sont déchargea à travers des tubes de déchargement 19 dont les débite sont réglés par des vannes telles que 20.
Le lit défluidifié 15 est supporté par un. plateau d'é- tranglement muni d'ouvertures, s'étendant transversalement, en dessous duquel se tiouve une bolte à vent 24 recevant l'air. 25 .représente un tube ou une conduite reliée au corps de distribu- tion l8 qui po t un prolongement ou tube d'introduction de gaz ou d'air 26 régie par la vanne 27. Le tube 25 porte une autre ex- tension ou tube d'introduction des matières solides 28 contrô- lé par une vanne 29. 30 représente une entrée d'air non-fluidi- fiant contrôlée par une vanne 31. 32 représente une conduite ou @
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tuyauterie d'alimentation de combustible tel que huile ou gaz, réglée par une vanne 33.
La Fige 4 représente le mode de construc- tion préféré du plateau d'étranglement qui est muni d'une série de blocs métalliques 35 possédant chacun une ouverture en forme d'en- tonnoir le traversant, recouverte ou fermée par une soupape à bille 3?.
Lorsque le gaz ne s'élève pas à travers cette ouverture, la soupape à bille ferme couverture en forme d'entonnoir comme c'est représenté sur la figure, pour éviter que les matières soli- des ne s'écoulent vers le bas par ces ouvertures, mais la bille ne repose pas sur son siège lorsque l'air s'élève par l'ouverture 36 dans le but d'aider à l'obtention d'une meilleure distribution et dispersion de gaz passant vers le haut dans le lit de matières solides qui se trouve au-dessus. Les soupapes à billes 16 et 35 prévues sur les bras multiples 17 et sur la plaque d'étranglement 22 sont semblables.
Sur la fig. l, un appareil de réaction plus complet est représenté, construit ordinairement en matériaux réfractaires, et monté sur des pieds si on le désire. Au-dessus du lit fluidi- fié 13 existe un espace libre 39 limité à sa partie supérieure par une seconde plaque d'étranglement ou cloison supérieure 40 munie d'ouvertures, construite en briques réfractaires, dont une ou plusieurs possèdent une ouverture 41 en forme d'entonnoir(plus ou moins semblable à l'ouverture 36 de la figure 4) qui est re- couverte par une soupape à bille 37. (Voir Fig.5).Un lit pré- chauffant de matières solides fluidifiées 42 est disposé sur la surface supérieure de la cloison à ouvertures 40 et possède un niveau fluide 43 déterminé par un déversoir de déchargement 44 formé par l'entrée du tube ou de la conduite 28.
Au-dessus du lit existe un espace vide 45 et au-dessus de lui la voûte 46 de l'ap- @
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pareil de réaction* 77 'w4,zart; un tube vertical s'étendant à travers la, cloison 40 1.t 1, li 42, mur;i d'u...'1:.; vanne 4de C: tube a pour put de dériver directement le gaz ciiaua jilontont du lit de calcinât ion 13 vers l'espace libre 45 sans traverser le lit 42.
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Du dessus 46 de 1 p a,paa: ii. de ldé1.CtioYlp ::; 'ê18ve une cheminée 47 à section élargie 49.
Elle se termine dans un cyclone 50 d'où le gaz s'échappe ou est aspiré à traversla cheminée 51 et dont la poussière ou les matières solides séchées se déchargent ou descendent à travers un tube descendant 53 muni d'une vanne 54 débouchant dans un malaxeur à vis 55. 56 représente un filtre rotatif de type bien connu-qui décharge le
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gâteau de filtre dans le malaxeur 55 qui retransforme en pulpe ou réduit le gâteau en morceaux et le mélange aux matières solicias s'écoulant 8, travers le tube 53 et déverse le mélange dane un broyeur en forme de cage 5? disposé dans la section élargie de la cheminée 4'm ,1;
.'.... soude ou autre liant ou fondant (si c'est nécessaire) est ajouté dans le filtre 56, peu.' exempts en 651 t 'pou:;; ,0-tr;;) mélangée au ât.au-xiï.txc dans le but décrit plus loin.Au tube descendant 53 s'embranche un tuyau d'extension ou conduite 58, muni d'une vanne 59 qui fait passer les poussières
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ou les matières solides séchées d<:m 3 un convoyeur à vis tel qui Introduit les matières solides dam le lit aupérieur fluidifié 42 mais en-dessou de son niveau fluide 43. Du calcaire grossier broyé peut être introduit danA 1'3 tube à matières solides sè- ches 58 à travers le tube latéral 62 muni,d'une vanne 63.
Le refroidissement dea matières solides dans la sec-
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tion 15 du lit défluidifié peut être facilité,, si on le désire, en introduisant de l'air pax le tuyau 6?, muni d'une vanne 68
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aboutissant à un tube circulaire 69 enfoUi dans la base de lia- @
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pareil de réaction, qui est muni de tuyères 70.
Cet air en re- froidissant les Matières solides s'échauffe, de sorte que ce dispositif constitue un moyen efficace de récupération de cha- leur. Comme le lit défluidifié de solides 15 est plus compact que le lit fluidifié qui se trouve au-dessus de lui, son volu- me est moindre et il est donc avantageux de réduire la section intérieure de l'appareil de réaction dans la direction du fond, comme représenté en 71.
Il est à remarquer que le tube enfoui et les tuyères sont utilisés en premier lieu pour le préchauffage de la charge au moyen de gaz de combustion chauds, jusqu'à une température à laquelle la combustion du combustible normal aura lieu, c'est-à- dire vers 1200-1400 F.
L'appareil décrit est approprié à la calcination. de boues contenant de la chaux, provenant d'opérations industriel- les. Ces boues comprennent les boues d'adoucissement d'eaux, la boue de papeterie: dénommée souvent boue de caustification, les boues de sucreries provenant de la première opération de carbonatation ou d'autres opérations utilisant de la chaux, dans , les sucreries. Elles peuvent être divisées, pour le but de cette invention en deux groupes; l'un comprend les boues ou schlamms qui ne contiennent pratiquement pas de soude, par exemple la bous d'adoucissement d'eaux, et l'autre.comprend les boues renfermant une quantité notable de soude, pax exemple la boue de papeterie.
Des boues non-sodées nécessitent une addition de soude ou d'un autre liant équivalent tandis.que les boues contenant de la soude nécessitent un traitement préliminaire inverse, c'est-à-dire un réglage de la teneur en soude de manière à ce qu'elle ne dépasse pas 2 % et soit de préférence voisine de 1 %¯La raison de ce ré- glage est que la quantité de liant ou fondant utilisée pour ef- @
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fectuer la granulation des matières solides des boues doit être suffisante pour provoquer la granulation des fines particules de chaux, sans cependant provoquer le collège des granules les uns aux autres.
A ce point de vue, il a été trouvé que si la teneur en soude ou autre liant analogue est maintenue entre 1/2 % et 2 % ou aussi près que possible de 1 % considéré comme teneur optimum, aucune priée à chaud ou agglomération ne se produit lors du traitement de préchauffage même si la, température à ce moment atteint jusque 1000 F. La. soude fond à, 1600 F.
de sorte qu'entre cette température et celle de 1000 F. à laquelle s'effectue le préchauffage, il ne se produit aucun thermo-durcissement ou prise de la masse par la chaleur* L'addition de la soude doit être effectuée lorsque la boue est encore numide, c'est-adire que la solution de soude est intimement mélangée au gâteau de boue humide. Il est estimé que la petite quantité de soude ajoutée lorsque la boue est numide recouvre cnaque particule d'une pellicule très mince peut-ê-tre moléculaire.
Lorsque la couche fond sous l'action de la chaleur, il se crée une force de liaison suffisante pour provoquer l'adhérence d'une petite particule à une autre petite particule, ou, à, une plus grande, agissant comme germer La force de liaison, cependant, est insuffisante pour cimenter deux granules ensemble, tout au moins pendant qu'ils sont animés d'un mouvement turbulent dû au gaz. Les liants utilisables comprerment les hydroxydes ou carbonates de métaux alcalins, ou bien un sel alcalin soluble.
En général, la boue est filtrée en 56 pour en enlever l'eau en quantité aussi grande que possible industriellement, après quoi le gâteau de filtre ;et broyé par passage à travers, un malaxeur, ou reformateur de pulpe 55. Dans le cas où on traite une boue ne renfermant pas de soude, la quantité nécessaire de soude est ajoutée de telle manière que la soude se dissolve et re-
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couvre chaque particule de boue. Mais, si on utilise une boue contenant de la soude, la teneur en soude est réglée à la valeur nécessaire avant de procéder à une telle filtration, par exemple pax lavage et décantation.
Le mélange résultant de matières solides des boues avec la soude est séché, puis est préchauffé en 49 en faisant usage de gaz de cheminée ou de produits chauds provenant de la combustion calcinante qui suit. Il est préchauffé à une température réglée de telle manière qu'elle'atteigne sensiblement 1000' F, car si la température s'élève notablement au-delà de cette valeur, il y a tendance sérieuse pour les matières solides contenant de la soude à se durcir ou à se prendre en une masse solidifiée. Ce durcissement a aussi été constaté,même én l'absence de soude ou d'un autre réactif, et semble être un phénomène attribuable aux dimensions très fines des particules.
Le mélange introduit au séchage et traitement de préchauffage doit renfermer environ 15 % d'humidité. Le gâteau ,de filtre renferme environ 40 % d'humidité, mais celle-ci est réduite dans le malaxeur en mélangeant à *cet endroit suffisamment de matière sèche traitée par la chaleur pour réduire l'humidité jusqu'à la teneur d'environ 15 % désirée.
Le préchauffage s'ef- fectue de préférence dans un compartiment supérieur de l'appareil de réaction 11 qui caractérise cette Inventions dans lequel un lit 42 de ces solides est maintenu au-dessus alune cloison 40 d'étranglement transversale siétendant horizontalement et munie d'ouvertures, à travers laquelle des gaz chauds comprenant des produits de combustion produits plus bas s'élèvent à une vitesse telle que les matières solides de ce lit sont maintenues sous un état de mobilité ou de fluidification tel qu'ils agissent à la manière d'un fluide.
Les gaz chauds montants s'élèvent d'une zone
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de combustion et calcination maintenus a environ 1850 h, et sont en quantité plus que suffisante pour maintenir les matiè- res solides du lit fluidifié de préchauffage aux 1000' F désires, de sorte qu'il est nécessaire d'en dériver une partie parle tube ?? autour du lit vers l'étage de séchage par contact. Les gaz montante ont une vitesse telle qu'ils entraînent continuellement une certaine quantité de matières solides du lit vers un cyclone situé plus haut 50 d'ou las matières solides sont conduites par un tuyau 58 les ramenant vers le fond du lit de préchauffage 42.
Mais une majeure partie desmatièressolides préchauffées du lit 42 se déverse par le déversoir 44 dans le tube 28 et est alors
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Introduite dans le lit de calcinât ion 13 de liai>par;11 de réac- tion à travers la conduite 25 sous forme de suspension dans de l'air.
Ceci s'effectue au moyen de l'air ajouté aux solides sous une pression tells que les matières solides soient entraînées par cet air sous pression directement dans la zone supérieure
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fluidifiée A contenant 1: lit de calclnatlon ,> de l'appareil de réaction. A cet endroit les solides atteignent une température de 1850* F, qui se situe juste au-dessus de la température
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de décomposition des constituants de c axoonato de calcium des matières solides, à la nui te de quoi les matières solides qui existent à l '8at de suspensions moelles agitées et éi,3 fluidific ation ont leurs constituants de. carbonate il# calcium transformés en Cao et go2, cpe::2,-à-;i:s qu' elles sont calcinées.
Apres avoir été calcinées, les matières solides tombent dans la zone inférieure ou zone de défluidification et de refroidissement C contenant le lit défluidifié 15. Elles y sont défluidifiées parce qu'il y existe moine de gasetque les gaz niant pas une vitesse
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suffisante oua ;.; maintenir à l'état fluidifié, et elles sont en même temps refroidiespar transfertde chaleur au gaz. De là, @
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elles continuent à descendre et sont déchargées sous forme de granules froids de l'appareil de réaction à travers les tubes de déchargement 19. Au cours de la calcination, les solides sont transformés en granules ou paillettes.
Il semble qu'il se forme un germe; ce germe recueille ou enroule sur lui-même un enduit de nouvelle matière solide et devient ainsi un granule plus gros ou une paillette. Celui-ci recueille à son tour un autre enduit ou une nouvelle quantité de solides et croit en un granule plus gros. Cette opération se répète de telle sorte que les granules qui sont déchargés ont des dimensions comprises entre celle correspondant au tamis de 35 mailles (TYLER) jusque un quart de pouce (6 mm) de diamètre, et ils sont contre toute attente particulièrement exempts de poussières.
Cependant, ils contien- nent une quantité petite ou insignifiante, s'élevant ordinaire- ment à 10 % environ d'impuretés inertes normalement présentes dans la 'boue d'origine, comprenant des composés de soude, sili- cium, magnésium., fer-aluminium, etc .
La figure 6 est un dessin agrandi représentant de tels granules. Le granule N est cassé, comme représenté et décèle l'existence d'un granule germe N' qui, à son toux, si on le' casse, décèle l'existence d'un granule germe plus pettt N''. et ainsi de suite.
Lors de la mise en marche, une formation préliminaire de germes dans le lit de calcination est nécessaire, et ceci s'effec- tue en y introduisant à travers le tube 62, pour former le lit initial, des particules grossières de calcaire de dimensions com- prises entre celles Inférieures à ce qui correspond au tamis de
14 mailles jusqu'à celles supérieures à ce qui correspond au tamis de 65 mailles (TYLER). Ces particules forment le germe initial qui se transforme en paillettes ou granules, mais dans la suite, les germes se forment d'eux-mêmes.
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Du. fait qu'une caractéristique importante contribuant
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au succès de cette irlvsn.t,on ê'sids dans l9xiston.e.¯d,'une masse matières solides sous forme composée ou C01t1JOS' ad double but dans l'appareil de réaction, il faut noter que dansla zone supérieure A (section 13 du lit) où la calcination a lieu, la
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fluidification des matières solides s'y produit à cause du-.vo- lume et de la vitesse des gaz qui y passent. Une telle vitesse peut atteindre de'4 à 6 pieds (1,2 à 1,8 m) par seconde avec une valeur optimum de 4,5 à 5 pieds (1,35 à le-50 m).
Le gaz qui
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s téiéve ainsi. provient de trois sources contributivest là savoir: 1) le gaz introduit directement dans la zone de fluidification qui sert également de milieu de transport pour l'introduction des matières solides da:as cette zone; 2) les produits de la calcination qui s'effectue dans cette zone,et 3) les gaz montant
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dans cette zone provenant de la zone sous-jaoente de défluidification et de r>:t'i. Jidis8.4úl,3nt C (section 15 du 11 t)..
La vitesse du gaz qui s'élève dans la zone de défluidification sous-jacente est inférieure à C%11." qui y produit la fluidification des lIlatières solides P, exi cependant 3uffisaute pour permettre aux matières solides de s'y Introduire depuis la zone ,'llaé.''i:u fluidifiée et de descendre progressivement :ruièm.u,i;t à travers la zone défluidifiée pour êtJ:'( décnargées. Une tell'' vitesse atteint de 1/4 à la moitié de la vitesse dans la zone supérieure de fluidification et de calcination.
Une autre caractéristique importante résultant de ce mode de construction et d'opération est due au fait que les ma- tières solides des boucs dans la zone de calcination y sont gra-
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nulées ou pa111ettées sur le temps qu'elles sont fluidifiées comme les matièressolides de cette zone sont maintenues à la température de calcination, elles sont incandescentes, et, puisqu'elles sont fluidifiées ou mises en mouvement, chaque granule
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est entouré d'un espace de gaz. Les matières solides fraîches devant être traitées par la chaleur dans la zone y sont introduites sous forme finement divisée si pas pulvérulente, de sorte qu'elles s'introduisent dans les espaces compris entre deux ou plusieurs granules.
Les granules incandescents rayonnent leur chaleur à ces nouvelles particules solides fines, et ceci a pour effet de les porter rapidement à la température de calcination.
De plus, si ces granules incandescents tombent dans la zone de éiéfluidificati on, ils cèdent rapidement leur chaleur au gaz montant à travers cette zone et le chauffent ainsi d'avance avant qu'il n'atteigne la zone de calcination, et ceci contribue éga- lement à économiser du combustible pour chauffer cette zone.
Si l'invention a été décrite comme applicable à la calcination de boues ou schlamms contenant de la chaux, elle peut aussi s'appliquer à la cuisson de ciment et à l'agglomé- ration de boues rouges (provenant du procédé BAYER de traitement de bauxites pauvres) par la chaux et la soude.
En se référant de nouveau aux dessins et spécialement à la Fig. 1, on verra que la boue contenant de la chaux ou les autres matières à calciner, est introduite dans le filtre 56, avec ou sans la soude ou autre fondant suivant le cas, en 65, Le gâteau provenant du filtre tombe dans le malaxeur 55 où. il est retransformé en pulpe ou réduit et mélangé aux matières so- lides sèches descendant dans le malaxeur et provenant du cyclone 50. Le gâteau retransformé en pulpe et les matières solides sèches sont alois traitées dans le broyeur à cage 5? mû par un moteur, mis en marche dans la section élargie 49 de la cheminée 4?, après quoi elles sont dispersées au sein du couvant montant des gaz chauds et s'élèvent avec eux, et sont ainsi séchées par contact.
Après séchage, la boue est recueillie dans le cyclone 50, retourne en partie dans le malaxeur 55 pour y être traitée en
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vue:-, de l'alimentation, et le restant passe dans le lit 42 à travers la conduite 58 et la vanne 59, et est préchauffé à 1000 F.
Ces matièressolides sont fluidifiées par les gaz chaude venant de l'espace libre 39, montant à travers les ouvertures 41 pratiquées dans la. cloison d'étranglement 40 sous un volume et à une vitesse telles que 19 les soupapes à bille 37 s'ouvrent et dispersent ou diffusent ainsi les gaz montante, et 20) les matières solides du lit42 sont fluidifiées, mises en mouvement ou agitées.
Lorsque
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l ' app a. 8 il ae réaction est arrêté et qu'il ne passe pas de gaz à travers les ouvertures 41 t 1<:::8 aoupapea à D111= 3i se 1\3 ullC:::!J,t et bouchent ainsi 156 ouvertures 41 pour empêcher que le lit 42 ne S';3 décharge de lUi-1118Hlc.: VI;.:tJ lu OdS dans le-; lit i!i0,).iu:::. voisin bzz Le gaz montant est suffi.3auiment chaud pour préchauffer ces matières solides. Les matières solides préchauffée n'écoulent du dessus du lit ou de son niveau fluide 43 par dessus le déver- soir 44 et descendent par le tubs d'alimentation 28.
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Les matières solides sèches ou la pous,,bieà.,e du cyclone en excès\eu,c la. quantité dësii'é devant 0tr<> introduite uans le malaxeur 55 tombent , travers le tube 58 dans le convoyeur à vis 61 et alililclntent ainsi le lit cï# lJ:J:écl1aUl'l'd,gG -2 en ùessoua du niveau du fluidee Les matières solides ainsi précha-ufféea ut descendant à travers le tube 23 sont conduites vers 1 tuco 25 ou elles sont zv joint ss par du gaz ou de l'air Insufflé à travers le tube à avec le résultat que les matières solides sont transportées par le gaz vers età travers le distributeur multiple 18 et de là
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vers lu haut à txa.vr.v les bras c'<;
)ux 11, et finalement débouchent en jnÉine temps que 1'3S gaz qui les transportent dans la sec- tion du lit fluidifié 13 à travels les appareils soupapesà bille ouvertes 37. Si le courant de gaz s'arrête, les soupapes à bille 37 se ferment et empêchent les matières solides du lit 13
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de descendre à travers. les bras 17. La section de lit 13 et son contenu sont maintenus à la température de calcination par com- bustion de combustible gazeux ou liquide suivant les cas venant des tuyaux 32, pour maintenir la combustion dans ce lit.
Du fait que le gaz introduit avec les matières solides à traiter est ordinairement de l'air, il y a suffisamment d'oxygène présent pour maintenir la combustion de calcination aux températures de disso- ciation ou de décomposition des carbonates.
Les matières solides calcinées granulées incandescentes descendant ou tombant du lit fluidifié 13 se défluidifient parce que le volume et la vitesse du gaz introduit à travers le tube 30 et la boite à vent 24 aussi bien que par les tuyères 77 est in- suffisante à la fluidification; la différence est comblée par le gaz additionnel introduit par les bras multiples 17 de manière que les matières solides dans le lit supérieur 13 soient fluidi- fiées. Les matières solides descendantes cèdent rapidement leur chaleur au gaz montant à contre-courant de leur descente, de sor- te qu'il se produit en cet endroit un transfert efficace de cha- leur et un refroidissement. Les matières solides calcinées, gra- nulées et refroidies sont déchargées du lit défluidifié 15 à tra- vers les tubes de déchargement 19.
Du fait qu'il existe un volume de gaz chauds beaucoup trop considérable dans l'espace libre 39, constitué de produits de combustion et de gaz de fluidification, il est important d'en écarter une partie par dérivation, de manière qu'il ne s'élève à travers la paroi d'étranglement 40 que la quantité de gaz néces- saire à la fluidification des solides dans le lit de préchauffage 42, et pas beaucoup plus. Cet excès de gaz est dérivé par la con- duite verticale 77 munie de la vanna de réglage 48.
En ce qui concerne les diverses vannes employées, elles ont été représentées d'une manière conventionnelle. Des vannes @ "
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convenant pour 1136 usaa requis sons Dien commis \:;t doivent t:'3 choir-les en conséquence, peu: 'XrIR,).G les vaimes telles que 59 63, 5-m 29 :a 20 peuvent bien 3t1:/,:, des types dite vannes rot dtiv,,,s ou a étoil-38 ;>zi;cr;
qu '811,:'13 exercent la fonction de fexmtm:ç6 SOU2 Pl\8'3ion<, ï E V a ui I C A 1 I 0 n S
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1r i'xocéa. caractérisé en ce qu'on fluidifie, canule et calcin(? simultanément -au ,Ú'lllè Al1.üJ:oi â0> j,ic,tiiii #:s, CL (le bouas contenant de la chaux pour a1"oC.ll:i'a (1iJ:Ç'ctf'"l("J.t diz 6:.:C1Jl- Cl' Cllv.U:-:' fxrmptc (le poussières 2- Procédé de calcination de boues contenant de la cha,u.x, ca.:racté:rieê en ce qu'on introduit dann ces -OOUf;1i une C3 f. ,f¯' ' t G .zr; quedititë é fi c i 1 o. t 6;
J.Y; s: ic ic. k ruction de la. chaleur, fondant .7" fi: :;Ql;tÉ, ,1 ; 1,,\ t:-.tn,,'.Û,i,i7rP r. à cé:lc1.rc¯J,:,i::,;'" Îf' c.''- -')C1).1 f." dL;;" i i <1 6 <# %- e. z: c >- -t 1 .C i,::; alx:.¯(i,y:e.t; ;'Irr:t la tr.1117É,-':t.â,4Ll::. de déco11lposition des boues et ntljlil,;l8c:üru:1t pas la fluiciification des matitres solides 9 ecr,s do oouce a des températures plus basses, après quoi on fluidifie# on granule et on calcine simultanément et au même ondroit la voie contenant iii liante 3.- Procédé suivant la. ,,8vendi0a'Cion 1, caractérise en ce que 1,,; liant employé contient cm moins un compose du groupe conrp:cenant les hyd:roxydG!3 et car-oonates d':' [létaux ai.ea7.nvv.
4.- Procède suivant la. Tsyendir'ation 1, oaractclisé en
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ce que le liant utilisa est un sel alcalin soluble.
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5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisa en es qu,=; le liant utilise est la soude.
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6t- procédé suivant la revendication 1, caractérise en.
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ce que la quantité de liant utilisée est comprise entre environ
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lin demi et environ deux pourcent de la bouée
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7.- Procédé suivait la revendication 1, caractérise en ce que la quantité optimum de liant employée est de 1 %.
8.- Procédé de calcination de boues contenant de la chaux, caractérisé en ce qu'on introduit dans ces boues une cer- tains quantité d'un liant fondant en-dessous de la température de décomposition de ces boues, mais ne devenant pas thermo-dur- cissant à cette température de décomposition, on maintient un lit de particules de boues chauffé à la température de décompo- sition du carbonate de calcium, on fait passer vers le haut à l'état dispersé un gaz contenant de l'oxygène à travers ce lit à une vitesse propre à fluidifier les matières solides de manière à ce qu'elles soient mises en mouvement turbulent et agissent à la manière d'un fluide, on introduit ces matières solides des boues dans le lit,
et on décharge les particules calcinées du lit sous une forme granulés et sensiblement exempte de poussières.
9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que dans la zone inférieure du lit, les matières solides qui y descendent sont défluidifiées et refroidies.
10.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la boue et le liant sont séchés et préchauffés à une tem- pérature ne dépassant pas sensiblement 1000" F avant d'être in- troduits dans le lit. il*- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la vitesse du gaz ascendant dans le lit est comprise entre environ 3 pieds (0,90 m) par seconde et environ 6 pieds (1,80 m) par seconde.
12.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que, dans la zone inférieure du lit, les matières solides qui y descendent sont défluidifiées, et que la vitesse du gaz s'éle- vant dans la section supérieure de fluidification du lit est de
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l'ordre de 4,5 pieds (1,35 !il) par seconda, taudis que la vitesse du gaz montant dans la section inférieure de défluidification du lit est sensiblement comprise entre le quart et la moitié de la vitesse dans la section supérieure.
13.- Produit caractérisé en ce qu'il comprend des gra- nules sensiblement exempts de poussières, ayant des dimensions comprises sensiblement entre celles correspondant au tamis de 35 mailles et un quart de pouce (6 mm.) de diamètre, et contenant principalement de la chaur.
14.- Produit suivant la revendication 13, caractérise en ce que les autres constituants des granules comprennent un composé d'au moins un élément se rencontrant normalement dans les boues renfermant de la chaux et choisi gans le groupe com- prenant le silicium, le sodium, le magnésium, le Car et l'alu- minium..
15.- Procédé de calcination de particules de boues con- tenant de la chaux, caractérisé en ce qu'on maintient en espace clos un lit composé formé: des particules à traiter et consistant en deux zones superposées, dont la zone supérieure est pourvue'de moyens propres à entretenir une combustion tandis que la zone inférieure est soumise à un refroidissement,
on fluidifie et on granule simultanément les particules de boues dans la zone de combustion en maintenant ces particules à l'état incandescent et à la température de calcination et en ajoutant des particules de boues et des gaz fluidifiants direetement à ces particules Incandescentes, on fait descendre ces particules Incandescentes dans la zone inférieure au lit en contre-courant d'un courant de gaz froids s'élevant à l'encontre des particules tombantes à une vitesse suffisamment faible pour les défluidifier, et on décharge des granules calcinés froids de la zone inférieure.
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16.- Procédé suivant la revendication 15 caractérisé en ce que du combustible est également fourni directement aux particules incandescentes
17.- L'invention telle que décrite ci-dessus et représ entée aux dessins annexés.