Installation pour le traitement thermique de matières solides pulvérisées par au moins un gaz chaud. La présente invention se rapporte aux installations pour le traitement thermique, tel que calcination, frittage, grillage, de matières solides pulvérisées calcareuses, argi leuses ou autres, telles que celles employées pour la fabrication du ciment et -de la chaux, par au moins un gaz chaud et comportant un puits de four au moins approximativement vertical et :de grande profondeur, dans lequel lesdites matières tombent sous forme de pluie en sens contraire !d'un courant ascendant du gaz chaud.
Le but de l'invention est -de diminuer les frais d'établissement -de ladite installation etde permettre une bonne utilisation de la chaleur (lés gaz chauds, donc une économie de com bustible en évitant les pertes' par rayonne ment.
On a reconnu par expérience que pour ob tenir une bonne utilisation des gaz chauds, il est nécessaire que ces gaz se mélangent com plètement avec les particules de matières premières. Dans ce but, le puits .de four doit être suffisamment profond pour que les ma- tières tombant en un épais nuage, puissent venir complètement en contact avec les gaz ascendants sur tout leur parcours dans le puits .de four.
Dans le cas où l'installation sert à la fabrication -du ciment, les particules se collent les unes aux autres et forment @de petites boules .de poids tel qu'elles tombent rapidement sitôt qu'elles arrivent dans la zone la plus chaude ou de frittage du four.
Dans les installations du genre indiqué, la chaleur rayonnée vers l'intérieur par les parois -du four est absorbée par les parti cules de matières tombantes, par contre, une grosse perte de chaleur a lieu par rayonne ment externe.
On a proposé jusqu'ici de construire un four de la forme d'une tour, établie sur ter rain libre. Pour assurer un bon rendement eau traitement thermique, les matières doivent tomber sur une grande hauteur et par consé quent le puits de four doit être d'une grande profondeur. La construction .de tels fours sur terrain libre est pratiquement non réalisable; elle présente tout au moins de très grandes difficultés et serait excessivement coûteuse. De plus, les pertes de chaleur d'une telle tour par rayonnement externe serait si consi dérable, qu'une calcination énergique,des ma tières premières pulvérisées serait impossible.
Les produits de combustion sortiraient du puits de four à une telle hauteur qu'il serait. pratiquement impossible de les utiliser.
Selon la présente invention, on évite les inconvénients précités en fonçant le puits de four dans le sol, lequel peut être de la craie, de l'argile ou autre, et en disposant au bas cle ce puits des brûleurs, créant un courant de gaz chauds en sens contraire de celui des matières tombantes. Grâce à. cette disposition, on peut obtenir une calcination complète :des matières tombantes dans un puits de four de longueur considérable et on .diminue dans une grande mesure les frais d'établissement du four.
La pluie épaisse formée par les matières tombantes oppose une telle résistance aux gaz chauds montants qu'un échappement de ces gaz à la partie supérieure,du puits de four est empêché avant que la. majeure partie de leur chaleur ait été utilisée.
Il est connu de foncer des puits de four ,de faible profondeur dans le sol naturel, ces puits étant remplis de menus morceaux des matières à calciner et munis de foyers à âtre ouvert. Dans cette disposition les matières se trouvent entassées dans un petit puits de four, de telle sorte qu'elles sont irrégulière ment soumises à l'action des gaz chauds; en outre les menus morceaux de matières vien nent en contact avec le combustible et les cendres, -de telle sorte que l'on obtient un produit impur et irrégulier. Ces défauts sont évités par la présente invention.
Le puits de four peut être totalement ou partiellement calciné, de telle sorte que les parois grillées :du four forment par elles- mêmes un revêtement réfractaire.
Plusieurs puits de four auxiliaires peu vent être disposés autour d'un puits central et communiquer par leur base avec ce dernier, à partir duquel les produits calcinés dans les puits de four auxiliaires et provenant de ces puits peuvent être ramenés à la surface et transportés aux endroits voulus, en vue d'être employés ou encore travaillés.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'instal lation selon l'invention, spécialement desti née à la fabrication du ciment.
La fig. 1 est une coupe verticale selon la ligne I-I de la fig. ?, montrant le puits de four foncé dans une carrière; La fi-. ? est un plan de l'installation, et La fig. 3 est une coupe verticale selon la ligne 3-3 de la. fig. ?.
Dans l'installation représentée, un puits de four vertical A, d'une hauteur pouvant va rier de 30 à 120 mètre:. est foncé dans une carrière avec son axe longitudinal approxi mativement parallèle à la face B de la car rière, la base du puits lui-même étant au ni veau du sol B2 de la. carrière. Une galerie de travail B' communique avec la base -du puits et donne ainsi accès aux brûleurs C auxquels du combustible pulvérisé est amené par une conduite D, comme ci-après décrit.
Le puits est: foncé dans la couche natu relle d'argile, de craie, de pierre à chaux ou autre B. L'extrémité inférieure du puits, qui constitue la zone -de frittage, peut présenter un revêtement E en matière réfractaire quel conque, telle que briques réfractaires, etc. Il s'en suit que la zone de frittage est réduite en diamètre par rapport à la partie principale du puits, les dimensions relatives étant dé terminées selon l2 nature des matières et des combustibles, pour non seulement assurer le chauffage préalable et la calcination des ma tières, mais aussi pour en assurer un bon :mé lange lors de leur chute dans le puits de four.
Le sommet E' du puits peut également pré senter un revêtement en briques réfractaires ou peut être construit en maçonnerie en bri ques appropriée.
Les matières sont de préférence emma gasinées avant leur emploi dans une ou plu sieurs chambres F de séchage, convenable ment foncées dans le sol et groupées autour du puits de four A ou alignées avec ce puits. Les matières sont broyées avant d'être em- magasi ées, par exemple au moyen d'un con- casseur G, dans lequel elles sont amenées au moyen d'une trémie G'. Après avoir été ainsi séchées, les matières sont transportées, par les transporteurs<I>H,</I> élévateurs<I>H'</I> et transpor teurs H2, à la trémie J' d'un appareil de pul vérisation J.
Cet appareil communique par au moins un passage latéral A' avec l'extré mité supérieure du puits de four A, dans le quel les matières sont ainsi introduites sous la forme d'une nuée dense de particules pul vérisées sèches.
Des passages by-pass AZ sont disposés au tour et entre les tuyères -des brûleurs C à. travers lesquels les clinkers chauds passent dans un puits de refroidissement K foncé dans le sol au-dessous -du puits -de four et de la ga lerie de travail.
L'extrémité supérieure de ce puits de refroidissement est revêtue de bri ques réfractaires E2 et l'extrémité inférieure communique par une galerie g' avec un puits pour élévateur K2. L'air nécessaire à la com bustion et' destinée à fournir le courant ascen dant de gaz chauds .dans le puits de four A est fourni aux brûleurs par un ventilateur L à travers un conduit L' qui passe à travers le puits KZ, la galerie K' et le puits de refroi dissement g des clinkers chauds.
De cette manière l'air froid chassé par le ventilateur est chauffé à haute température, ce qui permet d'obtenir une forte chaleur dans la zone de frittage, et les clinkers chauds sont refroidis avant d'être transportés au ni veau du sol Bz par un élévateur M. Les clin- kers peuvent être enlevés de ce point, pour un traitement ultérieur, tel que, par exem- ple, pour être broyés ou bien être emmaga sinés dans des silos N également foncés dans le sol.
Des élévateurs Ni et des transporteurs N2 (représentés partiellement à la fig. 1) sont prévus pour effectuer les divers trans ports nécessaires.
Le puits de four A est pourvu à son extré mité supérieure d'un carneau de décharge 0 pour les gaz résiduels chauds, qui, en quit tant le puits A, passent à travers un collec teur de poussière P électrique ou autre. Toute la chaleur ,que ces gaz peuvent encore contenir est utilisée dans une chaudière à chaleur résiduelle Q avant qu'ils s'é chappent par la cheminée B. Un ventilateur B' est disposé au pied de cette cheminée pour créer un tirage induit.
Lorsque l'appareil fonctionne pour la fa brication de ciment ou de chaux, @on introduit les matières broyée, séchées et pulvérisées, par l'extrémité supérieure -du puits de four A qu'elles parcourent en -descendant sous forme d'une dense nuée .de particules, en sens con traire d'un courant ascendant de gaz chauds, créé par le ventilateur L et les brûleurs C.
En descendant ainsi dans le puits, les parti cules se mélangent complètement entre elles et avec les gaz ascendants et se réunissent en gouttelettes tout en tombant, en produisant ainsi avec certitude des clinkers de composi tion très homogène, lesquels s'entassent dans un puits de refroidissement au-dessous des brûleurs. La dimension de ces gouttelettes peut être réglée à volonté en faisant varier la vitesse à laquelle les gaz passent à travers le conduit dans la partie supérieure du puits ,de four, et en réglant le débit auquel l'air chaud, le combustible et les matières sont in troduits dans le four.
Une fois que les gaz chauds ont quitté la zone de frittage du puits, ils sont encore à très haute température. Pour employer com plètement cette chaleur, l'extrémité supérieure -du puits présente la forme d'une cornue, -ou est pourvue d'une cornue S dans laquelle -du charbon, de préférence pulvérisé, est soumis à une distillation à basse, température.
Cette cornue annulaire S (vair fig. 1 et 3) peut présenter une ou plusieurs chambres, montées -dans l'extrémité supérieure du puits de four, munies d'orifices d'entrée S' pour le combustible brut pulvérisé et de passages de décharge SI pour le coke, produit dans la. cornue. Le charbon brut peut être séché -dans des puits ou des silos d'emmagasinage T foncés dans le sol et munis de transporteurs et d'élévateurs appropriés.
Le coke à basse température, chaud, provenant de la cornue S passe pour donner sa chaleur à travers le passage de décharge du coke S' disposé à tra vers ou autour du silo T pour le séchage @du charbon. On peut aussi enfermer ce conduit dans n'importe quel dispositif connu d'utili sation de chaleur. Le coke refroidi est alors pulvérisé dans un appareil U puis transporté par le conduit D aux brûleurs C. Au lieu d'employer le coke pulvérisé pour les brû leurs, ce coke peut être utilisé pour un autre but et les brûleurs alimentés avec ide l'huile ou par le gaz obtenu de la. distillation à baisse température. Les sous-produits de cette der nière sont traités comme habituellement.
Dans le cas où le gaz obtenu de la distilla tion n'est pas utilisé pour l'alimentation des brûleurs, il l'est pour n'importe quel autre but.
Au lieu que la cornue soit fermée comme ci-dessus décrit, elle peut être construite de manière que les baz chauds inertes provenant du four rencontrent une pluie descendante de charbon brut pulvérisé. Les gaz chauds inertes venant ainsi en contact direct avec les particules de charbon et les gaz dégagés par ces particules se mêlent ensemble.
Selon une autre variante, plusieurs con duits ou carneaux peuvent être disposés au sommet. du puits A, à travers lesquels le charbon pulvérisé est amené pour être dis tillé. Approximativement à mi-hauteur du puits se trouve une chicane conique ayant son sommet dirigé vers le haut du puits et dis posée de manière que le charbon carbonisé soit saisi par cette chicane, déchargé pair des ouvertures latérales de la cornue et ramené à. la. surface par des transporteurs. Directe ment au-dessous de cette chicane sont dispo sés plusieurs carneaux reliant la partie in férieure ou four du puits avec la surface, les matières devant être traitées étant introdui tes dans le puits par ces carneaux.
Bien qu'au dessin le puits soit représenté comme étant circulaire, il peut être, si on le désire, de section transversale pratique ment rectangulaire ou d'une autre forme, la zone de frittage qui présente une plus pe tite section transversale étant de forme cir culaire ou -autre et allant en s'amincissant, si on le désire. Un foyer à âtre ouvert, dans lequel est brûlé du combustible solide, lequel se mélange avec les particules calcinées, n'est pas approprié pour produire un courant ascendant. de gaz chauds à .l'intérieur du puits. Les brûleurs employés peuvent être alimentés par un combustible gazeux, liquide ou solide, ce dernier étant à l'état pulvérisé.
Avec l'installation décrite, les pertes de chaleur provenant à. la fois de la radiation interne et externe des parois du four sont pratiquement éliminées. On obtient un em ploi complet des gaz chauds après leur uti lisation pour la calcination ou le frittage des matières premières dans l'extrémité inférieure du puits, en effectuant la. carbonisation à basse température de combustible qui est en suite utilisé pour les brûleurs. La chaleur dégagée des clinkers incandescents et du coke est entièrement employée et la, chaleur des gaz, après leur passage à travers la cornue ou sur celle-ci, est utilisée dans une chaudière ou tout autre dispositif pour utilisation de la chaleur résiduelle, pair exemple un dispo sitif de refroidissement rotatif.
Le fait de foncer le puits de four dans le sol permet d'accéder facilement à ses différentes par ties, par exemple à, son sommet ou aux brû leurs. On peut prévoir tout dispositif de ma nipulation des matières premières et pro duits obtenus installé directement sur le sol et se trouvant en relation avec les différentes parties du puits.