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PROCEDE ET INSTALLATION POUR LA CALCINATION DE MATIERES COMBUSTIBLES
FINES.
L'objet de la présente invention est un procédé de calcination, d'agglomération ou de grillage, dans un four à cuve., de matières combustibles fines, par exemple de pierre à chaux, de minerais ou de substances analogues, dans lequel la matière traverse la chambre de combustion du four à cuve en couches étagées, les morceaux à grains fins se trouvant en-dessous et les norceauxà gros grains sur le dessuns . Dans ce procédé,,, la couche supérieure faite de morceaux à gros grains est soumise directement à la flamme et au rayonnement,
tandis que la couche inférieure faite de morceaux à grains fins se déplaçant au-dessous de la première est calcinée moins par le contact direct avec la flamme que par le rayonnement dû directement à la flamme et indirectement aux couches sapérieures de combustible Ce dernier effet est naturellement limité en pratique du fait que pour une forme donnée du four et pour une pente donnée de la surface de glissement offerte à la matière,.
ainsi que pour une température de combustion donnée, !S'effet de rayonnement agissant de 1-'extérieur sur les couches inférieures de matière dépend de Inexistence d'espacesvides suffisamment perméables au rayonnement entre les gros grains du matériau/des couches supé- rieures. D'autre part si les morceaux à grains très fins sont en couches de hauteur relativement Importante,. il peut se produire que les couches les plus basses arrivent incomplètement calcinées à la partie inférieure du four.
On pourrait penser supprimer cet inconvénient en augmentant la durée de séjour de la matière dans la chambre de combustion. Mais cette solution apparaît Impropres car,,, en 1/'adoptante non seulement la production du four diminue,, mais encore on pourrait craindre le danger d'une combustion excessive de la partie supérieure de la couche de matière.
La présente invention a pour objet de nouveaux moyens permettant de supprimer complètement les inconvénients du genre de ceux signalés plus haut.
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Conformément à l'invention à un endroit approprié de la couche de matière glissant vers le bas en particulier à l'extrémité inférieure de celle-ci, à l'endroit où la couche de substance a son épaisseur la plus faible, on effectue un chauffage supplémentaire de la matière par exemple au moyen d'un courant gazeux supplémentaire amené à la couche de matière,% par exemple d' un mélange de gaz combustible et d'airou bien en faisant appel à un combustible finement divisé, par exemple à l'état liquide ou solide ce combustible étant amené à la couche de matière par la face arrière de la substance qui s'écoule.
Eh augmentant suffisamment la vitesse du courant gazeux. par exemple de l'air introduit au point de combustion supplémentaire., on provoque un mouvement tourbillonnaire ascendant des particules les plus fines directement atteintes par l'air ce qui amène les particules dans la zone supérieure où la combustion est plus pousséeo Ce mouvement tourbillonnaire peut être réglé en modifiant le débit et la vitesse du courant d'air ou du courant gazeux introduits ou des deux à la fois.!) diaprés l'épaisseur de la couche de matière et la nature de celle-ci. Pour la réalisation pratique du procédé qui vient d'être expliqué, on peut utiliser des dispositifs de différents types.
On a décrit ci-après à titre d'exemple et représenté au dessin annexé plusieurs formes de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale de la chambre de combustion d'un four à cuve,par exemple d'un four à cuve annulaire :
La fig. 2 est une autre forme de réalisation, elle aussi en coupe verticale.
Sur les figures la référence 1 désigne une surface de glissement plane ou conique, sur laquelle la matière triée est amenée de la cuve ou de la chambre de chargement 2 du four. La matière est étagée en couches de façon que les morceaux 3 à grains fins se trouvent au fond. tandis que les morceaux 4 à grains plus gros sont disposés au-dessus de ces couches à grains fins. L'épaisseur de la couche diminue au fur et à mesure que le courant de matière progresse vers le bas.
A un endroit approprié, on in- troduits de l'extérieur. par une ouverture 5, des gaz inflammables ou combustibles qui s'écoulent vers le haut dans le sens indiqué par la flèche et atteignent ainsi directement les morceaux 4 à gros grains reposant sur la couche supérieureles faisant calciner ou s'agglomérer, tout en agissant, par leur rayonnements sur les morceaux à grains fins placés au-dessous.
En fermant l'ouverture 5, comme représenté par les lignes pointillées 6, on peut également procéder en introduisant du combustible solide dans la chambre de chargement 2 en même temps que la matière à traiter ou bien, comme décrit dans le brevet n 503,147, assurer cette introduction par une ouverture de chargement latérale 70
Pour assurer dans tous les cas une calcination, une agglomération ou un grillage complets des morceaux à grains fins sousjacents, on a dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 1, imprimé un changement de direction à la surface d'écoulement 1. avantageusement dans la zone où la combustion est la plus poussée,,, par exemple en face de l'entrée des flammes pénétrant par l'ouverture 5, si bien que la surface adjacente 8 forme un angle rentrant.
La surface 8 est avantageusement inclinée sur l'horizontale d'un angle relativement faible, de manière à permettre à la matière complètement calcinée glissant sur la surface inférieure d'écoulement 9, de ne pas remplir complètement.. jusqu'à la surface 8, 1?espace compris entre 8 et 9.
A l'espace vide laissé entre les surfaces 8 et 9 se raccorde une trémie 10 permettant le refroidissement et l'évacuation de la substance à traiter..; cette trémie étant traversée par un courant d'air 11 qui refroidit la matière et subite ainsi,,, un préchauffage Le courant d'air traverse l'espace vide 12 vers le haut et contournant l'arête vive 1,8 pénètre dans la couche de matière.
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Conformément à 1-'Invention,,, les particules qui se trouvent tout en bas de la matière en mouvement au moment ou, se déplaçant vers le bas, elles abandonnent la surface de glissement 1, subissent un chauffage supplé- mentaire sur leur face arrière, c'est-à-dire sur la face qui renferme les morceaux de substance les plus fins situés tout en-dessous*.-Conformément à l'invention,, ce chauffage supplémentaire peut être effectué à l'aide d'un courant d'air amené à l'endroit représenté ou bien à l'aide de combustibles introduits à cet endroit par exemple du gaz ou des combustibles solides ou liquides avec ou sans amenée d'air séparée.
Le chauffage a lieu avantageusement sur la partie de la paroi 8 qui est adjacente à la surface de glissement 1, par exemple grâce à des conduites 13, 14 qui amènent un gaz combus- tible ou un gaz combustible et de l'air.
Si l'intensité et la vitesse du courant d'air 11 sont suffi- sants ou si le courant gazeux introduit par les conduites 13 et.'14 est suffi- samment intense,,, les morceaux à grains fins qui sont directement atteints ne subissent pas seulement un chauffage supplémentaire.. mais prennent un mouvement tourbillonnaire ascendant et sont portés dans les zones où la température est plus élevée. On doit donc donner à la surface de glissement 9 une configuration et une longueur telles que la résistance offerte au courant d'air 11 dans son passage à travers la matière se trouvant sur la surface 9 soit beaucoup plus importante que celle offerte au courant d'air lorsqu'il traverse la couche de matière à l'endroit 1.8.
On règle le débit du gaz ajouté ou d'un autre combustible tel que l'air, de manière à traiter complètement même les couches de substances à grains fins.
Dans le dispositif de la fige 2. les organes identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes chiffres de référence. On a ajouté ici. à l'extrémité de la surface 1, une plaque 15 poreuse et réfractaire, traversée par le courant d'air ou le courant air-gaz 11
Dans la zone de refroidissement 10, on peut encore avantageusement prévoir ùne dérivation permettant d'écouler,, par une conduite de trop plein 16, vers le canal 5 par où arrivent les flammes, une partie de l'air de combustion préchauffé 11. de manière à utiliser cet air comme air primaire de, combustion pour les gaz. Un clapet 17 règle le débit d'air dérivé et permet en même temps de régulariser le courant d'air dans la zone de combustion.
L' amenée de combustible dans l'air peut être réalisée par un grand nombre d'autres dispositifs. Les coupes transversales des figures 1 et 2 peuvent, par exemple, représenter les sections verticales d'un four à cuve annulaire, auquel cas les amenées de combustible et d'air peuvent être uniformément réparties sur toute la périphérie de la surface conique 8 raccordée au four annulaire.
D'autre part, les coupes transversales des figures 1 et 2 peuvent aussi représenter un four à canal de combustion oblique, auquel cas la surface de glissement 1, ainsi que la surface adjacente 8 formant un angle rentrant, sont sensiblement planes,et le canal de combustion au-dessus de la surface 1, ou bien le canal se raccordant au précédent et compris entre les surfaces 9 et 8, peuvent avoir une section -convenable par exemple carrée ou bombée.
On peut encore augmenter l'effet du deuxième traitement subi par les substances les plus fines sur leur face arrière, en diminuant la température dans la chambre de combustion 4. grâce à une introduction supplémentaire de gaz brûlés par l'ouverture d'entrée 5. Les gaz brûlés, peuvent par exemple, être prélesà la partie supérieure du four ou à la cheminée de l'installation. L' introduction supplémentaire de gaz brûlés ralentit le processus de combustion à l'endroit où s'effectue l'introduction.
La combustion est donc intensifiée proportionnellement dans la chambre de combustion 12 qui, elle, ne reçoit pas de gaz brûlés,
Le procédé conforme à l'invention consistant en un chauffage supplémentaire et en un soulèvement par mouvement tourbillonnaire de la couche à grains fins du combustible peut s'effectuer également dans des fours de forme quelconque et en conduisant le processus de calcination., d'agglomé-
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ration ou de grillage de manière quelconquee de façon à soulever de nouveau, par un mouvement tourbillonnaire pendant la combustion, les couches à grains fins proches des parois et à les amener dans la chambre de combustion où s' effectue l'opération.
Le combustible qui, d'après le procédé objet de l'invention., est introduit en supplément sur la face inférieure du courant de matière, peut être solide, liquide ou gazeux. Son introduction peut se faire d'une manière appropriée avec et sans introduction supplémentaire d'air.
Le cas échéant, le procédé, conforme à l'invention. consistant en un chauffage supplémentaire de la couche inférieure de matière en mouvement, à la fin de son parcours de combustion,,, peut ne faire appel qu'à un courant d'air introduit sur la face inférieure de la matière en mouvement,ce courant d'air ayant une intensité suffisante pour amener les parties très fines dans les zones où la température est plus élevée. En même temps le préchauffage de l'air permet d'obtenir une égalisation de température dans les couches superposées de matière en mouvement.
Dans le chemin, représenté schématiquement sur la figure 1, suivi par la substance dans un four à cuve, on pourrait aussi introduire le courant d'air qui provoque le chauffage supplémentaire en supprimant les conduites 13 et 14, par exemple en renforçant convenablement le courant d'air 11 dans la trémie de vidange 10.Le courant d'air pénètre entièrement à travers la couche de matière,, si bien qu'en longeant le couvercle qui surmonte la chambre 9, il atteint la face inférieure de la substance qui abandonne -justement la voie d'écoulement 1, ce qui provoque ici la combustion supplémentaire.
Le chauffage supplémentaire, prévu par l'invention.. de la substance à traiter par la face postérieure de la matière en écoulement vers le bas ou bien,,, comme on pourrait le dire aussi, le chauffage de la substance qui s'écoule vers le bas, aussi bien par la face antérieure que par la face pcstérieure, permet, le cas échéant, de rendre également possible le processus de calcination et d'agglomération lorsque la matière présente une autre disposition de couches que celle prévue dans le brevet nr 503.147. On peut le cas échéant.. aussi traiter de la manière décrite.. une matière de constitution homogène,,, en particulier à gros grains. qui, lorsqu'elle traverse le four de haut en bas, ne présente pas d'étagement en couches bien déterminées.
Même dans,ce cas le procédé présente des avantages importants, car le chauffage de la substance par la face antérieure, conjointement au chauffage supplémentaire par la face postérieure. permet un traitement uniforme de la matière dans toute l'épaisseur de la couche.
REVENDICATIONS.
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me paraitraient nécessaires., je revendique comme ma propriété exclusive et privative:
1 - Procédé de calcination, d'agglomération ou de grillage dans des fours à cuire conformément au brevet n 503.147, dans lequel la matière traverse de haut en bas une chambre de traitement en couches étagées, les morceaux à grains fins se trouvant dans la couche inférieure et les morceaux à gros grains dans la couche supérieurecaractérisé par le fait qu'à un endroit approprié de la chambre de traitements de préférence dans la zone ou la combustion est la plus poussée et l'épaisseur de matière la plus faible, on introduit dans les couches inférieures de matière un combustible supplémentaire à l'état solide,.
liquide ou gazeux., ce qui provoque une combustion supplémentaire des éléments très fins disposés tout à fait en dessous.