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Procédé et dispositif pour le refroidissement et l'bumidification d'un courant de gaz chaud.
L'invention concerne le refroidissement et l'humiaifica- tion d'un courant de gaz chaude par injection. d'eau ou 4'un autre liquide, en particulier pour améliorer son dépoussiérage par voie électrostatique ou pour ménsger les appareils traversés par le gaz, comme les filtres à manche les ventilateurs et appareils similai- res.
Dans la technique du traitement thermique de matières so- lides, le traitement ultérieur des gaz chauds résultants rencontre fréquement des difficulté.. Il est connu d'éliminer celles-ci en Injectant dans les gaz chauds un liquide, en particulier de l'eau, afin d'éviter par ce refroidissement, de mettre en danger les ap- pareils d'aval, tels que ventilateurs, filtres à manche, etc* et
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pour permettre en lut temps dg simplifier le traitement.
L'humidi- fiction est souvent avantageuse pour d'autres raisons, du point de vue par exemple des opérations ch1a!quel, ou pour améliorer le.cox- portement d'un électro-filtre d'aval pendant le dépoussiérage* Prin- cipalement pour les électro-filtres, il s'est avéré que le <:!pou i4< rai' de courants de gaz chauds est relativement difficile dans la gamme de tomp6rntures comprise entre 200 et 300*C, tendit qu'au* dessus et en dessous de cette gamme, les conditions de dépoussiérage
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électrostatique sont considérablement plus favorables. Kn outrop des difficultés et présentent frèquementdant le d'pou..1ra.. '18gtro- statiout dois gaz obaudop en raison de la trop faible teneur en humi-i dité de ceux-ci.
On s'est donc efforcé, lors du dépoussiérage de gaz chaud. tu moyen d'él.cro-rl1tr.., d'éviter la gnmae de tupée ratures comprise entre 200 et 300*C et de relever le point de roté. des gaz à dépoussiérer, en y introduisant, en particulier de l'eau finement divisée ou sous forme de '.peur, de manière à provoquer la :
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formation de vapeur d'eau surchauffé1* dans les sas à traiter, De cet- te façon, et en particulier en évitant l'effet d'ionisation en re- tour bien connu 1' expérience a montré que l'effet de dépoussiérage
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de 1#électro-flltre est con.ld4rAblem.nt améliore.
11 sot connu d'humidifier lot Sax chauds au Moyen d'eau dans des tours ou des chambres d'humidification. Dans les installa tiens de ce genre il n'est en aucun cas pratiquement possible de vaporiser entièrement l'eau introduite dans le courant gazeux et en particulier, quand des quantités d'eau relativement grandes doivent
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être introduite. dans celui-ci,, La utrtit non vaporise de l'eau reste en gouttelettes et il oeuf se former sur le tond, dans les coudes des tuyauteries etc. des incrustations ou des précipitations
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qui sont évacuées sous la forlie de soblammes.
Les schiatastes de et genre sont toutefois difficiles à manipuler car ils ne peuvent en général être évacuée dans le courant d'eau, mais doivent être trai- tés dans des installations spécial? d'essorage, telles que des épaississeurs, des essoreuses centrifuges., etc. puis séchés. Les
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incrustations doivent être enleva mécaniquement.
Dans toutes les opérations d'humidification de gaz chauds, les difficultés évoquées d'une vaporisation insuffisante du liquide d'humidification et la persistance de gouttelettes de liquide se pré- sentent toujours quand on doit assurer un refroidissement et une hu- midification relativement prononcés du gaz. L'invention a pour but de résoudre ce problème de manière simple et économique.
Suivant l'invention, il est prévu un procédé pour refroi- dir et humidifier un courant de gaz chauds par injection d'eau ou d'autres liquides, en particulier pour améliorer l'électro-dépoussié- rage du courant gazeux ou ménager les appareils traversés par les gaz, tels que filtres à manche, ventilateurs, etc., dans lequel une ma- tière solide en grains fins est introduite dans le courant gazeux en vue d'une meilleure transmission de la chaleur de celui-ci & l'eau finement divisée y introduite. La matière solide en grains fins absoy be très rapidement la chaleur du gaz et la cède ensuite au liquide.
L'introduction de la matière solide en grains fins s'effectue, de préférence, avant le point d'introduction du liquide en considérant le sens d'écoulement du gaz.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la matière solide en grains fins est réutilisée dans le circuit, après avoir été séparée du courant de gaz chauds. Ceci a l'avantage de réduire considérablement la consommation de cette matière.
Le procédé de l'invention peut en outre être réalisé très avantageusement en utilisant comme matière solide en grains fins la poussière séparée du courant gazeux. Il est en outre possible, dans le traitement thermique d'un produit brut en grains fins, de la fa- rine de ciment par exemple, d'introduire le produit brut lui-même comme matière solide en grains fins dans le courant de gaz chauds sortant de l'installation de traitement et de le renvoyer à celle-ci après séparation du courant gazeux. On obtient ainsi, très avanta- geusement, en même temps qu'une humidification du gaz, un préchauffa ge du produit brut.
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Des exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci- après de manière plus détaillée, avec référence aux dessina annexas.
La figure 1 montre schénatiquement un dispositif pour le refroidissement et l'humidification d'un gaz chaud sortant comme gaz perdu d'un four tubulaire rotatif; les figures 2 à 5 représentent d'autres exemples d'exécu- tion de l'invention.
La figure 1 montre un dispositifpour le refroidissement et l'humidification d'un courant de gaz chaud, en vue d'abaisser la tem- pérature de celui-ci dans une mesure telle que son dépoussiérage au moyen de filtres à manche soit possible sans difficulté. Le pro- duira traiter est introduit dans le four tubulaire rotatif 1 au moyen d'un transporteur, tel qu'un transporteur à bande 2, et d'un couloir 3;pendant son avancement vers la gauche à travers le four rotatif il est soumis à l'action d'un courant de gaz chaud. Ce cou- rant de gaz chaud parcourt le four en sens opposé et pénètre, du côté droit du four rotatif tubulaire, dans une conduite d'évacua tien 4 débouchent dans la partie supérieure d'un dépoussiéreur revotant la forme d'un cyclone 5.
Le courant de gaz quitte le cyclone par une conduite 6, en communication avec un filtre à manche 7. Le cou- rant gazeux épuré sort du filtre à manche par des conduites 8, 9, 10 et 11 et est évacué à l'air libre au moyen d'un ventilateur 12,
Suivant l'invention, une matière solide en grains fins, relativement sèche, ayant la forme d'un sable ou d'une farine et qui est par exemple du sable, de la farine de calcaire, ou une matière similaire, est introduite au moyen d'une vis transporteuse 13 dans un réservoir de stockage 14, dont elle sort par un dispositif de transport et de dosage, par exemple une vis doseuse 15 et une écluse cellulaire 16, pour être introduite dans la conduite d'évacuation du gaz 4.
La matière solide introduite est entraînée par le courant de gaz chaud s'écoulant vers le haut dans la conduite et répartie sur toute la section transversale du courant. La matière solide absorbe très rapidement la chaleur du gaz Jusqu'à égalisation de la
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température L'eau amende par une tuyauterie 17 est injectée dans le courant de gaz chaud chargé de matière solide en crains fins, après le point d'introduction, de celle-ci en considérant le sens
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d'stcoulcaent du gaz. L'injection de l'eau peut sa faire de toute manière appropriée par exemple au moyen d'un ajutage de nulvér11.- tiun 18 dirigé vers le haut.
Il n'est en outre pas absolument n6- cessaire que l'eau soit pulvérisée de manière excessive c)est,.-à- dire atomisée malt il suffit d'une fine division telle que celle Pouvant t'obtenir dans les Installations de pulvérisation ordinaire*
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sous une pression de l'ordre de grandeur de 5 & 15 atu environ* En raison de Inaction de la matière bolide injectée dans le courant gazeux et qui, au point d'injection de l'eau, a déjà atteint dans une large mesure la température du gaz chaud,
il se produit une va-
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porisation 1#m6dlate et complète de l'eau dans la conduite de .az 4$ de sorte que l'on évite ainsi une formation de .chlamme. ou des In- crustations indésirables. La matière solide en grains fins introdui- t* dans * courant gazeux est ensuite séparée dans le cyclone 5* En sortant de celui-ci elle retourne au réservoir de stockage 14,
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d'où elle est à nouveau introduite dans la conduite de gaz brùlà 4 et recyclée.
Par suite de l'humidification efficace du courant gateu on obtient un fort refroidissement et en même temps une diminution de volume du gaz, de sorte nue le dépoussiérage peut s'effectuer de manière particulièrement économique dans le filtre à manche 7, sans mettre celui-ci en danger* La poussière séparée dans le filtre à manche est évacuée au moyen d'une installation de transport 19 qui
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est, par exemple, un transporteur à vis, un transporteur pn8\l.matlC1ue, ou un autre transporteur approprié.
Dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention, il est de particulière importance que lors du traitement des gaz chargés de poussière ,comme c'est le ces dans le présent exemple d'exécution, la proportion de poussière contenue normalement dans le gaz ne suf-
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tîst pas pour atteindre le but de l'invention.
La nuantîté supplé- mentaire de matière solide en grains fins injectée dans le courant
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SAZOUX doit être d'une importance telle que m'm. en cas deinjection de quantités d'eau relativement élevées, il se produise une 'alor1... dation immédiate de l'eau injectée, en raison de la présence des particules de matière solide dans le courant gazeux* Cette action
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se manifeste par exemple luauÓ la cluantit4 de matière solide sup- plôMent.1r. introduite dia8 le courant gazeux de la anière confor- me à l'invention tat relativement. gy<Mdw. Mh pratique, la quantité de matière solide supolémentaire introduite se situe la plupart du temps entre 500 et 2000 1Im.'.
La figure 2 montre une autre tome d'exécution du dispos! tit repréïenté à la figure le L. courant de gai chaud uitte le tour tubulaire rotatif 1 oer la conduite des gaz brûlés 4, parvient au cyclone 5 et est conduit de là par la tuyauterie 6# au filtre à man- che 7* Le courant de gaz sort de celui-ci, après dpouxtia par les conduite. 8, 9e 10 et Il et passe ensuite à l'air libre' 10in- tervention du ventilateur 12. Dans le présent exemple d'exécution,
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on emploie comme matière solide en grain$ fine à introduire en sur- plument, la poussière séparés du courant gazeux.
A cet effets la pous
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alére séparés dans le filtre à manche 7 est Menée au moyen d'une Installation de transport appropriée 20# qui est par exe-aple un transporteur à vis, au silo de stockage 14 dOo4 elle est introduite dans la conduite 4 en passant par la vis de dosage 15 et l'écluse cellulaire 16, De l'eau amende par la conduite 17 est ensuite in- jectée de la manière décrite à propos de la figure 1. On veille en
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même temps, par un moyen appropriât à ce que la poussière excédentai- re présente dans le silo de stockage soit évacuée par exemple, com- me dans la représentation simplifiée de la figure 2, par un prolon- gainent 21 du transporteur à vis 20.
Dans l'installation de la figure 2, le processus est en principe le suivant. La fine poussière séparée dans le filtre à man- che 7 est d'abord amende au réservoir de stockage 14, d'où elle est introduite dans le courant de gaz chaud, De l'eau amende par la con-
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duite 17 est ensuite injectée dans 14 courant de &&j6, ainsi enrichi
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de poussière, qui est de cette manière humidifié et en même temps refroidi.
Sous l'influence de l'eau injectée et suivant le mode de fonctionnement, il peut se former partiellement dans la conduite' des gaz brûlés 4 de très petite conglomérats de particules de pous- sière. Celles-ci sont ensuite déjà séparées dans le cyclone 5, d'où elles sont ramenées au réservoir 14, tandis que les parties consti- tutives en grains très fins sont séparées dans le filtre à manche 7, après avoir traversé le cyclone 5. Dans le procédé représenté à la figure 2, on veille avantageusement à ne pas dépasser dans le réser- voir de stockage une quantité déterminée de poussière dont l'excédent est évacué par le prolongement 21 du transporteur à vis 20.
Il peut toutefois être également opportun d'évacuer séparément la poussière recueillie dans le filtre à manche 7, après Mariage de l'opération, c'est-à-dire après mise en service de l'installation et de n'intro- duire dans la conduite des gaz brûlés 4 que les poussières recueil- lies dans le cyclone 5.
Dans l'exemple d'exécution de la figure 3, on suppose que le produit brut a traiter dans le four rotatif 1, par exemple de la' farine de ciment brute, est employé Comme matière solide à introduire dans le courant de gaz qui, après humidification et refroidissement par l'eau Injectée, est dépoussiéré dans un électro-filtre 22.
La farine brute, employée conformément à l'invention pour assurer une humidification efficace., est amenée d'un silo à farine brute, non représenté, par une installation de transporta par exemple un trans- porteur à vis 29, et une écluse cellulaire 30, pour arriver dans le courant de gaz qui s'élève dans la conduite de gaz perdu 4, L'humidi- fication du courant de gaz s'effectue ensuite de la manière décrite, par Injection d'eau amenée dans la tuyauterie 17. Le courant de gaz chaud chargé de farine brute parvient ensuite dans le cyclone 5.
Dans celui-ci, la plus grande oartie de la matière solide en grains fins introduite dans le courant de gaz et celle se trouvant déjà dans ce- lui-ci sous forme de poussière à la sortie du four sont séparées, tandis que la matière solide restant dans le courant de gaz sortant
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du cyclone 5 parvient par la conduite 6 à l'électro-filtre 22. C'est dans ce dernier que s'effectue le dépoussiérage final du courant de gaz qui est ensuite évacué par un ventilateur 23. La poussière sé- parée dans l'électro-filtre 22 est extraite par des trémies 24 et 25 et une installation ce transport, par exemple une vis transpor- teuse 26, et ajoutée à nouveau à la farine brute.
Dans ce but, la poussière peut être envoyée par exemple dans les silos à farine brute ou directement dans le four, ou dans le circuit d'humidification. La farine brute séparée dans le cyclone 5 parvient au four tubulaire ro- tatif par la tuyauterie 27 équipée d'un clapet oscillant 28.
L'installation décrite offre en particulier l'avantage que la farine brute, oui est a'abord encore froide et qui est amenée par l'installation de transport 29 dans le circuit d'humidification, est préchauffée à une température de situant par exemple entre 100 et 300 C et que le rendement thermique de l'installation est ainsi aug- mente. Il y a lieu d'observer à ce propos qu'en général la quantité totale de farine brute à enfourner dans le four rotatif 1 passe dans le circuit d'humidification. De cette façon, on obtient, d'une part, l'avantage d'un préchauffas de la farine brute, tandis que, d'autre part, la grande quantité des particules de matières solides très chaudes présentes dans le courant gazeux ascendant permet une bumidi- fication très rapide et efficace du courant gazeux, sans effet secon- daire nuisible.
Il est recommandé d'ajouter éventuellement dans le circuit d'humidification une quantité d'eau telle Que la température du gaz atteigne une valeur eue 1'électro-filtre 22 et le ventilateur 23 qui lui fait suite peuvent encore supporter. On évitera, pour les raison évoquées dans le préambule, la Zone de températures située entre 200 et 300 C environ, tandis qu'une température de 350 C envi- ron avec un degré d'humidité suffisamment élevé donne de bons résul- tats, aussi bien du point de vue de l'économie thermique que de l'ef- fet de séparation dans 1' électro-filtre.
La Figure 4 montre une autre forme d'exécution du disposi- tif de la figure 3. Sur la figure 4, le courant gazeux'chaud sortant
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du four tubulaire rotatif 1 passe par la conduite de gaz brûlée 31 dans un cyclone 32.
Le courut gazeux sortant de et dernier arrive
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par une conduite 23 dans un cycles 24 et de là# par la conduite 35# dans un troisième cyclone 36. Le courant gazeux passe ensuite par la
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conduite 37 dans deux cyclone montas en parallèles 38 et 39, d'où il est envoyé à l'atmosphère par un ventilateur 37* Ce système de cy- clone, appelé aussi "système d'échangeur de chaleur ïumbo.dt" est supposé connu et a pour but d'augmenter le rendement thermique dans .Le traitement de produite bruts en grains fins, en utilisant dans une large mesure la chaleur encore contenue dans les gaz brûlés, et
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d'arriver, par exemple lors de la cuisson du ciment,
à une d"&c1d1- fication préalable de la farine de ciment introduite par le cyclone dans le four tubulaire rotatif. Contrai M'eut à ce qui se passe dans les longs fours rotatifs utilisés jusqu'ici dans la fabrication du ciment après le séchage et dont la consommation de calories se
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situe entre 1200 et 1500 kcal par kg de klinken, la consommation de chaleur peut de cette façon être réduite jusqu'à 750 kcal par kg de klinker avec des moyens particulièrement simples, suivant le dis- positif , et notamment sans organes en mouvement.
La farine brute de
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ciment séparée dans les cyclones 34, 36 et 38, 39 est introduite dant la conduite de gaz conduisant au cyclone précédent, vu dans le sens d'écoulement du courant gazeux chaud, et amenée en sortant du cyclont 32, par une conduite 40, dans le four tubulaire rotatif 1. La farine brute de ciment est donc transférée dans la conduite 33 par un tuyau 41 et dans la conduite 31 par un tuyau 42. La farine de ciment frai- che est amende d'un silo non représenté, par une vis transporteuse 43 et une écluse cellulaire 44, dans la conduite 37 où est également injectée l'eau amenée par une tuyauterie 45. La farine brute arrivant
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dans la conduite 35 est extraite des deux cyclones '8 et 39 qui cor- respondent au cyclone 5 de la figure 3.
Dans le système lrt question, il est apportun de subdiviser ces étages de cyclones de la Manière représentée, afin d'obtenir un meilleur effet de dépoussiérage pré- liminaire car, comme on le lait, les petits cyclones ont un meilleur
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rendement de séparation que les grande. Par ailleurs, le mode de
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fonctionnement de Isinitallation de la figure 4 est en principe le mbme que celui de l'installation de la figure 3 et en particulier, aussi au point, de vue du dépoussiérage dans 1)électro-tiltre 469 La figure $ représente une installation de tours tubulairll rotatifs avec un systéme d4ohangotur de chaleur Humboldt correspon- dant à la figure 4.
Dans cette installation, une conduite de gaz 48 partant du ventilateur à el brU4 47' dont lsRirâtton *et raccor- dét aux sorties de gax épurd des cyclones 38 et 3V# monte verticale- ment 3u.qu'A un cyclone supplémentaire 49, dont les gaz perdus sont refoulés dans 10&tmoophère on passant par un 41*ctro-tiltre eo et un ventilateur 51. Dans la conduite 46 conduisant verticalement au cyclone 49, est injecté un produit brut en graine fins, par exemple de la farine brute de ciment amener par une vis transporteuse 52 et une écluse cellulaire 53. On peu plus haut, on injecte de l'eau, ame née par la tuyauterie 54, qui se vaporise très rapidement nous l'ac- tion des gaz bruina et de la farine brute qui est ici déjà échauffée.
La farine brute séchée et portée à une température de 120*C environ et sortant du cyclone 49 est introduite par une tuyauterie 55 et une écluse cellulaire 56 dans la conduite de gaz 37 du système d'échan- geur de chaleur. Le ventilateur est avantageusement installé sur une passerelle inférieure, tandis oue le cyclone 49 est monté au-dessus du cyclone 36. On veille ainsi, d'une part, à ce que la conduite 48 ait une longueur telle qu'une évaporation complète de l'eau injectée soit assurée avant que les gaz atteignent le cyclone 49 et d'autre part, il est possible d'envoyer ainsi par la gravité, dans les étagea[ de cyclones 38 et 39, la farine brute séparée dans le cyclone 49.
L'invention ne se limite pas aux exemples d'exécution re- présentas et décrits. Il est possible en particulier d'envisager une combinaison des installations représentées aux figures 4 et 5 de
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manière" obtenir une humidification aussi bien dans la conduite J7, suivant la figure 4, qu'une humidification supplémentaire dans la conduite 48 de la figure
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De même, l'application de l'invention se ne limite pas à .L'humidification de gaz chauds avec de l'eau, mais on peut également l'utiliser pour d'autres traitements chimiques ou physiques, par exer pie par injection d'huile dans un courant de gaz.
L'invention permet de résoudre d'une manière particulière- ment avantageuse le problème de *' introduction de liquides dans des gaz chauds et son application permet donc, sans formation supplémen- taire Indésirable de schlammes et sans formation de dépôts et d'in- crustations dans .systèmes tabulaires, de dominer les problèmes de dépoussiérage ou d'autres problèmes se présentant dans les courants de gaz chauds et qui ne pouvaient pas être résolus dans l'état connu de la technique.
En outre, il n'est pas indispensable que l'injection de liquide et la vaporisation ultérieure de celui-ci avec l'aidé d'une matière solide introduite dans le courant de gas s'effectue dans un tuyau vertical ininterrompu et continu. Au contraire on peut injec' ter le liquide dans une installation spéciale, intercalée sur le pas-; sage du courant de gaz et dans laquelle les gouttelettes de liquide sont brassées avec le courant de gaz chargé de matières solides. Une telle installation peut avoir par exemple la forme d'un sécheur connu, dans lequel le produit à sécher est traite en suspension dans ! un courant de gaz chauds.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour refroidir et humidifier un courant de gaz chauds par injection d'eau ou d'autres liquides, en particulier pour améliorer 1' électro-dépoussiérage du courant de gaz ou pour ménager les installations traversées, comme les filtres à Manche, ventilateurs, etc., caractérisé en ce qu'on introduit dans le courant de gaz chauds une matière solide en grains fins, en plus du liquide introduit sous une forme finement répartie.
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Method and device for cooling and albumening of a hot gas stream.
The invention relates to the cooling and humidification of a hot gas stream by injection. water or other liquid, in particular to improve its electrostatic dust removal or to spare apparatuses through which the gas passes, such as bag filters, fans and similar apparatus.
In the technique of heat treatment of solid materials, the subsequent treatment of the resulting hot gases frequently encounters difficulties. It is known to eliminate these by injecting into the hot gases a liquid, in particular water, in order to prevent this cooling from endangering the downstream devices, such as fans, bag filters, etc. * and
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to allow in time dg simplify the treatment.
Humidification is often advantageous for other reasons, for example from the point of view of chemical operations, or to improve the wear of a downstream electrofilter during dusting * Mainly for electrofilters, it has been found that the range of hot gas streams is relatively difficult in the temperature range between 200 and 300 ° C, tending that above and below. below this range, the dust removal conditions
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electrostatics are considerably more favorable. Kn out too many difficulties and frequently present the gas to obaudop because of the too low moisture content of these.
We therefore made an effort during the removal of dust from hot gas. you means of él.cro-rl1tr .., to avoid the gnmae of tupée erasures between 200 and 300 * C and to raise the point of burp. gases to be dusted, by introducing therein, in particular finely divided water or in the form of '. fear, so as to cause:
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formation of superheated water vapor1 * in the airlocks to be treated. In this way, and in particular by avoiding the well-known return ionization effect, experience has shown that the dust removal effect
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of 1 # electro-filter is con.ld4rAblem.nt improves.
It is known to humidify a lot of hot Sax with medium water in towers or humidification chambers. In installations of this kind it is in no case practically possible to completely vaporize the water introduced into the gas stream and in particular, when relatively large quantities of water must
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be introduced. in this, the unvaporized water remains in droplets and it eggs form on the mow, in the elbows of pipes etc. encrustation or precipitation
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which are evacuated under the forlie of soblamms.
The schiatasts of and genus, however, are difficult to handle because they cannot generally be discharged into the stream of water, but must be treated in special facilities? squeezer, such as thickeners, centrifugal dryers, etc. then dried. The
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encrustations must be removed mechanically.
In all hot gas humidification operations, the evoked difficulties of insufficient vaporization of the humidifying liquid and the persistence of liquid droplets always arise when it is necessary to ensure a relatively pronounced cooling and humidification of the humidifier. gas. The object of the invention is to solve this problem in a simple and economical manner.
According to the invention, there is provided a method for cooling and humidifying a stream of hot gases by injecting water or other liquids, in particular for improving the electrodusting of the gas stream or for household appliances. traversed by gases, such as bag filters, fans, etc., in which a fine-grained solid is introduced into the gas stream for the purpose of better transmission of heat therefrom & water finely divided introduced there. The fine-grained solid matter very quickly absorbs the heat of the gas and then transfers it to the liquid.
The introduction of the fine-grained solid material is preferably carried out before the point of introduction of the liquid, considering the direction of flow of the gas.
In an advantageous embodiment of the invention, the fine-grained solid material is reused in the circuit, after having been separated from the stream of hot gases. This has the advantage of considerably reducing the consumption of this material.
The process of the invention can furthermore be carried out very advantageously by using as fine-grained solid the dust separated from the gas stream. It is furthermore possible, in the heat treatment of a fine-grained crude product, eg cement flour, to introduce the crude product itself as a fine-grained solid into the hot gas stream. leaving the treatment plant and returning it to it after separation of the gas stream. Thus, very advantageously, together with humidification of the gas, preheating of the raw product is obtained.
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Exemplary embodiments of the invention will be described in more detail below, with reference to the appended drawings.
FIG. 1 schematically shows a device for cooling and humidifying a hot gas leaving as waste gas from a rotary tube furnace; Figures 2 to 5 show other exemplary embodiments of the invention.
Figure 1 shows a device for cooling and humidifying a stream of hot gas, with a view to lowering the temperature thereof to such an extent that its dust removal by means of bag filters is possible without difficulty. . The product to be treated is introduced into the rotary tube kiln 1 by means of a conveyor, such as a belt conveyor 2, and a passage 3; during its advancement to the left through the rotary kiln it is subjected to the action of a current of hot gas. This hot gas stream travels through the furnace in the opposite direction and enters, on the right side of the tubular rotary furnace, an evacuation duct 4 opening into the upper part of a dust collector reshaping the shape of a cyclone 5.
The gas stream leaves the cyclone through a line 6, in communication with a bag filter 7. The purified gas flow leaves the bag filter through lines 8, 9, 10 and 11 and is discharged into the open air. by means of a fan 12,
According to the invention, a relatively dry fine-grained solid material in the form of a sand or a flour and which is for example sand, limestone flour, or the like, is introduced by means of a conveyor screw 13 in a storage tank 14, from which it exits by a transport and metering device, for example a metering screw 15 and a cell lock 16, to be introduced into the gas discharge pipe 4.
The solid material introduced is entrained by the stream of hot gas flowing upwards in the pipe and distributed over the entire cross section of the stream. The solid matter absorbs the heat of the gas very quickly until the
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temperature The fine water through a pipe 17 is injected into the stream of hot gas loaded with solid matter in fine chips, after the point of introduction, of this one considering the direction
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of gas. The injection of the water can be done in any suitable way, for example by means of an upwardly directed nulver11.- tiun 18 nozzle.
Furthermore, it is not absolutely necessary that the water be sprayed excessively c) is, ie atomized, but only a fine division such as that which can be obtained in spray installations suffices. ordinary*
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under a pressure of the order of magnitude of about 5 & 15 atu * Due to the inaction of the bolide material injected into the gas stream and which, at the point of injection of water, has already reached to a large extent the hot gas temperature,
there is a-
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1 # mediated and complete porization of the water in the .az pipe 4 $ so that the formation of .chlamme is thus avoided. or unwanted crustations. The fine-grained solid matter introduced * into * gas stream is then separated in cyclone 5 * On leaving the latter it returns to storage tank 14,
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from where it is again introduced into the flue gas line 4 and recycled.
As a result of the efficient humidification of the gateu stream, a strong cooling is obtained and at the same time a reduction in the volume of the gas, so that the dust removal can be carried out particularly economically in the bag filter 7, without inserting it. ci in danger * The dust separated in the bag filter is removed by means of a transport system 19 which
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is, for example, a screw conveyor, a pn8 \ l.matlC1ue conveyor, or other suitable conveyor.
In carrying out the process of the invention, it is of particular importance that during the treatment of gases laden with dust, as is the case in the present example embodiment, the proportion of dust normally contained in the gas not enough
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not to achieve the object of the invention.
The additional amount of fine-grained solid matter injected into the current
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SAZOUX must be of such importance that m'm. in the event of injection of relatively large quantities of water, there is an immediate alor1 ... dation of the injected water, due to the presence of particles of solid matter in the gas stream * This action
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manifested for example luauÓ the cluantit4 of solid matter sup- plôMent.1r. introduced into the gas stream of the former according to the invention relatively. gy <Mdw. In practice, the amount of extra solid matter introduced is mostly between 500 and 2000 µm.
Figure 2 shows another volume of execution of the dispos! tit shown in the figure the L. hot gas stream leaves the rotating tubular tower 1 oer the flue gas line 4, arrives at cyclone 5 and is led from there through the piping 6 # to the bag filter 7 * The current gas comes out of it, after dpouxtia by the pipes. 8, 9e 10 and II and then passes to the open air '10 intervention of the fan 12. In the present example of execution,
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dust separated from the gas stream is employed as a fine-grained solid to be introduced in addition.
For this purpose the pous
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Random separated in the bag filter 7 is carried by means of a suitable transport installation 20 # which is for example a screw conveyor, to the storage silo 14 dOo4 it is introduced into the pipe 4 passing through the screw metering valve 15 and cell sluice 16. Fine water through line 17 is then injected in the manner described in connection with FIG. 1. Care is taken in
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at the same time, by means suitable for the excess dust present in the storage silo to be removed, for example, as in the simplified representation of FIG. 2, by an extension 21 of the screw conveyor 20.
In the installation of Figure 2, the process is in principle as follows. The fine dust separated in the sleeve filter 7 is first fine in the storage tank 14, from where it is introduced into the hot gas stream. Water fines through the con-
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pick 17 is then injected into 14 stream of && j6, thus enriched
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of dust, which is thus moistened and at the same time cooled.
Under the influence of the injected water and depending on the mode of operation, there may be partially formed in the flue gas line 4 very small conglomerates of dust particles. These are then already separated in cyclone 5, from where they are returned to reservoir 14, while the constituent parts in very fine grains are separated in bag filter 7, after passing through cyclone 5. In With the method shown in FIG. 2, care is taken advantageously not to exceed in the storage tank a determined quantity of dust, the excess of which is discharged by the extension 21 of the screw conveyor 20.
However, it may also be advisable to separately evacuate the dust collected in the bag filter 7, after the operation has been completed, that is to say after the installation has been put into service and not to introduce into the flue gas line 4 and the dust collected in the cyclone 5.
In the exemplary embodiment of Fig. 3, it is assumed that the crude product to be treated in the rotary kiln 1, for example crude cement flour, is employed as a solid material to be introduced into the gas stream which, after humidification and cooling by the injected water, is dedusted in an electro-filter 22.
The raw flour, employed in accordance with the invention to ensure efficient humidification., Is brought from a raw flour silo, not shown, by a transport installation, for example a screw conveyor 29, and a cell lock 30. , to arrive in the gas stream which rises in the waste gas line 4, the humidification of the gas stream is then carried out in the manner described, by injection of water brought into the pipe 17. The A stream of hot gas charged with raw flour then enters cyclone 5.
In this, the greater part of the fine-grained solid matter introduced into the gas stream and that already present in the latter in the form of dust at the exit of the furnace are separated, while the solid matter remaining in the outgoing gas stream
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cyclone 5 reaches the electro-filter 22 via line 6. It is in the latter that the final dust removal of the gas stream is carried out which is then removed by a fan 23. The dust separated in the electro-filter 22 is extracted by hoppers 24 and 25 and an installation for this transport, for example a conveyor screw 26, and added again to the raw flour.
For this purpose, the dust can be sent, for example, to the raw flour silos or directly to the oven, or to the humidification circuit. The raw flour separated in the cyclone 5 reaches the rotary tube furnace through the pipe 27 equipped with an oscillating valve 28.
The installation described offers in particular the advantage that the raw flour, yes is initially still cold and which is brought by the transport installation 29 into the humidification circuit, is preheated to a temperature of for example between 100 and 300 C and the thermal efficiency of the installation is thus increased. It should be noted in this connection that in general the total quantity of raw flour to be placed in the rotary oven 1 passes into the humidification circuit. In this way, we obtain, on the one hand, the advantage of preheating the raw flour, while, on the other hand, the large quantity of particles of very hot solids present in the ascending gas stream allows a Very fast and efficient humidification of the gas stream, without any harmful side effects.
It is recommended to possibly add in the humidification circuit a quantity of water such that the temperature of the gas reaches a value which the electro-filter 22 and the fan 23 which follows it can still withstand. For the reasons mentioned in the preamble, avoid the temperature zone between 200 and 300 C approximately, while a temperature of 350 C approximately with a sufficiently high degree of humidity gives good results, too. both from the point of view of thermal economy and of the separation effect in the electro-filter.
Figure 4 shows another embodiment of the device of Figure 3. In Figure 4, the hot gas stream exiting
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of the rotary tube furnace 1 passes through the flue gas pipe 31 in a cyclone 32.
The gaseous run out of and last comes
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through line 23 in a cycle 24 and from there # through line 35 # in a third cyclone 36. The gas stream then passes through the
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pipe 37 in two parallel cyclone mounts 38 and 39, from where it is sent to the atmosphere by a fan 37 * This cyclone system, also called "umbo.dt heat exchanger system" is supposed to be known and aims to increase the thermal efficiency in the processing of crude fine grain products, using to a large extent the heat still contained in the flue gases, and
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to arrive, for example during the firing of cement,
to a preliminary determination of the cement flour introduced by the cyclone into the rotary tube kiln. Contrary to what happens in the long rotary kilns used until now in the manufacture of cement after drying and whose calorie consumption is
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between 1200 and 1500 kcal per kg of klinken, the heat consumption can in this way be reduced to 750 kcal per kg of klinker with particularly simple means, depending on the device, and in particular without moving parts.
Raw flour from
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cement separated in cyclones 34, 36 and 38, 39 is introduced into the gas line leading to the previous cyclone, seen in the direction of flow of the hot gas stream, and brought out of the cyclont 32, through a line 40, into the rotary tube kiln 1. The raw cement flour is therefore transferred into the pipe 33 by a pipe 41 and into the pipe 31 by a pipe 42. The fresh cement flour is fine from a silo, not shown, by a conveyor screw 43 and a cellular sluice 44, in the pipe 37 where the water supplied by a pipe 45 is also injected. The raw flour arriving
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in line 35 is extracted from two cyclones' 8 and 39 which correspond to cyclone 5 of FIG. 3.
In the system in question, it is advisable to subdivide these stages of cyclones in the manner shown, in order to obtain a better pre-dusting effect because, like milk, small cyclones have a better pre-dusting effect.
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separation efficiency than great. Moreover, the mode of
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The operation of the installation of figure 4 is in principle the same as that of the installation of figure 3 and in particular, also from the point of view of dust removal in 1) electro-filter 469 The figure $ represents an installation of tubular towers rotary with a Humboldt heat exchanger system corresponding to figure 4.
In this installation, a gas pipe 48 from the fan to el brU4 47 'including the Irirâtton * and connected to the gax purd outlets of the 38 and 3V cyclones # goes up vertically 3u. To an additional cyclone 49, including the waste gases are discharged into 10 & tmoophère passing through a 41 * eo ctro-filter and a fan 51. In the pipe 46 leading vertically to the cyclone 49, is injected a crude product in fine seeds, for example raw cement flour to bring by a conveyor screw 52 and a cell lock 53. A little higher, we inject water, fed by the pipe 54, which vaporizes very quickly we the action of the bruina gases and the raw flour which is here already heated.
The raw flour dried and brought to a temperature of about 120 ° C and leaving the cyclone 49 is introduced through a pipe 55 and a cell lock 56 into the gas line 37 of the heat exchanger system. The fan is advantageously installed on a lower walkway, while the cyclone 49 is mounted above the cyclone 36. It is thus ensured, on the one hand, that the pipe 48 has a length such that a complete evaporation of the water. The injected water is ensured before the gases reach the cyclone 49 and on the other hand, it is thus possible to send by gravity, in the stages [of cyclones 38 and 39, the raw flour separated in the cyclone 49.
The invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described. It is possible in particular to consider a combination of the installations shown in Figures 4 and 5 of
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way "to obtain a humidification as well in the pipe J7, according to figure 4, as an additional humidification in the pipe 48 of figure
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Likewise, the application of the invention is not limited to the humidification of hot gases with water, but it can also be used for other chemical or physical treatments, for example by injection of water. oil in a stream of gas.
The invention enables the problem of introducing liquids to hot gases to be solved in a particularly advantageous manner, and its application therefore permits, without undesirable additional formation of schlams and without the formation of deposits and deposits. crustations in tabular systems, to dominate the problems of dust collection or other problems occurring in hot gas streams and which could not be solved in the known state of the art.
In addition, it is not essential that the injection of liquid and the subsequent vaporization of the latter with the help of a solid material introduced into the gas stream takes place in an uninterrupted and continuous vertical pipe. On the contrary, the liquid can be injected into a special installation, interposed on the pass; wise of the gas stream and in which the liquid droplets are mixed with the gas stream laden with solids. Such an installation may have for example the form of a known dryer, in which the product to be dried is treated in suspension in! a stream of hot gases.
CLAIMS.
1.- Process for cooling and humidifying a stream of hot gases by injecting water or other liquids, in particular to improve the electrodust removal of the gas stream or to protect the installations crossed, such as Channel filters, fans, etc., characterized in that a fine-grained solid is introduced into the stream of hot gases, in addition to the liquid introduced in a finely distributed form.