FR2549820A1

FR2549820A1 - METHOD AND INSTALLATION FOR COOKING FINE-GRAIN MATERIAL, PARTICULARLY FOR FORMING CEMENT CLINKER

Info

Publication number: FR2549820A1
Application number: FR8411852A
Authority: FR
Inventors: Horst Herchenbach; Albrecht Wolter
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-07-30
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1985-02-01
Also published as: DE3327576A1; GB2144529B; DK367284A; DK367284D0; DD224027A5; ATA242284A; JPS6077153A; GB8419160D0; GB2144529A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CUISSON D'UNE MATIERE A GRAINS FINS, NOTAMMENT POUR FORMER DU CLINKER DE CIMENT, QUI EST PRETRAITEE THERMIQUEMENT DANS DES VOIES DE PRECHAUFFAGE SEPAREES PUIS QUI PASSE DANS UNE ZONE DE FORMATION DE CLINKER PUIS DANS UNE ZONE DE REFROIDISSEMENT; UNE VOIE DE PRECHAUFFAGE A, RELIEE AU CONDUIT 1 DE GAZ EFFLUENT 1, EST POURVUE D'UN DISPOSITIF D'AIGUILLAGE 20 SERVANT A DIVISER LE COURANT DE MATIERE EN UN COURANT PARTIEL PASSANT DANS UN PREMIER CONDUIT 21 ABOUTISSANT AU CONDUIT DE GAZ EFFLUENT ET UN SECOND PARTIEL PASSANT DANS UN SECOND CONDUIT 22 ABOUTISSANT A UN ENSEMBLE DE REACTION 13 ASSURANT LA CALCINATION DE LA MATIERE AINSI ECHAUFFEE.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR COOKING A FINE GRAIN MATERIAL, IN PARTICULAR FOR FORMING CEMENT CLINKER, WHICH IS THERMALLY PRE-TREATED IN SEPARATE PREHEATING TRACKS THEN WHICH GOES INTO A CLINKER TRAINING ZONE THEN IN A COOLING ZONE ; A PREHEATING PATH A, CONNECTED TO THE GAS EFFLUENT 1 DUCT 1, IS PROVIDED WITH A SWITCHING DEVICE 20 SERVING TO DIVIDE THE MATERIAL CURRENT INTO A PARTIAL CURRENT PASSING THROUGH A FIRST DUCT 21 ENDING THE GAS EFFLUENT DUCT AND A SECOND PART PASSING INTO A SECOND DUCT 22 LEADING TO A REACTION UNIT 13 ENSURING CALCINATION OF THE MATERIAL THUS HEATED.

Description

La présente invention concerne un procédé et une installation de cuissonThe present invention relates to a cooking method and installation

de matière à grains fins, notamment pour former du clinker de ciment, la matière étant thermiquement pré-traitée dans une zone de préchauffage sous forme de courants séparés et sensiblement parallèles dans des voies séparées de préchauffage, étant ensuite cuite dans une zone de formation de clinker pour constituer du clinker qui est refroidi dans une zone de refroidissement, une des voies de préchauffage étant traversée par le courant de gaz effluent 10 provenant de la zone de formation de clinker tandis que l'autre voie de préchauffage est traversée essentiellement par le courant de gaz de réaction provenant d'une zone de calcination alimentée avec de l'air chaud sortant de la zone of fine-grained material, in particular for forming cement clinker, the material being thermally pre-treated in a preheating zone in the form of separate and substantially parallel streams in separate preheating channels, then being baked in a zone for forming clinker to form clinker which is cooled in a cooling zone, one of the preheating paths being traversed by the stream of effluent gas 10 coming from the clinker formation zone while the other preheating path is traversed essentially by the stream reaction gas from a calcination zone supplied with hot air leaving the zone

de refroidissement, du combustible et de la matière. cooling, fuel and material.

Des procédés et installations du type défini ci-dessus sont connus Le schéma d'une installation correspondante est représenté par exemple dans l'article: "Erfahrungen mit der Vorkalzinierung unter Bericksichtigung Processes and installations of the type defined above are known. The diagram of a corresponding installation is represented for example in the article: "Erfahrungen mit der Vorkalzinierung unter Bericksichtigung

von Ersatzbrennstoffen " paru dans la revue " Zement-Kalk20 Gips " n 5/1979, page 218, figure 12 Dans cette installation, de l'air sortant du refroidisseur et du gaz sortant du four sont utilisés dans deux voies séparées de préchauffage. von Ersatzbrennstoffen "published in the review" Zement-Kalk20 Gips "n 5/1979, page 218, figure 12 In this installation, air leaving the cooler and gas leaving the oven are used in two separate preheating channels.

Il est prévu en aval de la voie de calcination (A) comprenant quatre étages de cyclones un calcinateur qui reçoit 25 l'air de combustion provenant du refroidisseur La voie parallèle (B) passant par le four correspond à un Downstream from the calcination path (A) comprising four stages of cyclones, there is a calciner which receives the combustion air from the cooler. The parallel path (B) passing through the furnace corresponds to a

préchauffeur à cyclones à quatre étages de type classique. Conventional four-stage cyclone preheater.

La farine est répartie à peu près proportionnellement aux quantités de gaz dans les voies de préchauffage de différen30 tes grosseurs Par exemple la voie de calcinateur (A) reçoit environ 62 % de la farine et la voie de four (B) reçoit environ 38 % de la farine Dans le calcinateur passent ensemble les courants de farine provenant du quatrième étage de la voie de four et du troisième étage de la voie de calcinateur En dessous de l'entrée de farine, on injecte de l'huile de chauffage suffisamment pour obtenir une désacidification d'environ 90 % Le gaz effluent et la farine désacidifiée sont évacués du calcinateur et sont ensuite canalisés jusque dans le quatrième étage à cyclone de la voie de calcinateur o ils sont séparés l'un de l'autre. Un avantage de cette structure consiste dans la 5 canalisation séparée des gaz qui permet de régler séparément les deux voies de préchauffage et de modifier la The flour is distributed roughly in proportion to the quantities of gas in the preheating paths of different sizes. For example, the calciner path (A) receives approximately 62% of the flour and the oven path (B) receives approximately 38% of the flour In the calciner pass together the flour streams coming from the fourth stage of the oven track and from the third stage of the calciner track Below the flour inlet, enough heating oil is injected to obtain a about 90% deacidification The effluent gas and the deacidified flour are evacuated from the calciner and are then channeled into the fourth cyclone stage of the calciner path where they are separated from each other. An advantage of this structure consists in the separate gas pipeline which makes it possible to regulate the two preheating channels separately and to modify the

capacité dans une large plage.capacity in a wide range.

On rencontre cependant un autre inconvénient par le fait qu'il parvient dans la voie de préchauffage chauffée 10 par le gaz sortant du réacteur à clinker, avec formation d'un circuit de poussières, une certaine proportion de matière sous forme de poussières, qui a déjà été complètement désacidifiée La proportion de matière qui est canalisée de cette voie de préchauffage jusque dans la zone de 15 calcination possède par conséquent un plus haut degré de désacidification que la proportion de matière provenant de l'autre voie de préchauffage Pour éviter une cuisson excessive, avec l'inconvénient de la formation de dépôts dans la zone de précalcination, l'addition de combustible 20 dans la zone de calcination ne peut par conséquent pas s'effectuer avec la quantité qui serait nécessaire pour obtenir une désacidification aussi continue que possible de la proportion de matière qui a été pré-traitée Another disadvantage is encountered, however, in that it arrives in the preheating path heated by the gas leaving the clinker reactor, with the formation of a dust circuit, a certain proportion of matter in the form of dust, which has already been completely deacidified The proportion of material which is channeled from this preheating path to the calcination zone therefore has a higher degree of deacidification than the proportion of material from the other preheating path To avoid overcooking , with the disadvantage of the formation of deposits in the precalcination zone, the addition of fuel in the calcination zone cannot therefore be carried out with the amount which would be necessary to obtain as continuous deacidification as possible. the proportion of material that has been pre-treated

thermiquement dans la voie de préchauffage recevant de 25 l'air provenant du refroidisseur. thermally in the preheating path receiving air from the cooler.

On rencontre une situation analogue et encore nettement plus délicate en ce qui concerne l'adaptation des degrés de désacidification de courants de matière lorsque des installations, qui ont été conçues initialement avec 30 seulement une voie de préchauffage, doivent faire l'objet d'une augmentation de capacité par un équipement additionnel d'une seconde voie de préchauffage comportant un dispositif de précalcination Souvent dans un tel cas, la sollicitation thermique de la zone de frittage du four tubulaire rotatif ( qui est resté invariant) crée une limitation déterminante en ce qui concerne la capacité En fonction du degré d'augmentation du débit du four, il est nécessaire d'évacuer de l'énergie thermique par une libération de chaleur avant l'entrée dans le four En d'autres termes, l'opération de calcination qui était jusqu'à maintenant effectuée dans le four tubulaire rotatif doit maintenant être transférée dans les parties de l'installation situées avant l'entrée du four. Théoriquement, la calcination complète de toute la matière pourrait être effectuée à l'extérieur du four tubulaire rotatif Pour une proportion d'environ 60 % de la capacité totale de cuisson, on pourrait obtenir une augmen10 tation de production s'élevant jusqu'à 2,5 fois la capacité initiale. En pratique, on a obtenu dans la plupart des cas une augmentation de capacité de production bien plus faible car différents éléments fonctionnels de l'ensemble de 15 l'installation, comme les broyeurs de farine brute, le refroidisseur de clinker ou d'autres composants, et le cas échéant également le marché du produit final, n'autorisent A similar and even more delicate situation is encountered as regards the adaptation of the degrees of deacidification of material streams when installations, which were initially designed with only one preheating path, are to be subjected to capacity increase by additional equipment of a second preheating path comprising a precalcination device Often in such a case, the thermal stress of the sintering zone of the rotary tubular furnace (which has remained invariant) creates a decisive limitation as regards relates to the capacity Depending on the degree of increase in the flow rate of the furnace, it is necessary to evacuate thermal energy by a release of heat before entering the furnace In other words, the calcination operation which was until now carried out in the rotary tubular oven must now be transferred to the parts of the installation located before the entry of the oven. Theoretically, the complete calcination of all the material could be carried out outside the rotary tube furnace. For a proportion of approximately 60% of the total cooking capacity, one could obtain an increase in production of up to 2 , 5 times the initial capacity. In practice, a much smaller increase in production capacity has been obtained in most cases because different functional elements of the whole plant, such as raw flour mills, clinker cooler or other components , and where appropriate also the end product market, do not authorize

pas une augmentation de la production. not an increase in production.

En outre, de fortes augmentations de productivité 20 rendent souvent nécessaires de nombreuses transformations de l'échangeur de chaleur existant et du refroidisseur, ce qui se traduit par des temps d'immobilisation assez longs. Comme on l'a déjà précisé initialement, une difficulté essentielle rencontrée lors de la conception initiale ou ultérieure d'une installation de préchauffage à deux voies consiste à accorder de façon optimale les capacités de précalcination des deux voies Lorsque la disposition géométrique est telle qu'une des voies reçoit 30 essentiellement les gaz sortant du four de la zone à clinker et que l'autre voie reçoit essentiellement de l'air préchauffé provenant du refroidisseur et appelé de l'air tertiaire, on obtient un comportement différent de calcination dans les deux voies, dans le cas ou ces deux voies sont 35 alimentées en combustible en vue de la précalcination: dans la voie parcourue par les gaz sortant du four, le temps de séjour avant l'entrée dans le cyclone séparateur le plus bas est court et la pression de vapeur partielle de C 02 es élevée, dans la voie en parallèle, du fait de l'allongement du parcours de réaction, le temps de séjour est plus long et In addition, large increases in productivity often necessitate numerous transformations of the existing heat exchanger and the cooler, which results in fairly long downtimes. As already stated initially, an essential difficulty encountered during the initial or subsequent design of a two-way preheating installation consists in optimally matching the precalcination capacities of the two channels When the geometrical arrangement is such that one of the channels essentially receives the gases leaving the oven from the clinker zone and the other channel essentially receives preheated air coming from the cooler and called tertiary air, a different calcination behavior is obtained in the two channels, in the case where these two channels are supplied with fuel for precalcination: in the path traveled by the gases leaving the oven, the residence time before entering the lowest separating cyclone is short and the partial vapor pressure of C 02 is high, in the parallel path, due to the lengthening of the reaction path, the residence time is longer and

la pression de vapeur partielle de C 02 est plus faible. the partial vapor pressure of C 02 is lower.

Cela conduit, notamment pour des combustibles brûlant de façon lente comme par exemple du charbon, à ce que la combustion, et par conséquent la transformation de la chaleur en désacidification dans la voie de préchauffage équipée d'un précalcinateur, soient considérablement plus This leads, in particular for fuels which burn slowly, such as for example coal, that the combustion, and consequently the transformation of heat into deacidification in the preheating path equipped with a precalciner, are considerably more

efficaces que dans la voie parcourue par les gaz sortant 10 du réacteur à clinker. efficient than in the path traveled by the gases leaving the clinker reactor 10.

Cependant lorsqu'on introduit du combustible dans cette dernière voie en vue d'obtenir la désacidification additionnelle obligatoirement nécessaire, ce combustible parvient souvent, à cause du court temps de séjour et à 15 cause de la forte pression partielle de C 02, en majeure partie sans avoir réagi dans l'étage à cyclone le plus bas Ce combustible qui n'est pas complètement brûlé ne peut également pas être éliminé sans résidu dans les étages à cyclones supérieurs de sorte qu'une certaine proportion 20 d'oxyde de carbone (CO) parvient dans le système d'épuration électrique de gaz et peut provoquer dans cette zone des incidents très sérieux Notamment lorsqu'il s'établit des circuits de poussières, cela se traduit en outre par une augmentation de la tendance à une cuisson excessive 25 et par conséquent la formation de dépôts perturbant le However, when fuel is introduced in this latter way in order to obtain the obligatory additional deacidification, this fuel often arrives, because of the short residence time and because of the high partial pressure of C 02, for the most part without reacting in the lowest cyclone stage This fuel which is not completely burnt also cannot be removed without residue in the upper cyclone stages so that a certain proportion of carbon monoxide (CO ) reaches the electrical gas cleaning system and can cause very serious incidents in this area. Particularly when dust circuits are established, this also results in an increase in the tendency to overcooking 25 and consequently the formation of deposits disturbing the

fonctionnement de l'installation.operation of the installation.

L'invention a en conséquence pour but, pour éviter les inconvénients précités, d'améliorer un procédé et une installation du type défini cidessus de manière à obtenir, 30 sans risque de formation de CO, de cuisson excessive et de formation de dépôts, un degré de désacidification, pouvant être réglé de la façon la plus uniforme possible, des courants de matière thermiquement pré-traitée et précalcinée passant dans les deux voies parallèles de préchauffage avant 35 leur introduction dans le réacteur à clinker En outre cet objectif doit être obtenu avec des composants aussi peu compliqués que possible et, notamment dans le cas du postéquipement d'une installation de cuïsson existante, avec des The object of the invention is therefore, in order to avoid the abovementioned drawbacks, to improve a method and an installation of the type defined above so as to obtain, without the risk of CO formation, excessive cooking and formation of deposits, degree of deacidification, which can be adjusted as uniformly as possible, of the streams of thermally pre-treated and precalcined material passing through the two parallel preheating paths before their introduction into the clinker reactor Furthermore, this objective must be obtained with components as uncomplicated as possible and, in particular in the case of retrofitting of an existing cooking installation, with

composants simples et faciles à monter. simple and easy to assemble components.

Le problème posé est résolu, avec un procédé du type défini ci-dessus, par le fait que le courant de matière préchauffée dans le courant de gaz sortant de la zone à 5 clinker est divisé dans la zone de préchauffage en deux courants partiels dont l'un est renvoyé dans le courant de gaz sortant de la zone à clinker tandis que l'autre courant partiel est introduit dans la zone de calcination du courant The problem posed is solved, with a method of the type defined above, by the fact that the stream of preheated material in the stream of gas leaving the clinker zone is divided in the preheating zone into two partial streams, the l one is returned to the gas stream leaving the clinker area while the other partial stream is introduced into the current calcination area

parallèle de matière.parallel of matter.

De cette manière, on obtient très avantageusement que, pour augmenter le degré de désacidification dans la voie de préchauffage parcourue par le courant de gaz sortant du réacteur à clinker, on peut se passer d'une introduction de combustible et en outre la quantité prévue de matière 15 peut être augmentée lorsque de la matière est dérivée de la zone de préchauffage et est transférée dans la zone In this way, it is very advantageously obtained that, in order to increase the degree of deacidification in the preheating path traversed by the gas stream leaving the clinker reactor, it is possible to dispense with the introduction of fuel and in addition the planned quantity of material 15 can be increased when material is derived from the preheating zone and is transferred to the zone

de calcination du courant parallèle de matière. of calcination of the parallel stream of material.

Les gaz sortant du four arrivent par conséquent sur une quantité réduite de farine et établissent dans celle-ci un plus haut degré de désacidification alors que, dans la-partie restante de cette voie, toute la quantité du courant de matière est maintenue en vue d'une récupération de la chaleur contenue dans les gaz effluents La partie dérivée de la matière préchauffée provenant de cette voie est soumise, avec la matière préchauffée de la voie parallèle, à une double cuisson dans la zone de calcination et elle est précalcinée en correspondance Cela est favorisé par les conditions plus favorables de brûlage et de calcination qui ont été décrites ci-dessus dans la zone de calcination 30 alimentée principalement en air tertiaire La perte de pression dans la voieparcourue par le gaz effluent n'est alors pratiquement pas augmentée car le travail de remontée de la quantité additionnelle de matière ne doit être effectué que sur une partie inférieure de la voie de préchaufige. 35 Selon un mode de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, il est avantageusement prévu qu'un des courants partiels dérivés rejoigne le courant de matière, préchauffée dans le courant de gaz de réaction, dans la zone de calcination de façon que les courants soient mélangés l'un avec l'autre en suspension et soient calcinés ou précalcinés avec introduction de combustible, et que le courant de matière réduit d'un courant partiel soit calciné 5 ou précalciné sensiblement au même degré dans le courant de The gases leaving the oven consequently arrive on a reduced quantity of flour and establish in it a higher degree of deacidification while, in the remaining part of this path, the whole quantity of the material stream is maintained in order to recovery of the heat contained in the effluent gases The part derived from the preheated material coming from this channel is subjected, with the preheated material from the parallel channel, to a double cooking in the calcination zone and it is precalcined in correspondence. is favored by the more favorable conditions of burning and calcination which have been described above in the calcination zone 30 supplied mainly with tertiary air The pressure loss in the path traveled by the effluent gas is then practically not increased because the work to raise the additional quantity of material should only be carried out on a lower part of the preheating channel. According to an embodiment of the process according to the invention, it is advantageously provided that one of the derived partial streams joins the stream of material, preheated in the stream of reaction gas, in the calcination zone so that the streams are mixed with each other in suspension and are calcined or precalcined with the introduction of fuel, and that the stream of material reduced by a partial stream is calcined or precalcined in substantially the same degree in the stream of

gaz sortant de la zone à clinker On évite ainsi avantageusement une cuisson excessive. gas leaving the clinker zone This advantageously avoids overcooking.

Avantageusement il est en outre prévu que, dans le cas d'un échange de chaleur s'effectuant étage par étage 10 dans la zone de préchauffage, la division du courant de matière, préchauffédans le courant de gaz sortant de la zone à clinker, en courants partiels soit effectuée dans Advantageously, it is further provided that, in the case of a heat exchange taking place stage by stage 10 in the preheating zone, the division of the stream of material, preheated in the stream of gas leaving the zone to be clinked, in partial currents be performed in

l'avant-dernier étage de l'échangeur de chaleur. the penultimate stage of the heat exchanger.

Un avantage très important du procédé conforme à 15 l'invention consiste en ce que, conformément à une autre caractéristique, la proportion quantitative des courants partiels après introduction de la quantité de combustible dans la zone de calcination est réglée de telle sorte que le A very important advantage of the process according to the invention is that, in accordance with another characteristic, the quantitative proportion of the partial streams after introduction of the quantity of fuel into the calcination zone is adjusted so that the

degré de désacidific ation des courants de matière provenant 20 des deux voies de préchauffage soit sensiblement le même. degree of deacidification of the material streams from the two preheating paths is substantially the same.

Ce moyen technique de régulation est caractérisé d'une matière très avantageuse par une simplicité particulière et une bonne souplesse d'application et il est applicable notamment avec un dispositif de régulation automatique. 25 A cet effet, le degré de désacidification tenu pour les différents courants de matière ou courants partiels de matière peut être déterminé d'une manière simple, d'après un principe connu de régulation, en mesurant la température This technical means of regulation is characterized by a very advantageous material by a particular simplicity and a good flexibility of application and it is applicable in particular with an automatic regulation device. To this end, the degree of deacidification held for the different material streams or partial material streams can be determined in a simple manner, according to a known principle of regulation, by measuring the temperature.

dans la matière sortant des voies de préchauffage. in the material leaving the preheating channels.

Le procédé prévoit en outre que, le courant de matière précalcinée dans le courant de gaz sortant de la zone à clinker et le courant restant de matière précalcinée dans le courant de gaz de réaction de la zone de calcination soient introduits respectivement séparément des courants de 35 gaz et suivant des trajets séparés jusque dans la-région d'entrée de la zone à clinker et soient mélangés l'un avec The method further provides that the stream of precalcined material in the gas stream leaving the clinker zone and the remaining stream of precalcined material in the reaction gas stream of the calcining zone are introduced separately from the streams respectively. gas and following separate paths to the entry region of the clinker area and are mixed one with

l'autre dans celle-ci.the other in this one.

Des avantages tout à fait particuliers sont obtenus lors de l'application du procédé à unê installation de cuisson d'une matière à grains fins destinée à former du clinker de ciment, cette installation étant initialement équipée seulement d'une voie de préchauffage et dont la capacité a été augmentée par une disposition additionnelle Very particular advantages are obtained during the application of the method to an installation for baking a fine-grained material intended to form cement clinker, this installation being initially equipped only with a preheating path and the capacity has been increased by an additional provision

en parallèle d'une seconde voie de préchauffage. in parallel with a second preheating channel.

Précisément dans un tel cas d'application, il est d'une importanceessentielle qu'on soit en mesure d'une manière simple d'accorder soigneusement le degré de précalcination et le degré de désacidification des deux courants de matière qui sont préchauffés et précalcinés dans des Precisely in such an application case, it is of essential importance that one is able in a simple way to carefully tune the degree of precalcination and the degree of deacidification of the two streams of material which are preheated and precalcined in of

voies de préchauffage agencées différemment. preheating channels arranged differently.

Une installation de cuisson de matière à grains fins correspondant au procédé décrit ci-dessus et comportant au moins deux voies de préchauffage séparées et essentiellement parallèles dont l'une est reliée au conduit de gaz effluent d'un ensemble à clinker tandis que l'autre est équipée d'un ensemble de réaction servant à la calcination 20 de la matière chauffée et reliée à un conduit d'air chaud de combustion provenant d'un ensemble de refroidissement, est caractérisée en ce qu'il est prévu dans la zone de la voie de préchauffage reliée au conduit de gaz effluent un ensemble de division du courant de matière à partir duquel un premier conduit s'étend jusqu'au conduit de gaz effluent tandis qu'un second conduit s'étend jusqu'à An installation for cooking fine-grained material corresponding to the process described above and comprising at least two separate and essentially parallel preheating channels, one of which is connected to the effluent gas duct of a clinker assembly while the other is equipped with a reaction assembly serving for the calcination of the heated material and connected to a hot combustion air duct coming from a cooling assembly, is characterized in that it is provided in the area of the preheating path connected to the effluent gas pipe a material flow division assembly from which a first pipe extends to the effluent gas pipe while a second pipe extends to

l'ensemble de réaction.the reaction set.

En outre, selon un mode avantageux de réalisation, il est prévu que, dans le cas d'une installation du type 30 défini ci-dessus, dans laquelle l'ensemble de réaction servant à la calcination est agencé sous forme d'une voie de réaction, celle-ci est pourvue d'une longueur telle qu'elle établisse, en fonction de la vitesse d'écoulement prévue pour la suspension de gaz/matière solide la parcourant, un temps 35 de séjour de réaction d'au moins 2 à 4 secondes et que, dans la direction d'écoulement, il soit prévu aussi bien avant l'entrée du courant de matière et du courant partiel qu'également en aval de celle-ci, à chaque fois au moins un Furthermore, according to an advantageous embodiment, it is provided that, in the case of an installation of the type defined above, in which the reaction assembly serving for calcination is arranged in the form of a reaction, this is provided with a length such that it establishes, as a function of the flow velocity provided for the suspension of gas / solid matter traversing it, a reaction residence time of at least 2 to 4 seconds and that, in the direction of flow, it is provided both before the entry of the material stream and the partial stream as well as downstream thereof, each time at least one

dispositif d'introduction de combustible. fuel introduction device.

Avantageusement, le temps de séjour relativement long permet, notamment dans le cas d'un brûlage additionnel avec des combustibles brûlant relativement lentement comme par exemple du charbon granuleux, que la combustion sans flammes ou bien la conversion de la chaleur en désacidification dans l'ensemble de réaction soient très efficaces, sans qu'il existe un risque de cuisson excessive En conséquence, le degré de désacidification pouvant être obtenu est relativement grand et sa possibilité de régulation Advantageously, the relatively long residence time makes it possible, especially in the case of an additional burning with fuels burning relatively slowly such as for example granular coal, that combustion without flames or else the conversion of heat into deacidification on the whole of reaction are very effective, without the risk of overcooking. Consequently, the degree of deacidification that can be obtained is relatively great and its possibility of regulation

ne pose pas de problème.not a problem.

Enfin il est prévu conformément à l'invention une installation dans laquelle on dispose un appareil de mesure de température aussi bien dans le conduit de matièrereliant 15 la voie de préchauffage A au four tubulaire rotatif que dans le conduit de matière reliant la voie de préchauffage Finally, an installation is provided in accordance with the invention in which there is a temperature measuring device both in the material duct connecting the preheating path A to the rotary tubular furnace and in the material duct connecting the preheating path

B au four tubulaire rotatif.B in the rotary tubular oven.

Cet agencement est avantageux en relation avec la structure conforme à l'invention d'un système de préchauffage 20 à double voie et il est important par le fait que dans ce cas on obtient d'une manière peu compliquée la possibilité de déterminer par une mesure des températures des courants de matière le degré correspondant de désacidification en fonction de la mesure des temperatures et d'exploiter 25 cela dans la technique de régulation pour le réglage des proportions quantitatives de matière dans les courants partiels. D'autres particularités, caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la This arrangement is advantageous in relation to the structure according to the invention of a two-way preheating system 20 and it is important that in this case the possibility of determining by measurement is obtained in an uncomplicated manner. temperatures of the material streams the corresponding degree of deacidification as a function of the temperature measurement and to exploit this in the control technique for adjusting the quantitative proportions of material in the partial streams. Other features, characteristics and advantages of the invention will be highlighted in the

description qui va suivre, en référence au dessin unique description which follows, with reference to the single drawing

annexé qui représente un schéma de cette installation. annexed which represents a diagram of this installation.

Comme le montre le dessin, l'installation de traitement thermique d'une matière à grains fins se compose de deux voies d'échange de chaleur A et B par mise en suspen35 sion dans les gaz, qui sont disposées en parallèle l'une par rapport à l'autre La voie d'échange de chaleur A, qui est reliée au conduit de sortie de gaz 1 d'un four tubulaire rotatif 2 servant de four de cuisson, comporte quatre étages séparateurs à cyclones 3, 4, 5 et 6 L'étage séparateur à cyclone 3 placé complètement en haut est agencé sous forme d'un double cyclone Un dispositif 7 sert à introduire de la matière brute ou de la farine brute dans le conduit de gaz 8 reliant l'étage à cyclones 4 avec l'étage à cyclone 3. La voie d'échange de chaleur 8 comporte les étages séparateurs à cyclones 9, 10, 11 et 12 L'étage séparateur 9 complètement supérieur est également agencé sous forme d'un séparateur à double cyclone L'introduction de la matière brute est assurée par un dispositif d'alimentation en matière 7 ' dans le conduit de gaz 8 ' reliant l'étage As the drawing shows, the installation for the heat treatment of a fine-grained material is made up of two heat exchange paths A and B by suspending in gases, which are arranged in parallel one by relative to each other The heat exchange path A, which is connected to the gas outlet pipe 1 of a rotary tubular oven 2 serving as a baking oven, has four cyclone separator stages 3, 4, 5 and 6 The cyclone separator stage 3 placed completely at the top is arranged in the form of a double cyclone A device 7 is used to introduce raw material or raw flour into the gas conduit 8 connecting the cyclone stage 4 with the cyclone stage 3. The heat exchange path 8 comprises the cyclone separator stages 9, 10, 11 and 12 The separator stage 9 completely higher is also arranged in the form of a double cyclone separator The introduction of the raw material is provided by a material feed device 7 'in the c 8 'gas piping connecting the floor

séparateur 10 à l'étage séparateur 9. separator 10 on the separator stage 9.

Il est prévu, du côté-gaz, en amont de l'étage séparateur 12 placé complètement en bas une zone de calcina15 tion se présentant sous la forme d'une voie de réaction 13 agencée en forme d'épingle à cheveux Celle-ci est reliée, par son extrémité d'entrée en considérant la direction d'écoulement au conduit d'air tertiaire 15, qui permet l'introduction d'air chaud et chargé en poussière sortant 20 d'un refroidisseur de matière, non représenté en détail sur le dessin, dans la voie de réaction 13 Par l'intermédiaire d'une liaison additionnelle 16 avec le conduit 1 canalisant les gaz sortant du réacteur à clinker 2, la teneur en gaz de la voie de préchauffage B peut être adaptée à la 25 quantité de matière introduite Avantageusement, une telle régulation d'écoulement de gaz s'effectue sur le côté d'aspiration à l'aide d'un réglage correspondant des ventilateurs de décharge 17 placés à la sortie de la voie de préchauffage A ou bien 17 ' placés à la sortie de la voie de préchauffage 30 B. Dans la zone initiale 18 de la voie de réaction 13 débouche un conduit de matière 14 partant de l'étage séparateur à cyclone 11 Un peu en dessous de ce conduit, il est There is provided, on the gas side, upstream of the separator stage 12 placed completely below a calcination zone in the form of a reaction channel 13 arranged in the form of a hairpin. This is connected by its inlet end considering the direction of flow to the tertiary air duct 15, which allows the introduction of hot air and loaded with dust leaving 20 from a material cooler, not shown in detail on the drawing, in the reaction path 13 By means of an additional connection 16 with the pipe 1 channeling the gases leaving the clinker reactor 2, the gas content of the preheating path B can be adapted to the quantity Advantageously, such a gas flow regulation is carried out on the suction side using a corresponding adjustment of the discharge fans 17 placed at the outlet of the preheating path A or else 17 ′ placed at the exit of the preheating path 30 B. In the initial zone 18 of the reaction pathway 13 opens a material pipe 14 starting from the cyclone separator stage 11 A little below this pipe, it is

prévu un dispositif 19 d'introduction de combustible. provided a device 19 for introducing fuel.

Dans un mode de réalisation de l'installation de cuisson conforme à l'invention, il est prévu en dessous de l'avant-dernier étage séparateur à cyclone 5 un aiguillage de matière 20 De cet aiguillage partent deux conduits 21 et 22 Ceux-ci reçoivent les courants de matière qui sont divisés par l'aiguillage 20 Le conduit 21 introduit un des courants partiels provenant de l'aiguillage 20 dans le conduit de gaz effluent 1, o la matière introduite est 5 désagrégée d'une manière connue par l'écoulement de gaz effluent sous forme d'un nuage de poussières volantes et elle est précalcinée en échange direct de chaleur avec le gaz puis elle est séparée à nouveau du courant de gaz dans l'étage séparateur à cyclone 6 placé complètement en bas 10 et elle est introduite au moyen du conduit 23 dans la chambre d'entrée 24 du four tubulaire rotatif 2 Le conduit de matière 22 partant également de l'aiguillage 20 débouche par contre à l'entrée 18 de la voie de réaction 13, à savoir de préférence directement dans la zone d'embouchure 15 du conduit de matière 14 Les parties de matière entraînées au moyen des conduits 22 et 24 jusque dans la voie de réaction 13 sont alors soumises à un mouvement tourbillonnaire en même temps que le combustible provenant du dispositif d'alimentation 19 sous l'action du courant de gaz ascendant qui contient principalement de l'air tertiaire In one embodiment of the cooking installation in accordance with the invention, there is provided below the penultimate cyclone separator stage 5 a material switch 20 From this switch go two conduits 21 and 22 These receive the material streams which are divided by the switch 20 The pipe 21 introduces one of the partial streams coming from the switch 20 into the effluent gas pipe 1, where the introduced material is disaggregated in a manner known by the effluent gas flow in the form of a cloud of flying dust and it is precalcined in direct heat exchange with the gas then it is again separated from the gas stream in the cyclone separator stage 6 placed completely below 10 and it is introduced by means of the conduit 23 into the inlet chamber 24 of the rotary tubular furnace 2 The material conduit 22 also starting from the switch 20, however, opens at the inlet 18 of the reaction path 13, namely preferably directly t in the mouth area 15 of the material conduit 14 The parts of material entrained by means of the conduits 22 and 24 as far as the reaction path 13 are then subjected to a vortex movement at the same time as the fuel coming from the supply 19 under the action of the rising gas stream which mainly contains tertiary air

et la suspension ainsi formée est soumise à une réaction. and the suspension thus formed is subjected to a reaction.

A des températures d'environ 900 C, la chaleur libérée est convertie en travail de désacidification En fonction de la quantité de combustible introduite, de la température 25 d'entrée de la matière, du temps de séjour et de la pression partielle de C 02, on obtient ainsi un degré de désacidification correspondant par exemple pour un temps de réaction At temperatures of around 900 C, the heat released is converted into deacidification work Depending on the amount of fuel introduced, the material inlet temperature, the residence time and the partial pressure of C 02 , a corresponding degree of deacidification is thus obtained for example for a reaction time

d'environ 2 à 4 secondes.about 2 to 4 seconds.

Le déroulement du procédé conforme à l'invention 30 peut être expliqué comme suit en référence à l'installation décrite ci-dessus: La farine brute introduite dans la voie d'échange de chaleur A au moyen du dispositif d'introduction 7 est amenée en échange direct de chaleur avec du gaz effluent s'écoulant à contre-courant en provenance du four tubulaire rotatif 2 en vue d'un échauffement graduel initialement dans l'étage séparateur à cyclone 3 placé complètement en haut, après un premier échauffement, puis elle est introduite dans le conduit de gaz reliant le troisième étage séparateur à cyclone 5 avec le second étage séparateur à cyclone 4 et elle est alors préchauffée à un second niveau de température en même temps que se déroule le processus de séparation dans le second étage séparateur à cyclone 4, puis le processus correspondant se répète dans l'étage suivant La farine brute ainsi pré- traitée thermiquement est à nouveau séparée du courant de gaz dans le troisième étage séparateur à cyclone 5 et elle parvient à l'aiguillage de répartition de 10 matière 20 Dans celui-ci, le courant de matière est divisé, en correspondance à la position de l'aiguillage, en deux The progress of the process according to the invention can be explained as follows with reference to the installation described above: The raw flour introduced into the heat exchange path A by means of the introduction device 7 is brought into direct heat exchange with effluent gas flowing against the current from the rotary tubular furnace 2 for gradual heating initially in the cyclone separator stage 3 placed completely above, after a first heating, then it is introduced into the gas pipe connecting the third cyclone separator stage 5 with the second cyclone separator stage 4 and it is then preheated to a second temperature level at the same time as the separation process takes place in the second separator stage cyclone 4, then the corresponding process is repeated in the next stage The raw flour thus pretreated thermally is again separated from the gas stream in the third separator stage to cyclone 5 and it arrives at the material distribution switch 10 In this, the material stream is divided, corresponding to the position of the switch, in two

courants partiels quantitativement identiques ou différents. quantitatively identical or different partial currents.

Un de ces courants partiels passe dans le conduit 1, qui est parcouru par le courant de gaz sortant du four tubulaire 15 rotatif 2 Les gaz provenant du four arrivent dans une plage de températures par exemple de l'ordre de grandeur de l OOOC sur une quantité de farine relativement faible et ils provoquent dans celle-ci, par suite de l'équilibre de température s'établissant relativement fortement, un degré 20 de désacidification relativement plus élevé que cela serait possible avec une quantité de farine plus importante La matière du courant partiel ainsi précalcinée subit une calcination complémentaire dans la colonne montante aboutissant au dernier étage séparateur à cyclones '6 o il se produit un 25 dernier échange de chaleur et une poursuite de la réaction et, après séparation par rapport au courant de gaz, elle est transférée au moyen du conduit descendant 23 jusqu'à la tête d'entrée 24 du four Du fait de la liaison 16 établie entre le conduit de gaz effluent 1 et la voie de réaction 13, dans 30 laquelle il s'établit une vitesse réglable de gaz avec un réglage correspondant des deux ventilateurs de décharge 17, 17 ', on empêche efficacement la formation de circuits perturbateurs de poussières dans cette zone Du fait que, au-dessus de cette liaison 16, de la matière pré-traitée thermiquement 35 à un niveau de température relativement faible, par exemple de 7000 C, est introduite au moyen du tuyau 22 en provenance de l'aiguillage 20, on évite une cuisson excessive des poussières se mélangeant au nuage de poudre Le combustible introduit au moyen du dispositif d'alimentation 19 est intimement mélangé dans cette zone avec l'air de combustion, le gaz et la matière pour former une suspension homogène et on établit ainsi un système idéal de réaction Conformé5 ment à l'invention, on peut introduire dans celui-ci, sur le complément de trajet reliant la voie de réaction 13 à d'autres zones placées en aval, par exemple aux zones 25 et 26, respectivement une quantité additionnelle de combustible dosé Il est ainsi possible de maintenir un déroulement relativement constant du processus de réaction sur de larges One of these partial streams passes through the duct 1, which is traversed by the stream of gas leaving the rotary tubular furnace 2 The gases coming from the furnace arrive in a temperature range for example of the order of magnitude of the OOOC over a relatively small quantity of flour and they cause therein, as a result of the relatively strongly established temperature equilibrium, a relatively higher degree of deacidification than would be possible with a greater quantity of flour partial thus precalcined undergoes a further calcination in the riser leading to the last cyclone separator stage '6 where there is a final heat exchange and a continuation of the reaction and, after separation from the gas stream, it is transferred by means of the descending conduit 23 to the inlet head 24 of the furnace Due to the connection 16 established between the effluent gas conduit 1 and the reaction path on 13, in which an adjustable gas speed is established with a corresponding setting of the two discharge fans 17, 17 ′, the formation of dust-disturbing circuits in this area is effectively prevented Because, above this connection 16, of the pre-heat treated material 35 at a relatively low temperature level, for example of 7000 C, is introduced by means of the pipe 22 coming from the switch 20, an excessive cooking of the mixing dust is avoided in the powder cloud The fuel introduced by means of the supply device 19 is intimately mixed in this zone with the combustion air, the gas and the material to form a homogeneous suspension and an ideal reaction system is thus established. the invention, it is possible to introduce into it, on the additional path connecting the reaction path 13 to other zones located downstream, for example to zones 25 and 26, respectively an additional amount. dosed fuel It is thus possible to maintain a relatively constant course of the reaction process over large

parties de la voie de réaction 13.parts of the reaction path 13.

En pratique, il s'est avéré surprenant qu'il soit possible grâce à l'invention de se passer d'une introduction de combustible par exemple dans le conduit 1 de la voie A tout en pouvant introduire la quantité prévue de farine dans cet échangeur de chaleur, lorsqu'on introduit dans la voie de réaction 13 un courant partiel prélevé sur la farine placée dans l'avant-dernier cyclone inférieur 5 Ainsi la régulation de l'installation opérant conformément au procédé selon l'invention est effectuée d'une manière simple par le fait qu'on règle dans l'aiguillage de matière 20 une proportion de répartition des courants partiels qui est telle que le courant partiel introduit dans le courant de gaz effluent possède, à l'entrée dans le four, précisément le degré de désacidification qui correspond au total à la partie soumise à une double cuisson A cet égard, le degré de désacidification est réglé dans l'autre voie approximativement à la In practice, it has turned out to be surprising that it is possible, thanks to the invention, to dispense with the introduction of fuel, for example into line 1 of track A, while being able to introduce the planned quantity of flour into this exchanger. of heat, when a partial current taken from the flour placed in the penultimate lower cyclone is introduced into the reaction path 13. Thus the regulation of the installation operating according to the process according to the invention is carried out in a simple manner by the fact that a proportion of distribution of the partial streams is adjusted in the material switch 20 which is such that the partial stream introduced into the stream of effluent gas has, precisely on entering the furnace, the degree deacidification which corresponds to the total to the part subjected to a double cooking In this respect, the degree of deacidification is adjusted in the other way approximately at the

même valeur.same value.

Au total, on obtient avec le procédé conforme à 30 l'invention et avec l'installation agencée comme prévu à cet égard, des avantages importants et également on empêche en toute sécurité le risque de surchauffe et par conséquent In total, significant advantages are obtained with the process according to the invention and with the installation arranged as intended, and also the risk of overheating is prevented safely, and consequently

de formation de dépôts dans la voie de réaction 13. formation of deposits in the reaction path 13.

Du fait que grâce à l'invention on évite une introduction de combustible dans la partie A qui n'est pas pourvue d'une voie de réaction et cela est valable notamment dans le cas de transformation d'une installation ancienne de cuisson à une voie en une installation moderne à deux voies de capacité plus forte on évite le risque The fact that thanks to the invention avoids the introduction of fuel into part A which is not provided with a reaction path and this is particularly valid in the case of conversion of an old cooking installation to a path in a modern installation with two lanes of higher capacity the risk is avoided

d'augmentation de la proportion de CO dans les gaz effluents. increase in the proportion of CO in the effluent gases.

Un autre avantage très important consiste à cet égard dans la simplification de la régulation du degré de désacidification qui doit exister dans chaque voie et à cet effet il suffit d'utiliser comme moyen auxiliaire un aiguillage de matière 20 réglable comportant à sa sortie les Another very important advantage consists in this respect in the simplification of the regulation of the degree of deacidification which must exist in each channel and for this purpose it suffices to use as auxiliary means an adjustable material switch comprising at its outlet the

conduits de matière 21 et 22.material conduits 21 and 22.

Avec un agencement correspondant du dispositif de 10 mesure et de régulation qui existe dans presque toutes les installations modernes et qui coopère avec une unité de régulation, on obtient, par une mesure des températures de matière, qui peuvent être déterminées sans difficulté pour le degré de désacidification correspondant, par exemple dans 15 les conduits de matière 23 et 327, des possibilités non compliquées de réglage des degrés correspondants de désacidification au moyen d'une manoeuvre de l'aiguillage de matière 20. Par suite de cette simple possibilité de régulation, 20 il est possible d'utiliser de façon optimale l'installation jusqu'à la limite de capacité, notamment du four tubulaire rotatif 2 et également des deux voies d'échange de chaleur A et B. Dans le cas d'une modification ultérieure d'une 25 installation de cuisson existante, on obtient en outre des temps extrêmement courts d'immobilisation pour un montage correspondant. Ainsi le procédé et l'installation correspondante With a corresponding arrangement of the measuring and regulating device which exists in almost all modern installations and which cooperates with a regulating unit, one obtains, by a measurement of the material temperatures, which can be determined without difficulty for the degree of corresponding deacidification, for example in the material conduits 23 and 327, uncomplicated possibilities of adjusting the corresponding degrees of deacidification by means of an operation of the material switch 20. As a result of this simple possibility of regulation, it is possible to optimally use the installation up to the capacity limit, in particular of the rotary tubular oven 2 and also of the two heat exchange paths A and B. In the event of a subsequent modification of In addition to an existing cooking installation, extremely short downtimes are obtained for a corresponding assembly. Thus the process and the corresponding installation

conformes à l'invention résolvent d'une manière idéale le 30 problè-me défini ci-dessus. in accordance with the invention ideally solve the problem defined above.

Claims

1 Process for baking fine-grained material, in particular for forming cement clinker, the material being thermally pre-treated in a preheating zone in the form of separate streams and substantially parallel in separate preheating channels, then being baked in a clinker formation zone to form clinker which is cooled in a cooling zone, one of the preheating paths being traversed by the stream of effluent gas coming from the clinker formation zone while the other preheating path is traversed essentially by the flow of reaction gas from a calcination zone supplied with hot air leaving the cooling zone, fuel and material,

15 characterized in that the stream of preheated material in the gas stream leaving the clinker zone is divided in the region of the preheating zone into two partial streams, one of which is returned to the gas stream leaving the zone to be clinked clinker while the other partial current is introduced into the calcination zone of the parallel current

matter.

2 Method according to claim 1, characterized in that one of the partial derivative streams is recombined with the material stream, preheated in the reaction gas stream, in the calcination zone, the two streams are mixed with one other in the form of a suspension in the reaction gas stream and they are calcined or precalcined with the introduction of fuel, and in that the reduced material stream of a partial stream is calcined or precalcified to substantially the same degree in the

gas flow leaving the clinker area.

3 Method according to one of claims 1 or 2,

characterized in that, in the case of a heat exchange taking place stage by stage in the preheating zone, the division of the stream of material, preheated & in the gas stream leaving the zone to be clinked, into partial streams is performed in the penultimate exchange stage

heat.

254982 O

4 Method according to one of claims 1 to 3,

characterized in that the quantitative proportion of the partial streams is adjusted as a function of the amount of fuel added to the calcination zone so that the degree of deacidification of the material streams from the two preheating paths is substantially the same.

Method according to one of claims 1 to 4,

characterized in that on the one hand the part of heat pre-treated material in the gas stream leaving the zone to be clinked and on the other hand the part of heat pre-treated material in the reaction gas stream of the calcination zones are respectively separated from the gas streams and are introduced by conduits

separated in the entry region of the clinker area and are mixed together therein.

6 Method according to one of claims 1 to 5,

characterized in that it is applied to an installation for baking a fine-grained material in the form of a cement clinker, this installation being initially equipped only with a preheating path and its capacity for

production having been increased by an additional arrangement in parallel with a second preheating channel.

7 Installation for baking grain material

fine, in particular for forming cement clinker, corresponding to the process according to one of Claims 1 to 6,

comprising at least two separate and essentially parallel preheating channels, one of which is connected to the gas outlet duct of a clinker assembly while the other is equipped with a reaction assembly for calcining the heated material and connected to a hot combustion air duct coming from a cooling assembly, characterized in that it is provided in the area of the preheating path (A) connected to the effluent gas duct (1) a assembly (20) for dividing the stream of material and from which a first conduit (21) terminates in the effluent gas conduit (1) and a second conduit (22)

leads to the reaction assembly (13).

8 Installation according to claim 7, wherein the reaction assembly for calcination is arranged in the form of a reaction path, characterized in that the reaction path (13) is provided with a length which establishes, in as a function of the flow velocity expected for the gas / solid suspension passing therethrough, a reaction residence time of at least two to four seconds and as provided, considering the flow direction also well upstream of the entry of the partial stream of material than also downstream of it,

respectively at least one device (19, 25, 26) for introducing fuel.

9 Installation according to one of claims 7 and 8,

characterized in that it is provided both in the material duct 15 (23) connecting the preheating path (A) to the rotary tubular furnace (2) as in the material duct (27) connecting the preheating path (B ) in the rotary tube furnace (2) respectively a device for measuring

temperature (28, 29).