CH616640A5

CH616640A5 - Process for the manufacture of cement by a dry route and plant for making use of this process

Info

Publication number: CH616640A5
Application number: CH1340276A
Authority: CH
Inventors: Francis Dambrine
Original assignee: Fives Cail Babcock
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1980-04-15
Also published as: GB1511066A; BR7607059A; JPS5251421A; JPS594392B2; FR2328674B1; BE847000A; OA05461A; IT1067569B; DE2647914A1; DK459876A; ES452488A1; FR2328674A1

Abstract

From the upper part of the clinker cooler (14) a proportion of the coolant air, which is at a temperature of the order of 900 to 1000 DEG C, is extracted by the pipework (32). In cyclones (26, 24, 22) this air is used to heat and at least partially calcine a proportion of the raw materials which are introduced at (F) into the suction pipework (40) and which enter in cascade the cyclone (26) and from there the tuyere (44) through which they are injected into the furnace (10). The hot air is recycled by the fan (34) into the hot part of the cooler (14). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne la fabrication du ciment par voie sèche dans des installations comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur où les matières crues sont chauffées par les fumées du four et éventuellement d'une chambre de calcination placée en amont du four, en considérant le sens de circulation des matières, et un refroidisseur où le clinker sortant du four est refroidi par de l'air qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four et éventuellement dans la chambre de calcination. The present invention relates to the manufacture of cement by the dry route in installations comprising a rotary tubular furnace, a preheater where the raw materials are heated by the fumes from the furnace and possibly a calcination chamber placed upstream of the furnace, considering the direction of material circulation, and a cooler where the clinker coming out of the oven is cooled by air which is then used as secondary air in the oven and possibly in the calcination chamber.

Dans les installations actuelles, le débit d'air secondaire nécessaire est insuffisant pour assurer le refroidissement du clinker et on est conduit à utiliser dans le refroidisseur de l'air en excès qui est rejeté à l'atmosphère ou qui est recyclé après avoir été refroidi par échange indirect avec de l'air froid. In current installations, the necessary secondary air flow is insufficient to ensure the cooling of the clinker and we are led to use in the cooler excess air which is rejected to the atmosphere or which is recycled after being cooled by indirect exchange with cold air.

Pour récupérer les calories de l'air en excès, on l'utilise parfois pour sécher les matières premières. Mais, comme cet air est extrait du refroidisseur à température relativement basse, de l'ordre de 300° C, la quantité de chaleur récupérée est faible. To recover calories from excess air, it is sometimes used to dry raw materials. However, since this air is extracted from the cooler at a relatively low temperature, of the order of 300 ° C., the amount of heat recovered is small.

On a également proposé de prélever l'air en excès sur le refroidisseur à une température plus élevée, de l'ordre de 800° C, et à utiliser sa chaleur sensible dans une chaudière associée à un turbo-alternateur avant de la recycler. Cette solution entraîne des frais d'investissement et d'entretien supplémentaires relativement importants et, compte tenu du mauvais rendement de la transformation chaleur-énergie, ne présente un intérêt que si le coût de l'énergie électrique fournie par le réseau est très élevé. It has also been proposed to take the excess air from the cooler at a higher temperature, of the order of 800 ° C., and to use its sensible heat in a boiler associated with a turbo-alternator before recycling it. This solution involves relatively high additional investment and maintenance costs and, given the poor efficiency of the heat-energy transformation, is only of interest if the cost of the electrical energy supplied by the network is very high.

Le but de la présente invention est de réduire la consommation calorifique de ces installations par une meilleure récupération de la chaleur sensible du clinker et d'éviter le rejet à l'atmosphère d'air ayant servi au refroidissement du clinker, ce qui supprime toute pollution au niveau du refroidisseur et permet de faire l'économie d'une installation de dépoussiérage. The aim of the present invention is to reduce the heat consumption of these installations by better recovery of the sensitive heat of the clinker and to avoid the rejection to the atmosphere of air having served for cooling the clinker, which eliminates any pollution. at the level of the cooler and makes it possible to save on a dedusting installation.

L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication du ciment par voie sèche, suivant lequel des matières crues sont chauffées dans un préchauffeur au moyen des fumées d'un four tubulaire rotatif, puis sont introduites dans ledit four et le clinker produit est refroidi à la sortie du four au moyen d'air frais qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four, caractérisé en ce qu'on utilise la chaleur sensible d'une fraction de l'air de refroidissement qui est prélevée sur le refroidisseur de clinker à une température de l'ordre de 900 à 1000° C, pour calciner, au moins partiellement, une fraction des matières crues qui est ensuite introduite dans le four, et on renvoie une partie au moins de cet air dans le refroidisseur. The subject of the invention is a process for the manufacture of cement by the dry route, according to which raw materials are heated in a preheater by means of the fumes of a rotary tubular oven, then are introduced into said oven and the clinker produced is cooled. at the outlet of the oven by means of fresh air which is then used as secondary air in the oven, characterized in that sensible heat is used from a fraction of the cooling air which is taken from the clinker cooler at a temperature of the order of 900 to 1000 ° C., to calcine, at least partially, a fraction of the raw materials which is then introduced into the oven, and at least part of this air is returned to the cooler.

Dans le cas où l'installation comporte une chambre de calcination placée en amont du four, l'air secondaire prélevé sur le refroidisseur de clinker peut aussi céder une partie de ses calories à cette fraction des matières crues avant d'être envoyé à la chambre de calcination. In the case where the installation includes a calcination chamber placed upstream from the furnace, the secondary air taken from the clinker cooler can also transfer part of its calories to this fraction of the raw materials before being sent to the chamber of calcination.

De l'air prélevé dans une zone plus froide du refroidisseur de clinker peut aussi être utilisé pour préchauffer cette fraction des matières crues. Air taken from a cooler area of the clinker cooler can also be used to preheat this fraction of the raw materials.

Après chauffage et calcination, cette fraction des matières crues est introduite dans le four côté brûleur. On peut, en particulier, l'injecter dans le four avec le combustible, par la tuyère du brûleur. After heating and calcination, this fraction of the raw materials is introduced into the oven on the burner side. It can, in particular, be injected into the furnace with the fuel, through the burner nozzle.

Pour la mise en œuvre de ce procédé, on utilise une installation comportant un four tubulaire rotatif, un préchauffeur où les matières crues sont chauffées par les fumées du four et un refroidisseur où le clinker sortant du four est refroidi par de l'air qui est ensuite utilisé comme air secondaire dans le four, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un échangeur dont l'entrée des gaz est reliée au refroidisseur, tandis que sa sortie est reliée à l'aspiration d'un ventilateur qui renvoie dans le refroidisseur au moins une fraction de l'air ayant traversé l'échangeur, cet échangeur comportant une entrée pour les matières et une sortie qui est reliée au four. For the implementation of this process, an installation is used comprising a rotary tubular oven, a preheater where the raw materials are heated by the fumes from the oven and a cooler where the clinker leaving the oven is cooled by air which is then used as secondary air in the furnace, characterized in that it further comprises an exchanger whose gas inlet is connected to the cooler, while its outlet is connected to the suction of a fan which returns to the cooler at least a fraction of the air having passed through the exchanger, this exchanger comprising an inlet for the materials and an outlet which is connected to the furnace.

Lorsque l'installation comporte une chambre de calcination, l'air secondaire utilisé dans cette chambre peut être prélevé en un point intermédiaire de l'échangeur. When the installation includes a calcination chamber, the secondary air used in this chamber can be taken at an intermediate point of the exchanger.

Dans le cas où l'installation comporte un refroidisseur à grille dont la zone la plus chaude est attenante au capot de chauffe du In the case where the installation includes a grid cooler, the hottest zone of which is adjacent to the heating hood of the

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

41) 41)

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four, l'entrée des gaz de l'échangeur est reliée au refroidisseur et sa sortie est reliée à l'aspiration d'un ventilateur qui renvoie l'air sortant de l'échangeur sous la grille du refroidisseur, dans sa zone la plus chaude. oven, the gas inlet of the exchanger is connected to the cooler and its outlet is connected to the suction of a fan which returns the air leaving the exchanger under the grille of the cooler, in its hottest area .

On peut prévoir un échangeur supplémentaire, par exemple à 5 cyclones, où les matières crues sont préchauffées avant leur entrée dans l'échangeur principal, au moyen d'air prélevé dans la zone la plus froide du refroidisseur, cet air étant ensuite mélangé à l'air sortant de l'échangeur principal pour être renvoyé dans le refroidisseur. 10 An additional exchanger can be provided, for example with 5 cyclones, where the raw materials are preheated before entering the main exchanger, by means of air taken from the coldest zone of the cooler, this air then being mixed with the air leaving the main exchanger to be returned to the cooler. 10

La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. The following description refers to the accompanying drawing which shows, by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention.

L'unique figure de ce dessin est le schéma d'une partie d'une installation pour la fabrication du ciment par voie sèche compor- is tant un préchauffeur, une chambre de calcination, un four tubulaire rotatif et un refroidisseur de clinker. La majeure partie des matières premières sont chauffées dans le préchauffeur au moyen des fumées du four et de la chambre de calcination puis calcinées avant d'être introduites dans le four où se produit la clinkérisa- 20 tion. The only figure in this drawing is a diagram of part of an installation for the manufacture of cement by the dry process comprising a preheater, a calcination chamber, a rotary tubular furnace and a clinker cooler. Most of the raw materials are heated in the preheater by means of the fumes from the oven and from the calcination chamber and then calcined before being introduced into the oven where the clinkering takes place.

Le refroidisseur de clinker 14 est du type à grille et est raccordé au capot de chauffe du four 10 de telle sorte que le clinker chaud tombe directement du four sur la grille. The clinker cooler 14 is of the grid type and is connected to the heating hood of the oven 10 so that the hot clinker falls directly from the oven onto the grid.

L'installation comporte en outre un échangeur à cyclones où 25 une fraction des matières premières crues est chauffée et au moins partiellement calcinée par de l'air chaud prélevé sur le refroidisseur. Cet échangeur comporte trois cyclones 22, 24 et 26 qui sont reliés en série par des gaines 28 et 30; l'entrée du cyclone 26 est reliée au capot de chauffe du four par une gaine 32 et la sortie du 30 cyclone 22 est reliée à l'aspiration d'un ventilateur 34 par une conduite 36. L'orifice de refoulement du ventilateur 34 est relié à des boîtes à vent placées sous la grille du refroidisseur, dans sa partie la plus chaude qui est celle attenante au capot de chauffe du four. 35 The installation further comprises a cyclone exchanger where a fraction of the raw raw materials is heated and at least partially calcined by hot air taken from the cooler. This exchanger comprises three cyclones 22, 24 and 26 which are connected in series by sheaths 28 and 30; the inlet of the cyclone 26 is connected to the heating hood of the furnace by a sheath 32 and the outlet of the cyclone 22 is connected to the suction of a fan 34 by a pipe 36. The discharge port of the fan 34 is connected to wind boxes placed under the grid of the cooler, in its hottest part which is that adjacent to the heating hood of the oven. 35

Un autre cyclone 38 a son entrée reliée, par une conduite 40, Another cyclone 38 has its input connected, by a pipe 40,

au capot recouvrant la grille du refroidisseur, dans sa partie la plus froide; sa sortie est reliée à la conduite 36. the cover covering the grille of the cooler, in its coldest part; its output is connected to line 36.

Un ventilateur 42 dont le refoulement est relié à une tuyère 44 permet d'injecter dans le four un combustible et la matière sortant du cyclone 26. A fan 42 whose discharge is connected to a nozzle 44 makes it possible to inject a fuel and the material leaving the cyclone 26 into the furnace.

De l'air frais est soufflé sous la grille du refroidisseur, dans sa partie la plus froide. Le débit d'air frais est égal au débit total d'air secondaire consommé dans le four et dans la chambre de calcination. Fresh air is blown under the cooler grille, in its coldest part. The fresh air flow is equal to the total secondary air flow consumed in the oven and in the calcination chamber.

Une conduite 46 relie la gaine 30 à l'entrée d'air de la chambre de calcination, non représentée, pour alimenter cette dernière en air secondaire. Cet air secondaire pourrait aussi être prélevé sur le capot de chauffe du four 10. A pipe 46 connects the sheath 30 to the air inlet of the calcination chamber, not shown, to supply the latter with secondary air. This secondary air could also be taken from the heating hood of the oven 10.

Les matières crues sont introduites dans le préchauffeur non représenté et placé en tête du four et en F dans la conduite 40; le débit de matière introduit en F ne représente qu'une faible fraction de celui introduit dans le préchauffeur. The raw materials are introduced into the preheater not shown and placed at the top of the furnace and at F in the pipe 40; the flow of material introduced into F represents only a small fraction of that introduced into the preheater.

Les matières introduites en F sont transportées pneumatique-ment jusqu'au cyclone 38 puis introduites dans l'échangeur. Elles traversent les cyclones 22, 24 et 26 et sont finalement injectées dans le four 10, par la tuyère 44, au moyen du ventilateur 42. La conduite 40 et le cyclone 38 constituent un échangeur supplémentaire où les matières introduites en F sont préchauffées avant d'être introduites dans l'échangeur principal comportant les cyclones 22, 24 et 26. The materials introduced in F are transported pneumatically to cyclone 38 and then introduced into the exchanger. They pass through cyclones 22, 24 and 26 and are finally injected into the furnace 10, through the nozzle 44, by means of the fan 42. The pipe 40 and the cyclone 38 constitute an additional exchanger where the materials introduced in F are preheated before d '' be introduced into the main exchanger comprising cyclones 22, 24 and 26.

A titre d'exemple, on peut chauffer jusqu'à la température de décarbonatation et au moins partiellement calciner 10% du débit total des matières traitées dans l'installation au moyen de l'air prélevé sur le capot de chauffe du four à une température de 900-1000° C environ, l'air sortant des cyclones 22 et 38 étant recyclé sous la grille du refroidisseur à 300° C environ. L'économie calorifique réalisée par rapport à une installation classique est alors supérieure à 8%. For example, it is possible to heat up to the decarbonation temperature and at least partially calcine 10% of the total flow of the materials treated in the installation by means of the air taken from the heating hood of the oven at a temperature from 900-1000 ° C approximately, the air leaving cyclones 22 and 38 being recycled under the grille of the cooler at approximately 300 ° C. The calorific saving achieved compared to a conventional installation is then greater than 8%.

A la place de l'échangeur à cyclones, on pourrait évidemment utiliser un échangeur d'un type différent, notamment une tour d'échange à contre-courant. Instead of the cyclone exchanger, one could obviously use a different type of exchanger, in particular a counter-current exchange tower.

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1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

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1. Process for the manufacture of cement by the dry method according to which raw materials are heated in a preheater by means of the fumes of a rotary tubular oven, then are introduced into said oven and the clinker produced is cooled at the outlet of the oven in means of fresh air which is then used as secondary air in the furnace, characterized in that sensible heat is used from a fraction of the cooling air which is taken from the clinker cooler at a temperature of order of 900 to 1000 ° C, to calcine, at least partially, a fraction of the raw materials which is then introduced into the oven and at least part of this air is returned to the cooler.

2. Method according to claim 1, characterized in that a part of the cooling air used to calcine said fraction of the raw materials is used as secondary air in a calcination chamber placed upstream of the furnace considering the direction of circulation of materials and the other part is used to heat this fraction of the raw materials, before calcination, then is returned to the cooler.

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3. Method according to claim 1, characterized in that air taken from the low temperature zone of the clinker cooler is used to heat said fraction of the raw materials, before calcination.

4. Method according to claim 1, characterized in that said fraction of the raw materials is introduced, after calcination, in the part of the oven adjacent to the clinker cooler.

5. Method according to claim 4, characterized in that said fraction of the raw materials is blown into the oven through the nozzle of the burner.

6. Installation for implementing the method according to claim 1, comprising a rotary tubular oven, a preheater where the raw materials are heated by the fumes from the oven and a cooler where the clinker leaving the oven is cooled by air which is then used as secondary air in the oven, characterized in that it further comprises an exchanger whose gas inlet is connected to the cooler, while its outlet is connected to the suction of a fan which returns to the cooler at least a fraction of the air having passed through the exchanger, this exchanger comprising an inlet for materials and an outlet which is connected to the oven.

7. Installation according to claim 6, characterized in that the exchanger comprises, at an intermediate point, an air outlet which is connected by a duct to the air inlet of a calcination chamber placed upstream of the oven, considering the direction of material flow.

8. Installation according to claim 6, in which the cooler is of the grate type and comprises a hot zone, adjoining the oven, and where between the hot clinker and a cooler zone from which the cooled clinker comes out, characterized in that the air leaving the exchanger is returned to the hot zone of the cooler, under the grid.

9. Installation according to claim 8, characterized in that it comprises an additional exchanger where the raw materials are preheated, before their entry into the main exchanger, by means of air taken from the cooler zone of the cooler, this air then being mixed with the air leaving the main exchanger and returning to the cooler.

10. Installation according to claim 9, characterized in that the main and additional exchangers are of the cyclone type.