CH641749A5

CH641749A5 - Procede et installation pour la fabrication de clinker de cimenterie.

Info

Publication number: CH641749A5
Application number: CH380A
Authority: CH
Inventors: Jean-Pierre Lovichi; Bernard Le Bras
Original assignee: Lafarge Conseils
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1980-01-01
Publication date: 1984-03-15
Also published as: GB2043853B; DK157917B; GB2043853A; US4286993A; LU82064A1; BE881028A; DK157917C; IT8019095A0; NL8000072A; CA1158042A; DK6080A; DE2952711A1; IT1130212B; BR8000179A; FR2446266A1; FR2446266B1

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de clinker de cimenterie permettant notamment d'éliminer du circuit de cuisson une partie ou la totalité des éléments volatils tels que soufre, chlore, alcalins, etc.

L'invention a également pour objet une installation pour la mise en œuvre de ce procédé de fabrication de clinker.

On sait que, dans les installations de cimenterie actuellement existantes, on réalise successivement dans un échangeur amont le séchage de la matière ainsi que la décarbonatation partielle, la matière étant ensuite complètement décarbonatée et transformée en clinker dans un four rotatif.

On sait également que la présence d'éléments volatils, tels le chlore, le soufre ou les alcalins dans le combustible ou la matière première, peut entraîner des modifications dans la qualité du clinker. De plus, en quantité trop importante, ces éléments volatils peuvent provoquer des collages amenant des arrêts d'installation.

Divers moyens ont déjà été proposés pour atténuer ou supprimer ce cycle d'éléments volatils. Ces moyens présentent en général l'inconvénient de rejeter à l'atmosphère une partie des gaz d'échappement de l'unité de cuisson dont la capacité calorifique importante est perdue pour le reste du processus de fabrication. Ils présentent également en général l'inconvénient de produire des quantités très importantes de poussières difficilement utilisables par ailleurs.

La présente invention a pour objet d'éliminer une partie ou la totalité des éléments volatils tout en récupérant la majeure partie de l'énergie disponible dans les gaz de four déviés et en produisant une quantité très faible de poussières très enrichies en éléments volatils condensés.

Selon l'invention, on procède à une cuisson réductrice des crus préalablement soumis à une décarbonatation, de manière à achever cette décarbonatation et à former le clinker en volatilisant, dans la zone de cuisson, la majeure partie des éléments volatils qui sont entraînés par les gaz de combustion, puis on prélève au moins une partie de ces gaz vers l'amont de ladite zone de cuisson et on trempe les gaz ainsi prélevés par injection dans le courant de ces gaz d'une matière froide sous forme pulvérulente ou granulaire.

Par cette injection de matière, on abaisse la température de l'ensemble à une valeur telle que les éléments volatils fixés sur ladite matière deviennent inertes. En d'autres termes, on condense la totalité des éléments volatils sur la matière injectée dans le courant des gaz.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on procède à un échange thermique entre la matière réchauffée et chargée en éléments volatils et un courant d'air froid auquel ladite matière cède la majeure partie de son énergie en se refroidissant, cette matière ainsi refroidie étant au moins en partie réinjectée dans le courant des gaz de combustion prélevés vers l'amont de la zone de cuisson, la partie de matière non réutilisée étant évacuée du circuit.

De la sorte, on crée une charge circulante de matière qui s'enrichit en matières volatiles avant d'être sortie du circuit.

Grâce au procédé selon l'invention, on peut obtenir de la matière concentrée en éléments volatils, des fumées provenant de l'unité de cuisson et débarrassées de ces mêmes éléments, ainsi que de l'air propre et chaud disponible.

La matière injectée dans les gaz prélevés est choisie en fonction de sa capacité à piéger les éléments chimiques demeurés à l'état gazeux dans les fumées dérivées du four et gênants pour l'environnement.

D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif.

La fig. 1 est un schéma illustrant le procédé selon l'invention mis en œuvre dans une installation de cimenterie, les fumées chargées d'éléments volatils étant déviées au niveau de la virole du four.

La fig. 2 et la fig. 3 illustrent deux installations analogues à celle de la fig. 1, comportant respectivement 2 et 3 cyclones de refroidissement.

La fig. 4 illustre une installation de cimenterie selon l'invention.

Dans le schéma de la fig. 1, le cru de cimenterie ayant éventuellement subi une décarbonatation préalable est introduit en 1 dans le four rotatif de clinkérisation 2 et est soumis à une combustion réductrice en 3, avec éventuellement injection d'eau. Cette combustion réductrice provoque la volatilisation de la majeure partie des éléments volatils contenus dans le cru de cimenterie. Selon l'invention, au moins une partie de ces éléments volatils est dérivée en 4 à travers la virole 5 du four, en amont de la zone de cuisson 6 par un conduit 7. Cet emplacement de la dérivation permet de by-passer des gaz peu chargés en poussières et très concentrés en éléments volatils à l'état gazeux.

De la matière froide est injectée à deux niveaux dans les gaz by-passés: en 9, on injecte de la matière provenant des gaz four dérivés en 7, séparée de ces gaz dans un premier cyclone 10 auquel aboutit la dérivation 7 et d'où sortent en 8 les fumées refroidies, puis introduite en 13 dans un second cyclone 11 en réchauffant de l'air froid injecté en 12 dans ce second cyclone, cet air sortant en 14 et non pollué par les fumées sortie four. La matière refroidie dans ce second cyclone est donc au moins en partie injectée en 9, le reste de cette matière étant, le cas échéant, évacué hors du circuit en 15.

En 16, on injecte dans la dérivation 7 de la matière nouvelle destinée à compenser la sortie de matière évacuée en 15.

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L'installation ainsi décrite permet donc d'obtenir en 15 de la matière riche en éléments volatils, en 8 des fumées dérivées de l'unité de cuisson et débarrassées de ces mêmes éléments et, en 14, de l'air propre et chaud disponible.

Les fig. 2 et 3 représentent deux installations analogues à celle de j la fig. 1, dans lesquelles, au lieu du seul cyclone 11, on utilise, pour le refroidissement de la matière ayant servi à tremper les gaz dérivés par la canalisation 7 et séparée de ces gaz dans le cyclone 10, respectivement deux cyclones 11 et 11 ' et trois cyclones 11, ll'et 11"; l'air froid introduit en 12 dans le cyclone inférieur 11 s'échauffe progres- 10 sivement dans les cyclones successifs et sort, chaud, en 14, comme précédemment, tandis que la matière sortant en 9, froide, du cyclone inférieur 11 est injectée dans la dérivation 7, pour tremper les gaz four dérivés en 4, ou est évacuée en 15.

La fig. 4 qui illustre une installation analogue à celle de la fig. 1, 15 et dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références, montre en outre une batterie de cyclones 20 à 23, traversée par les fumées provenant en 25 du carneau du four, le cyclone supérieur 20 étant alimenté en 26 par un cru de cimenterie consistant, par exemple, en un mélange de carbonate de calcium et d'argile. 2o

Le cru de cimenterie est soumis à une décarbonatation partielle dans cette batterie de cyclones avant d'être introduit dans le four et, avant cette introduction, traverse un précalcinateur 28 disposé entre la sortie matière de l'avant-dernier cyclone 22 et le conduit de fumées du four; la matière provenant du précalcinateur 28 et séparée des fumées du four dans le dernier cyclone 23 est introduite en 30 dans le four où elle achève sa décarbonatation avant de parvenir à la zone de cuisson.

On notera que le fonctionnement du four avec une combustion réductrice provoque la formation d'oxyde de carbone et que la présence du précalcinateur permet de réemployer ce gaz en totalité.

Ainsi, dans une installation telle que celle décrite précédemment, par la mise en œuvre du procédé qui vient également d'être décrit, il est possible d'obtenir un meilleur piégeage des éléments volatils et un fonctionnement aussi peu polluant que possible.

L'air froid injecté en 12 dans les cyclones de refroidissement peut être remplacé par un gaz quelconque provenant ou non de l'unité de fabrication.

Quant à l'air chaud et propre réchauffé par la matière circulant dans ces cyclones de refroidissement, il peut être utilisé comme air de combustion chaud en tout point de l'unité de cuisson.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention.

R

2 feuilles dessins

Claims

641 749

1. Procédé de fabrication de clinker, selon lequel on procède à une cuisson réductrice des crus préalablement soumis à une décarbo-natation, de manière à achever cette décarbonatation et à clinkériser en volatilisant, dans la zone de cuisson, la majeure partie des éléments volatils qui sont entraînés par les gaz de combustion, puis on prélève au moins une partie de ces gaz vers l'amont de ladite zone de cuisson et on trempe les gaz ainsi prélevés par injection dans le courant de ces gaz de la matière froide sous forme pulvérulente ou granulaire.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procède à un échange thermique entre la matière réchauffée et chargée en éléments volatils et un courant d'air froid auquel ladite matière cède la majeure partie de son énergie en se refroidissant,

cette matière ainsi refroidie étant au moins en partie réinjectée dans le courant des gaz de combustion prélevés vers l'amont de la zone de cuisson, la partie de matière non réutilisée étant évacuée du circuit.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on choisit la matière destinée à tremper les gaz prélevés de manière qu'elle soit propre à piéger, de façon chimique ou physicochimique, des éléments demeurés à l'état gazeux et éventuellement nocifs pour l'environnement.

4. Installation de cimenterie pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un four de clinkéri-sation alimenté en cru de cimenterie au moins partiellement décar-bonaté, caractérisée en ce que ce four est agencé pour fonctionner en combustion réductrice et est muni d'une dérivation des gaz du four en amont de la zone de cuisson dudit four, des moyens étant prévus pour injecter de la matière froide dans ladite dérivation.

5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une batterie de cyclones est associée à cette dérivation, dans laquelle la matière injectée dans la dérivation est soumise à un échange thermique avec un gaz froid qu'elle réchauffe, en lui cédant son énergie, ladite matière quittant cette batterie étant au moins en partie réinjectée dans la dérivation et ledit gaz quittant la batterie sous la forme d'un gaz chaud et propre.

6. Installation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que, pour l'alimentation du four en cru, une seconde batterie de cyclones est disposée à l'entrée de ce four, ladite seconde batterie étant associée à un précalcinateur.