EP0150249A1 - Ensemble de stockage et d'homogénéisation de produits pulvérulents - Google Patents

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EP0150249A1 EP84101062A EP84101062A EP0150249A1 EP 0150249 A1 EP0150249 A1 EP 0150249A1 EP 84101062 A EP84101062 A EP 84101062A EP 84101062 A EP84101062 A EP 84101062A EP 0150249 A1 EP0150249 A1 EP 0150249A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/72—Fluidising devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/4092—Storing receptacles provided with separate mixing chambers

Definitions

  • the present invention relates to a storage and homogenization assembly for pulverulent products, in particular the manufacturing products used in the field of cement works.
  • the present invention aims to overcome the above drawbacks by providing a compact storage and homogenization unit with high capacity, efficient and reliable, in which all the elements are focused on saving energy and lowering the price of returns, while allowing easy operations with the possibility of permanent intervention.
  • the storage and homogenization assembly is of the type for treatment and transfer of pulverulent material by fluidized beds.
  • a separate storage silo a homogenization chamber and superimposed on the latter by means of a separation slab provided with several equidistant orifices for feeding by gravity of said chamber, the upper part of the silo having an inlet at several points of raw material crushed, the bottom of said silo comprising a gently sloping cone provided with first fluidization elements according to its generatrices, as well as a crown of second fluidization elements, the feed orifices of the homogenization chamber being disposed at its upper part , while its bottom, flat and inclined towards a drain outlet, covers its entire surface in a fluidization arrangement by zones, the outlet of the homogenization chamber being disposed laterally at the bottom of the latter.
  • FIG. 1 represents a schematic view in section in elevation of an assembly according to the invention, the lower part C of this figure constituting a view according to C-C of FIG. 2;
  • FIG. 2 shows a schematic view of the silo bottom according to A-A of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a schematic view of the bottom of the homogenization chamber according to B-B of Figure 2, with block diagram of the air circuits;
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a porous element for fluidizing the bottom of the silo, according to the invention.
  • the assembly according to the invention is generally cylindrical in shape and comprises a storage silo 1 superimposed on a homogenization chamber 2 with which it communicates in the manner which will be better explained below.
  • the silo 1 has at its upper part a supply member 3 for raw crushed products, advantageously conveyed by pneumatic conveyor.
  • the feed member 3 is constituted by a fluidized bottom distributor over its entire surface and opening into the silo for example at six equidistant points 4, in a manner known per se.
  • the transport fluid is evacuated by means of a suitable filter F also placed at the top of the silo 1.
  • the bottom of the silo 1 has in its center a cone 5 with a slightly inclined slope, at an angle of 10 to 15 ° approximately, furnished with fluidizing elements 6 according to its generatrices.
  • the silo bottom has a reduction in diameter forming a conical bottom 8, of which. the small diameter defines with respect to the cone 5 an annular space or crown 9 (fig. 2) provided for example with six equidistant orifices 10 in the form of vertical wells each disposed in the center of a set of radiating porous fluidization conduits 11.
  • These orifices 10 with the fluidization equipment 11 constitute the communication passages between the silo 1 and the homogenization chamber 2.
  • each orifice 10 is also provided, under the floor 12 of the silo bottom, with a box of fluidization, a pneumatically controlled register and a manual isolation hatch, in a manner known per se.
  • the fluidization at the level of the six orifices 10 takes place cyclically via the sets of conduits 11, as well as the opening of the six registers, in a programmable and controlled manner.
  • the feeding of the silo 1 is carried out simultaneously by the points 4 and its cyclic extraction by the six openings 10 opened sequentially, the material undergoes a statistical mixing by regular flow causing a constant descent.
  • the orifices 10 alternate with respect to the points 4.
  • the storage silo 1 is superimposed on the homogenization chamber 2 and the bottom slab 12 is supported, on the one hand, by the outer skirt 13 and, on the other hand, by the skirt 14 of the homogenization chamber 2.
  • the height of the chamber 2 is substantially in the ratio 1: 1 with its diameter, so as to reduce the power required to supply air to. fluidization: thus, chamber 2 allows the use of "boosters", more energy efficient than "compressors”.
  • the homogenization chamber 2 is of substantially cylindrical shape and comprises at the periphery of its upper part several openings 15 equidistant, for example six, corresponding to the orifices 10 of the slab 12 for separating the silo and the chamber 2, ensuring the feeding of said chamber by gravity from the latter.
  • the bottom 16 of the homogenization chamber 2 covers its entire surface. It is generally planar and it is inclined towards a lower orifice 17 of the skirt 14, opening into an extraction column E.
  • the bottom 16 is of the type divided into zones, for example four quadrants 18, 19, 20 and 21 respectively, operating "in rotation", one zone being active while the other three are inactive.
  • boosters respectively supply an active air duct 22 and an inactive air duct 23 connected to an automatic rotary valve 24 from which the distribution ducts leave each of the zones 18 to 21.
  • the homogenization chamber 2 has an outlet 25 disposed laterally at the top of its skirt 14 and connected to the extraction column E at the base of which is disposed a suitable fluidization means 26, as well as a drain outlet V.
  • a suitable fluidization means 26 as well as a drain outlet V.
  • the material is introduced by gravity through the feed orifices 15, it undergoes ⁇ mixing in a fluidized bed via the bottom 16, passes through the lower orifice 17 in the extraction column then rises to the height of the outlet 27 from which it is extracted.
  • a deflector 28 is moreover arranged inside the chamber 2, in front of the outlet 25, so as to possibly allow the latter to pass only through the material which has undergone homogenization, in the case of a supply by " overflow ".
  • a level measuring device (not shown) is included in the extraction column E and it is connected to the extraction control members in order to maintain an optimal level in the chamber.
  • this level measuring device can be of the gamma ray type.
  • the degassing of the chamber 2 is ensured by a column 29, the base of which is arranged in line with the fluidization elements 26 supplied with active air and the outlet of which is at the top of the storage silo 1.
  • each element constituting the fluidization equipment 6 and 11 is formed by an open conduit 30 (FIG. 4) constituted by a ramp comprising a flat bottom 31 provided with air inlets 32 and surmounted by a convex porous cap, itself constituted by a rigid perforated support 33 covered with a sheet of porous material suitable 34.
  • an air inlet duct 32 is mounted on an orifice in the bottom 31 by means of a flexible gasket 35 the inner face of which matches the outer periphery of the duct and the outer part comprises lips 36 enclosing the edge of the bottom orifice 31.
  • An inner reinforcement 37 attached to the perforated support 33 prevents any deformation of the open duct 30, while the upper cap is simply held by crimping the edges 38 of the plate forming the flat bottom 31 and folded over the edges of the sheet 34.
  • the storage and homogenization assembly as described above further includes all the necessary control elements, such as inspection doors, isolation hatches, programming and monitoring boxes, coupled with manual emergency controls and intervention.
  • the result is a reliable and compact installation, with the following advantages in particular: moderate investment in civil engineering, moderate investment in air source, moderate consumption in electrical power, guaranteed total drainage (in V figure 1), effective control of food, possibility of intervention on the homogenization chamber while keeping a large storage capacity, etc.
  • the storage operation (in 1) precedes the homogenization (in 2) which offers the advantage of using the product coming directly from the latter , unlike known installations where storage is carried out in the state mixture which can cause a loss of homogeneity.

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Abstract

Silo de stockage (1) est distinct d'une chambre d'homogénéisation (2) et superposé à cette dernière par l'intermédiaire d'une dalle de séparation (12) munie de plusieurs orifices équidistants (10) d'alimentation par gravité de ladite chambre, le fond dudit silo (1) comportant un cône (5) à faible pente muni de premiers éléments de fluidisation (6) selon ses génératrices, ainsi qu'une couronne de seconds éléments (11) de fluidisation, les orifices (15) d'alimentation de la chambre d'homogénéisation (2) étant disposés à sa partie supérieure, tandis que son fond (16), plan et incliné, vers une sortie de vidange (17), couvre toute sa surface selon un agencement de fluidisation par zones (18, 19, 20, 21), la sortie (17) de la chambre d'homogénéisation étant disposée latéralement à la partie inférieure de cette dernière à la base d'une colonne d'extraction (E), la sortie (27) de matière étant disposée à la partie supérieure de ladite colonne (E).

Description

  • La présente invention concerne un ensemble de stockage et d'homogénéisation pour produits pulvérulents, en particulier les produits de fabrication mis en oeuvre dans le domaine de la cimenterie.
  • On sait que dans le cas de la fabrication de. ciments, des produits broyés bruts généralement formés en continu doivent subir un stockage et une homogénéisation avant l'opération suivante de fabrication, à savoir, une cuisson au four, généralement effectuée en continu également. Afin d'opérer dans les conditions les plus favorables, il y a donc lieu, d'une part, de réduire au minimum les besoins en installations encombrantes et coûteuses et, d'autre part, d'assurer le stockage et l'homogénéisation de la matière première de la façon la plus compacte et la plus économique, notamment en énergie électrique d'alimentation. Dans de telles installations, le traitement et le transfert des produits sont effectués en lits fluidisés.
  • On a déjà proposé des ensembles de ce type mettant en oeuvre très peu de surface aérée-par rapport au volume à traiter, mais ils nécessitent un "génie civil" onéreux pénalisant le prix de revient d'une installation malgré l'économie réalisée en fonctionnement. On a notamment proposé des installations comportant une chambre de mélange incorporée à un silo de stockage, mais les quantités de matières soutirées ne résultent que d'un brassage partiel, l'alimentation de ladite chambre étant aléatoire, sans possibilité d'intervention directe et de réglage efficace. Par ailleurs, les installations à cheminée centrale donnent un soutirage irrégulier et prêtent à la formation de circuits préférentiels déséquilibrant le contenu du silo et, de ce fait, l'homogénéité du mélange. Le fonctionnement de telles installations apparaît donc incontrôlable, outre que la présence d'un volume incorporé au silo de stockage diminue la capacité de ce dernier.
  • La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus en fournissant un ensemble compact de stockage et d'homogénéisation à capacité élevée, efficace et fiable, dans lequel tous les éléments sont axés sur l'économie en énergie et l'abaissement du prix de revient, tout en permettant des opérations aisées avec possibilité d'intervention permanente.
  • Conformément à l'invention, l'ensemble de stockage et d'homogénéisation est du type à traitement et transfert de matière pulvérulente par lits fluidisés. Un silo de stockage est distinct d'une chambre d'homogénéisation et superposé à cette dernière par l'intermédiaire d'une dalle de séparation munie de plusieurs orifices équidistants d'alimentation par gravité de ladite chambre, la partie supérieure du silo comportant une entrée en plusieurs points de matière brute broyée, le fond dudit silo comportant un cône à faible pente muni de premiers éléments de fluidisation selon ses génératrices, ainsi qu'une couronne de seconds éléments de fluidisation, les orifices d'alimentation de la chambre d'homogénéisation étant disposés à sa partie supérieure, tandis que son fond, plan et incliné vers une sortie de vidange, couvre toute sa surface selon un agencement de fluidisation par zones, la sortie de la chambre d'homogénéisation étant disposée latéralement à la partie inférieure de cette dernière.
  • Suivant d'autres caractéristiques :
    • - l'entrée du silo est constituée par des orifices alimentés simultanément ou séquentiellement par un répartiteur à lit fluidisé, tandis que sa sortie est constituée par des orifices de la dalle de séparation pouvant être ouverts cycliquement et avec un temps d'ouverture réglable de chacun desdits orifices ;
    • - les éléments de fluidisation sont constitués par des rampes comportant un fond plat muni d'une entrée d'air et surmonté d'une calotte poreuse convexe maintenue par sertissage des bords dudit fond plat.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels :
  • la figure 1 représente une vue schématique en coupe en élévation d'un ensemble selon l'invention, la partie inférieure C de cette figure constituant une vue selon C-C de la figure 2 ;
  • la figure 2 représente une vue schématique du fond de silo selon A-A de la figure 1 ;
  • la figure 3 représente une vue schématique du fond de chambre d'homogénéisation selon B-B de la figure 2, avec schéma synoptique des circuits d'air ; et
  • la figure 4 représente une vue schématique en coupe transversale d'un élément poreux de fluidisation du fond de silo, selon l'invention.
  • Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
  • En se référant aux figures 1 à 3, l'ensemble selon l'invention est de forme généralement cylindrique et comprend un silo 1 de stockage superposé à une chambre d'homogénéisation 2 avec laquelle il communique de la manière qui sera mieux expliquée ci-après. Le silo 1 comporte à sa partie supérieure un organe d'alimentation 3 en produits broyés bruts, avantageusement convoyés par transporteur pneumatique. Dans ce cas, l'organe d'alimentation 3 est constitué par un répartiteur à fond fluidisé sur toute sa surface et débouchant dans le silo par exemple en six points équidistants 4, de façon connue en soi. L'évacuation du fluide de transport a lieu par l'intermédiaire d'un filtre approprié F également disposé à la partie supérieure du silo 1.
  • Le fond du silo 1 comporte en son centre un cône 5 à pente peu inclinée, selon un angle de 10 à 15° environ, garni d'éléments de fluidisation 6 selon ses génératrices. A la base de sa jupe intérieure 7, le fond de silo présente une réduction de diamètre formant un fond conique 8 dont. le petit diamètre définit par rapport au cône 5 un espace annulaire ou couronne 9 (fig. 2) muni par exemple de six orifices équidistants 10 sous forme de puits verticaux chacun disposé au centre d'un jeu de conduits de fluidisation poreux 11 rayonnants. Ces orifices 10 avec les équipements de fluidisation 11 constituent les passages de communication entre le silo 1 et la chambre d'homogénéisation 2. Bien entendu, chaque orifice 10 est également muni, sous le plancher 12 de fond de silo, d'une boîte de fluidisation, d'un registre à commande pneumatique et d'une trappe manuelle d'isolement, de façon connue en soi. En fonctionnement, la fluidisation au niveau des six orifices 10 a lieu cycliquement par l'intermédiaire des jeux de conduits 11, de même que l'ouverture des six registres, de manière programmable et contrôlée. Il y a lieu de noter que lorsqu'éventuellement l'alimentation du silo 1 est effectuée simultanément par les points 4 et son extraction cycliquement par les six orifices 10 ouverts séquentiellement, la matière subit un brassage statistique par écoulement régulier provoquant une descente constante. En outre, les orifices 10 sont en alternance par rapport aux points 4.
  • Comme indiqué ci-dessus, le silo de stockage 1 est superposé à la chambre d'homogénéisation 2 et la dalle de fond 12 est supportée, d'une part, par la jupe extérieure 13 et, d'autre part, par la jupe 14 de la chambre d'homogénéisation 2. Conformément à l'invention, la hauteur de la chambre 2 est sensiblement dans le rapport 1:1 avec son diamètre, de manière à réduire la puissance nécessaire à l'alimentation en air de. fluidisation : ainsi, la chambre 2 permet l'utilisation de "surpresseurs", plus économiques en énergie que les "compresseurs".
  • La chambre d'homogénéisation 2 est de forme sensiblement cylindrique et comporte à la périphérie de sa partie supérieure plusieurs ouvertures 15 équidistantes, par exemple six, correspondant aux orifices 10 de la dalle 12 de séparation du silo et de la chambre 2, assurant l'alimentation de ladite chambre par gravité à partir de ce dernier.
  • Le fond 16 de la chambre d'homogénéisation 2 couvre toute sa surface. Il est de forme générale plane et il est incliné en direction d'un orifice inférieur 17 de la jupe 14, débouchant dans une colonne d'extraction E. De façon connue en soi, le fond 16 est du type divisé en zones, par exemple quatre quadrants respectivement 18, 19, 20 et 21, fonctionnant "en rotation", une zone étant active pendant que les trois autres sont inactives. A cet effet, des surpresseurs (non représentés) alimentent respectivement un conduit d'air actif 22 et un conduit d'air inactif 23 reliés à une vanne rotative automatique 24 d'où partent les conduits de distribution de chacune des zones 18 à 21.
  • La chambre d'homogénéisation 2 comporte une sortie 25 disposée latéralement à la partie supérieure de sa jupe 14 et reliée à la colonne d'extraction E à la base de laquelle est disposé un moyen de fluidisation convenable 26, ainsi qu'une sortie de vidange V. En fonctionnement, la matière est introduite par gravité au travers des orifices d'alimentation 15, elle subit ·le brassage en lit fluidisé par l'intermédiaire du fond 16, passe par l'orifice inférieur 17 dans la colonne d'extraction puis remonte à la hauteur de la sortie 27 d'où elle est extraite. Un déflecteur 28 est par ailleurs disposé à l'intérieur de la chambre 2, en avant de la sortie 25, afin de ne laisser passer éventuellement par cette dernière que la matière ayant subi l'homogénéisation, dans le cas d'une alimentation par "surverse".
  • Un dispositif de mesure de niveau (non représenté) est inclus dans la colonne d'extraction E et il est relié aux organes de commande de l'extraction afin de maintenir un niveau optimal dans la chambre. De façon connue en soi, ce dispositif de mesure de niveau peut être du type à rayons gamma.
  • Par ailleurs, le dégazage de la chambre 2 est assuré par une colonne 29 dont la base est disposée au droit des éléments de fluidisation 26 alimentés en air actif et dont la sortie est à la partie supérieure du silo de stockage 1.
  • Conformément à l'invention, et dans le but d'une économie de matière et d'énergie, chaque élément constitutif des équipements de fluidisation 6 et 11 est formé par un conduit ouvert 30 (figure 4) constitué par une rampe comportant un fond plat 31 muni d'entrées d'air 32 et surmonté d'une calotte poreuse convexe, elle-même constituée par un support perforé rigide 33 recouvert d'une feuille d'un matériau poreux convenable 34. De façon particulièrement avantageuse, un conduit d'entrée d'air 32 est monté sur un orifice du fond 31 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité souple 35 dont la face intérieure épouse la périphérie extérieure du conduit et la partie extérieure comprend des lèvres 36 enserrant le bord de l'orifice du fond 31. Un renfort intérieur 37 rapporté sur le support perforé 33 empêche toute déformation du conduit ouvert 30, tandis que la calotte supérieure est simplement maintenue par sertissage des bords 38 de la plaque formant le fond plat 31 et repliés sur les bords de la feuille 34.
  • L'ensemble de stockage et d'homogénéisation tel que décrit ci-dessus comporte en outre tous les organes de contrôle nécessaires, tels que portes de visite, trappes d'isolement, boites de programmation et de surveillance, doublées de commandes manuelles de secours et d'intervention. Il en résulte une installation fiable et compacte, présentant notamment les avantages suivants : investissement modéré en génie civil, investissement modéré en source d'air, consommation modérée en puissance électrique, garantie d'une vidange totale (en V figure 1), contrôle effectif de l'alimentation, possibilité d'intervention sur la chambre d'homogénéisation en gardant une grande capacité de stockage, etc. Il y a lieu de noter plus particulièrement que, conformément à l'invention, l'opération de stockage (en 1) précède l'homogénéisation (en 2), ce qui offre l'avantage d'utiliser le produit provenant directement de cette dernière, contrairement à des installations connues où le stockage est effectué à l'état mélange pouvant entraîner une perte d'homogénéité.
  • Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre.

Claims (6)

1. Ensemble de stockage et d'homogénéisation pour produits pulvérulents, du type à traitement et transfert de matières pulvérulentes par lits fluidisés, dans lequel le silo de stockage (1) est distinct d'une chambre d'homogénéisation (2) et superposé à cette dernière, la partie supérieure du silo comportant une entrée en plusieurs points de matière brute broyée, ladite chambre comportant des orifices équidistants (10) de transfert par gravité ainsi qu'un fond (16) plan et incliné vers une sortie de vidange, couvrant toute sa surface selon un agencement de fluidisation par zones, ensemble caractérisé par le fait qu'il comprend: une dalle de séparation (12) entre le silo et la chambre d'homogénéisation, ladite dalle comportant lesdits orifices de transfert (10), le fond dudit silo comportant un cône (5) à faible pente muni de premiers éléments de fluidisation (6) selon ses génératrices, ainsi qu'une couronne de seconds éléments (11) de fluidisation ; des orifices (15). d'alimentation de la chambre d'homogénéisation disposés à sa partie supérieure, la sortie (17) de ladite chambre étant disposée latéralement à la partie inférieure de cette dernière à la base d'une colonne d'extraction (E) ; une sortie (27) de matière, disposée à la partie supérieure de ladite colonne ; les orifices de transfert (10) de la dalle de séparation pouvant être ouverts séquentiellement avec un temps d'ouverture réglable de chacun desdits orifices, par rapport aux orifices (4) d'alimentation du silo, ouverts simultanément ou séquentiellement.
2. Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de fluidisation sont munis d'un conduit (32) d'entrée d'air monté sur un orifice du fond (31) par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité souple (35) à lèvres (36).
3. Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la colonne d'extraction est munie d'un détecteur de niveau à la hauteur de la sortie (27) et relié aux organes de commande d'extraction du produit homogénéisé.
4. Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la chambre d'homogénéisation présente une hauteur sensiblement égale à son diamètre afin de réduire la puissance nécessaire à l'alimentation en air de fluidisation, assurée de ce fait par des surpresseurs.
5.Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les orifices (10) du fond de silo sont disposés en alternance par rapport aux orifices (4) d'alimentation dudit silo.
6. Ensemble de stockage et d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque orifice (10) du fond de silo est disposé au centre d'un jeu de conduits poreux (11) rayonnants de fluidisation.
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