FR2716390A1

FR2716390A1 - Method of preventing explosions in grinder

Info

Publication number: FR2716390A1
Application number: FR9401858A
Authority: FR
Inventors: Rene E Bertho
Original assignee: FERRAILLES CIE FSE
Current assignee: FERRAILLES CIE FSE
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-25
Anticipated expiration: 2014-02-18
Also published as: FR2716390B1

Abstract

The process creates an atmosphere saturated with water, extending throughout an air suction flow carrying the powdered product of the grinder. The atmosphere contains between 90 and 95 percent water relative to its saturation point, in the form of a mist consisting of very fine droplets of water. Typically the mist contains between 10g and 40g of water per cubic metre of air. A water spray (13) is located at the outlet of the grinder (1), controlled by a regulating system (16) which measures and adjusts the level of relative humidity in the air suction flow (2) at the outlet of the assembly.

Description

La présente invention concerne un perfectionnement destiné à minimiser les risques d'explosions dans les installations de broyage. The present invention relates to an improvement intended to minimize the risks of explosions in grinding installations.

Les risques d'explosions accidentelles lors des opérations industrielles mettant en oeuvre des matériaux pulvérulents est connu de longue date. Ce risque s'est notablement accru avec le développement de l'industrialisation et touche toutes les installations industrielles où sont générées des poussières au moins partiellement combustibles. Cest le cas, en particulier, des installations de broyage industriel, et plus particulièrement des installations de broyage des épaves d'automobiles auxquelles s'adressent tout particulièrement l'invention sans toutefois être limitée aux installations de broyage de cette catégorie puisqu'en fait elle s'applique à toutes les installations de broyage de produits non putrescibles dans les conditions de sa mise en oeuvre. The risks of accidental explosions during industrial operations using pulverulent materials has been known for a long time. This risk has increased significantly with the development of industrialization and affects all industrial installations where dust is generated which is at least partially combustible. This is the case, in particular, of industrial grinding installations, and more particularly of installations for crushing automobile wrecks to which the invention is particularly directed, without however being limited to grinding installations of this category since in fact it applies to all installations for grinding non-putrescible products under the conditions of its implementation.

Différentes études ont été consacrées à l'estimation des risques d'explosions accidentelles dans les installations mettant en oeuvre des matériaux pulvérulents plus ou moins combustibles. On citera en particulier une étude récente effectuée par l'INERIS, publiée dans Sciences et
Techniques, n- 2, Mars 1993, pages 11-22 et intitulée "Explosion de poussières-Estimation du Risque (JP Pineau, C.Proust, G.Ronchail).Various studies have been devoted to estimating the risks of accidental explosions in installations using more or less combustible powder materials. We can cite in particular a recent study carried out by INERIS, published in Sciences et
Techniques, n- 2, March 1993, pages 11-22 and entitled "Dust explosion-Risk assessment (JP Pineau, C.Proust, G.Ronchail).

Cette étude de synthèse présente en particulier les différentes méthodes de caractérisation d'un danger d'inflammation permettant de définir des moyens de prévention et souligne l'importance des effets en se référant aux moyens de caractérisation des surpressions maximales obtenues et de la rapidité du phénomène d'explosion. This summary study presents in particular the different methods of characterizing a danger of inflammation, making it possible to define means of prevention and stresses the importance of the effects by referring to the means of characterizing the maximum overpressures obtained and the speed of the phenomenon. explosion.

Le risque d'explosion est une des préoccupations majeures des responsables d'installations industrielles dans lesquelles sont générés ou mis en oeuvre des matériaux pulvérulents plus ou moins combustibles. En effet il est connu qu'à la suite d'un premier phénomène dit d' "explosion primaire" provenant de l'inflammation de matières combustibles et de la propagation de cette inflammation aux particules avoisinnantes il peut y avoir une brusque surchauffe dans l'air et des turbulences qui soulèvent un nuage de poussière conduisant à un phénomène dit d' "explosion secondaire" des plus redoutables. The risk of explosion is one of the major concerns of those responsible for industrial installations in which more or less combustible pulverulent materials are generated or used. Indeed it is known that following a first phenomenon called "primary explosion" resulting from the ignition of combustible materials and the propagation of this inflammation to neighboring particles there can be a sudden overheating in the air and turbulence which raise a cloud of dust leading to a phenomenon known as "secondary explosion" of the most formidable.

La demanderesse s'est particulièrement penchée sur les problèmes liés aux risques d'explosions secondaires. Elle a, par ailleurs, constaté que les risques d'explosions secondaires dans les installations de broyage sont considérablement diminués lorsque le temps est humide. C'est cette constatation qui l'a conduite à proposer une solution qui, pour la première fois, permet d'apporter une solution réellement efficace à ce type de problème. The applicant has particularly examined the problems linked to the risks of secondary explosions. It also noted that the risks of secondary explosions in the grinding plants are considerably reduced when the weather is wet. It is this observation which led her to propose a solution which, for the first time, makes it possible to bring a really effective solution to this type of problem.

La solution proposée présente l'avantage d'être particulièrement simple dans sa réalisation. The proposed solution has the advantage of being particularly simple in its implementation.

Elle est en outre adaptable facilement à toutes les installations de broyage industriel existantes. It is also easily adaptable to all existing industrial grinding installations.

Elle permet en outre, dans certains cas, des simplifications de l'installation. It also allows, in certain cases, simplifications of the installation.

Elle permet, non seulement de limiter le risque d'explosion ce qui est extrêmement avantageux, tant sur le plan humain que matériel, mais elle présente en outre de grands avantages pour l'environnement en diminuant le taux des rejets de fines poussières par les cheminées de l'installation. It not only limits the risk of explosion, which is extremely advantageous, both from a human and material point of view, but it also has great advantages for the environment by reducing the rate of discharge of fine dust from chimneys. of the installation.

Plus précisément, selon l'une de ses caractéristiques essentielles, l'invention concerne un perfectionnement destiné à limiter les risques d'explosions de poussières dans les installations de broyage consistant à créer une atmosphère contenant 70 à 100 % d'eau par rapport à la saturation dans toute la zone d'aspiration directe de l'air contenant des matières pulvérulentes, située en aval du broyeur. More precisely, according to one of its essential characteristics, the invention relates to an improvement intended to limit the risks of dust explosions in the grinding installations consisting in creating an atmosphere containing 70 to 100% of water relative to the saturation throughout the direct suction area of the air containing pulverulent materials, located downstream of the mill.

Selon une variante avantageuse, la teneur en eau dans ladite atmosphère sera supérieure à 90 % et de préférence comprise entre 90 et 95 %. According to an advantageous variant, the water content in said atmosphere will be greater than 90% and preferably between 90 and 95%.

Pour obtenir une efficacité maximum, I'atmosphère humide réalisée dans la partie en aval du broyeur est sous forme d'un brouillard constitué de fines gouttelettes d'eau et obtenu notamment par atomisation ou vaporisation d'eau dans ladite atmosphère. To obtain maximum efficiency, the humid atmosphere produced in the downstream part of the mill is in the form of a mist consisting of fine water droplets and obtained in particular by atomization or vaporization of water in said atmosphere.

La quantité d'eau à injecter dans l'atmosphère de la partie en aval du broyeur où se trouvent les particules pulvérulentes broyées à la dimension voulue est choisie de façon à réaliser le degré d'humidité souhaité dans cette
atmosphère, tout en restant à un taux d'humidité inférieur au point de rosée à la température ambiante dans cette atmosphère.The quantity of water to be injected into the atmosphere of the downstream part of the mill where the pulverulent particles ground to the desired size are found is chosen so as to achieve the desired degree of humidity in this
atmosphere, while remaining at a humidity level below the dew point at room temperature in this atmosphere.

Cette quantité d'eau est avantageusement choisie dans la gamme comprise entre 10 et 40 g d'eau par m3 d'air. This amount of water is advantageously chosen from the range between 10 and 40 g of water per m3 of air.

Selon un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation du perfectionnement décrit ci-dessus pour éviter les risques d'explosions de poussières dans toute installation mettant en oeuvre un procédé comprenant une étape de broyage de matières non putrescibles. According to another aspect, the invention relates to the use of the improvement described above to avoid the risks of dust explosions in any installation implementing a process comprising a step of grinding non-putrescible materials.

Elle concerne plus particulièrement, sans toutefois y être limitée, les installations de broyage d'épaves automobiles. It more particularly relates to, but is not limited to, installations for the grinding of automobile wrecks.

Dans de telles installations de broyage, l'étape de broyage est généralement suivie de différentes étapes ultérieures de séparation de la matière broyée. De telles étapes comprennent en particulier des étapes de tri de la matière broyée, en fonction de la nature et/ou de la granulométrie des produits broyés. In such grinding plants, the grinding stage is generally followed by various subsequent stages of separation of the ground material. Such steps include in particular steps for sorting the ground material, depending on the nature and / or the particle size of the ground products.

Selon un autre aspect, l'invention concerne des installations mettant en oeuvre le perfectionnement de l'invention. According to another aspect, the invention relates to installations implementing the improvement of the invention.

Ces installations comprennent notamment des moyens de pulvérisation d'eau à la sortie du broyeur et des moyens de contrôle du taux d'humidité relative régnant dans le circuit d'aspiration direct de l'air à la sortie du broyeur, en vue de la régulation dudit taux à la valeur souhaitée. These installations include in particular means for spraying water at the outlet of the mill and means for controlling the relative humidity prevailing in the direct air suction circuit at the outlet of the mill, for the purpose of regulating from said rate to the desired value.

L'invention sera mieux comprise au vu de la description ci-dessous faite au regard des figures 1 à 3 jointes en annexes. The invention will be better understood in view of the description below made with reference to Figures 1 to 3 appended in the appendices.

La figure 1 représente schématiquement une installation de broyage et de séparation des particules broyées en fonction de leur nature et de leur granulométrie. FIG. 1 schematically represents an installation for grinding and separating the ground particles according to their nature and their particle size.

La figure 2 représente plus en détail une partie essentielle de l'installation de broyage constituée par le broyeur. Figure 2 shows in more detail an essential part of the grinding installation constituted by the grinder.

La figure 3 représente un diagramme dit de MOLLIER permettant de relier le poids de vapeur d'eau contenue dans 1 m3 d'air au pourcentage d'humidité relative par rapport à la saturation de l'air en fonction de la température. Sur ce diagramme, on a représenté en traits plus gras les courbes correspondant d'une part au taux d'humidité relative moyenne en
France, de l'ordre de 60 %, d'autre part, celle particulièrement recherchée selon l'invention supérieure à 90 %.FIG. 3 represents a so-called MOLLIER diagram making it possible to relate the weight of water vapor contained in 1 m3 of air to the percentage of relative humidity with respect to the saturation of the air as a function of the temperature. In this diagram, the lines corresponding on the one hand to the average relative humidity rate in
France, of the order of 60%, on the other hand, that particularly sought after according to the invention greater than 90%.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une ligne de broyage et séparation des particules broyées, plus particulièrement adaptée au broyage des épaves d'automobiles. La figure 2 représente plus en détail le broyeur de l'installation représentée à la figure 1. In Figure 1, there is shown schematically a grinding line and separation of the ground particles, more particularly suitable for the grinding of automobile wrecks. Figure 2 shows in more detail the mill of the installation shown in Figure 1.

Sur ces deux figures, il apparaît que les dispositifs permettant la réalisation de l'invention sont très aisément adaptés à une installation classique de broyage. In these two figures, it appears that the devices allowing the implementation of the invention are very easily adapted to a conventional grinding installation.

En effet, comme cela apparaît clairement dans les figures 1 et 2, la ligne de broyage est constituée des éléments classiques d'une installation de broyage et il s'y ajoute simplement les éléments permettant d'imposer et de réguler le taux d'humidité voulue dans la partie de l'installation classiquement la plus sujette aux risques d'explosions secondaires. Indeed, as clearly appears in FIGS. 1 and 2, the grinding line consists of the conventional elements of a grinding installation and there are simply added to it the elements making it possible to impose and regulate the humidity rate. wanted in the part of the installation conventionally the most subject to the risks of secondary explosions.

Plus précisément, comme cela apparaît en référence aux figures 1 et 2, la ligne de broyage représentée est constituée des éléments suivants: - un broyeur 1, représenté plus en détail sur la figure 2 où il apparaît que la
matière à broyer, dans le cas présent, une épave de voiture, est introduite
entre deux cylindres 21 tournant à des vitesses différentielles. Ces
cylindres compressent la matière à broyer et l'amènent au niveau du
broyeur 1. Ce dernier est un cylindre à marteaux 22 tournant à une vitesse
d'environ 600 tours min-l et entrainé par un moteur. La matière est happée
par les marteaux et déchiquetée au passage d'une enclume fixe 23. Elle est
ensuite éjectée sous l'effet de la vitesse vers une grille 24. Celle-ci laisse
passer des particules à granulométrie bien définie.More specifically, as appears with reference to Figures 1 and 2, the grinding line shown consists of the following elements: - a grinder 1, shown in more detail in Figure 2 where it appears that the
material to be ground, in this case a car wreck is introduced
between two cylinders 21 rotating at differential speeds. These
cylinders compress the material to be ground and bring it to the level of the
crusher 1. The latter is a hammer cylinder 22 rotating at a speed
about 600 rpm and driven by a motor. The material is caught
by hammers and shredded to the passage of a fixed anvil 23. It is
then ejected under the effect of speed towards a grid 24. This leaves
pass particles with well defined particle size.

- un circuit d'aspiration 2 permettant d'aspirer directement l'air à la sortie du
broyeur et de l'amener vers un dispostif de séparation 3 constitué
avantageusement d'un cylindre. Ce conduit sert essentiellement à évacuer
l'air produit par le rotor. Toutefois des poussières se trouvent également
aspirées et, ce sont elles, qui sont les plus susceptibles de générer des
explosions secondaires dans les installations classiques. Cest donc sur
cette partie de l'installation que l'invention propose de créer une
atmosphère d'humidité relative contrôlée comme cela ressort de la
description qui suit. - a suction circuit 2 allowing direct suction of the air at the outlet of the
grinder and bring it to a separation device 3 consisting
advantageously of a cylinder. This conduit essentially serves to evacuate
the air produced by the rotor. However, dust is also found
sucked in and are the ones most likely to generate
secondary explosions in conventional installations. So it's on
this part of the installation that the invention proposes to create a
controlled relative humidity atmosphere as shown in the
description which follows.

- des moyens de transport 8, 9 et de séparation 10 des particules broyées.- Transport means 8, 9 and separation 10 of the ground particles.

La matière constituée des particules les plus lourdes non aspirées dans le
circuit 3 est transportée par l'intermédiaire d'un dispositif vibrant 5 et d'un
système convoyeur 9 situés à la sortie du broyeur.The material consisting of the heaviest particles not sucked into the
circuit 3 is transported via a vibrating device 5 and a
conveyor system 9 located at the outlet of the mill.

- des moyens de séparation 10 des particules lourdes permettant de séparer
les particules métalliques des particules non métalliques (stériles) qui sont
elles-mêmes aspirées à leur tour dans le circuit 12 vers le dispositif de
séparation 3.- means 10 for separating heavy particles making it possible to separate
metallic particles of non-metallic (sterile) particles which are
themselves in turn sucked into the circuit 12 to the
separation 3.

Le dispositif 10 est avantageusement constitué d'un séparateur rotatif. The device 10 advantageously consists of a rotary separator.

Les particules métalliques sortant du séparateur rotatif, selon la flèche en
11, sont ensuite, le cas échéant, soumises à différentes étapes de séparation
non représentées destinées, en particulier, à séparer les particules ferreuses
des non-ferreuses.The metallic particles leaving the rotary separator, according to the arrow in
11, are then, if necessary, subjected to different separation steps
not shown intended, in particular, to separate ferrous particles
non-ferrous.

- des moyens de récupération 4 des stériles à la sortie du séparateur 3.means 4 for recovering the waste rock at the outlet of the separator 3.

Les moyens 4 sont avantageusement constitués d'une trémie de réception
reliée à un distributeur rotatif 5, permettant de contrôler le débit de
matière, et lui-même relié à des dispositifs 6 de transport et 7 de stockage
L'installation décrite aux figures 1 et 2 comprend en outre et, c'est ce qui créé l'originalité de l'invention, des moyens permettant d'introduire l'eau sous forme de fines gouttelettes à la sortie du broyeur de façon à créer une atmosphère contenant le degré d'humidité souhaitée dans tout le circuit 2 d'aspiration directe de l'air à la sortie du broyeur. Elle comprend, en outre, des moyens destinés à réguler et à contrôler ce taux d'humidité.The means 4 advantageously consist of a receiving hopper
connected to a rotary distributor 5, making it possible to control the flow of
material, and itself connected to transport and storage devices 6
The installation described in FIGS. 1 and 2 further comprises, and this is what creates the originality of the invention, means making it possible to introduce water in the form of fine droplets at the outlet of the mill so as to create an atmosphere containing the desired degree of humidity throughout the circuit 2 for direct air suction at the outlet of the mill. It further comprises means for regulating and controlling this humidity level.

En référence aux figures 1 et 2, ces moyens sont constitués par les dispositifs 13 d'injection de vapeur sous haute pression à la sortie du broyeur 1. With reference to FIGS. 1 and 2, these means consist of devices 13 for injecting steam under high pressure at the outlet of the mill 1.

Ces dispositifs 13 sont avantageusement constitués de buses destinées à injecter la quantité désirée d'eau produite par une pompe de surpression d'eau (non représentée), de façon à créer dans le circuit 2 une sorte de brouillard. These devices 13 advantageously consist of nozzles intended to inject the desired quantity of water produced by a water booster pump (not shown), so as to create in the circuit 2 a kind of mist.

Le nombre de buses utilisées et le débit de chacune sont déterminés en fonction de la quantitué d'eau à injecter. The number of nozzles used and the flow rate of each are determined according to the quantity of water to be injected.

Par ailleurs, le contrôle du taux d'humidité dans le circuit 2 est avantageusement fait en contrôlant indirectement le taux d'humidité de l'air rejeté par l'ensemble de l'installation en plaçant une sonde d'humidité 14 sur le circuit d'échappement de l'ensemble de l'installation. Furthermore, the control of the humidity level in circuit 2 is advantageously done by indirectly controlling the humidity level of the air rejected by the entire installation by placing a humidity probe 14 on the circuit d exhaust of the entire installation.

Les débits d'air sont contrôlés classiquement dans l'ensemble de l'installation et réglés par l'intermédiaire du ventilateur 15. The air flows are conventionally controlled throughout the installation and regulated by means of the fan 15.

En effet, il est bien connu de l'homme du métier qu'il existe des abaques dites diagramme de MOLLIER représentées figure 3 qui permettent de relier le poids de vapeur d'eau par volume d'air au pourcentage d'humidité relative de l'air en fonction de la température. In fact, it is well known to those skilled in the art that there are abacuses known as the MOLLIER diagram shown in FIG. 3 which make it possible to relate the weight of water vapor by volume of air to the percentage of relative humidity of l air as a function of temperature.

Le pourcentage d'humidité relative donné par la sonde d'humidité 14 pourra donc être directement relié au taux d'humidité dans le circuit d'évacuation où se trouve cette jauge. La connaissance des débits d'air dans cette zone ainsi que dans le circuit 2 permettra d'accéder aisément à la détermination du taux humidité relative dans le circuit 2. The percentage of relative humidity given by the humidity probe 14 can therefore be directly linked to the humidity level in the evacuation circuit where this gauge is located. Knowledge of the air flow rates in this zone as well as in circuit 2 will allow easy access to the determination of the relative humidity rate in circuit 2.

Ainsi le contrôle du taux d'humidité au moyen de la jauge d'humidité 14 permettra de connaître le taux d'humidité dans le circuit 2. Ce taux pourra alors être contrôlé et régulé en jouant sur le débit des buses qui seront avantageusement équipées d'électrovannes 16 de façon à pouvoir commander depuis la cabine du broyeur le fonctionnement du groupe de surpression produisant l'eau en fonction du degré hygrométrique et de la température. Thus, controlling the humidity level by means of the humidity gauge 14 will make it possible to know the humidity level in circuit 2. This rate can then be controlled and regulated by adjusting the flow rate of the nozzles which will advantageously be equipped with solenoid valves 16 so as to be able to control from the mill cabin the operation of the booster group producing water as a function of the hygrometric degree and the temperature.

Dans la description ci-dessus faite au regard de la figure 1, on a décrit le perfectionnement selon l'invention dans le cas où il est appliqué à une installation classique de broyage et séparation à sec. In the above description given with regard to FIG. 1, the improvement according to the invention has been described in the case where it is applied to a conventional grinding and dry separation installation.

Il est bien connu qu'une variante de ce type d'installation souvent appelée voie "humide" consiste à faire subir à l'air issu de l'étape de cyclonage une étape de lavage avant rejet dans l'atmosphère de façon à améliorer son dépoussiérage. Le procédé de l'invention permet de diminuer les débits d'eau nécessaires dans ce type d'installation. It is well known that a variant of this type of installation often called the "wet" method consists in subjecting the air from the cycloning stage to a washing stage before being discharged into the atmosphere so as to improve its dusting. The method of the invention makes it possible to reduce the water flow rates required in this type of installation.

Il permet même dans certains cas de supprimer cette étape, ce qui permet alors une simplification de l'installation. It even allows in certain cases to remove this step, which then allows a simplification of the installation.

Ainsi le procédé selon l'invention permet non seulement de diminer considérablement les risques d'explosions secondaires du fait de la présence de l'humidité sous forme de brouillard qui favorise la cohésion des poussières, leur agglomération ainsi que la diminution d'électricité statique et augmente leur capacité d'absorption de chaleur. Par ailleurs, le contrôle du taux d'humidité à des valeurs restant inférieures à 100 % par rapport à la saturation permet d'éviter les inconvénients connus d'un excès d'eau. Thus the method according to the invention not only considerably reduces the risks of secondary explosions due to the presence of moisture in the form of a mist which promotes the cohesion of the dust, their agglomeration as well as the reduction of static electricity and increases their heat absorption capacity. Furthermore, controlling the humidity level at values remaining below 100% with respect to saturation makes it possible to avoid the known drawbacks of excess water.

Le procédé de l'invention permet en outre, comme on l'a vu précédemment de diminuer les rejets de poussières vers l'atmosphère, ce qui permet dans certains cas de simplifier les installations. The process of the invention also makes it possible, as we have seen previously, to reduce the discharge of dust into the atmosphere, which in certain cases simplifies the installations.

Claims

CLAIMS 1. Improvement intended to limit the risks of dust explosions in grinding installations, characterized in that it consists in creating an atmosphere containing 70 to 100% water compared to saturation in the entire suction zone direct from the air containing pulverulent materials, located downstream of the mill.

2. Improvement according to claim 1, characterized in that said atmosphere contains at least 90% water and preferably from 90 to 95%.

3. Improvement according to one of claims 1 or 2, characterized in that said atmosphere is in the form of a mist consisting of fine water droplets obtained in particular by atomization or vaporization in said atmosphere.

4. Improvement according to one of claims 1 to 3, characterized in that said atmosphere contains 10 to 40 g of water per m3 of air.

5. Use of the improvement according to one of claims 1 to 4 to avoid the risk of dust explosions in any installation implementing a process comprising a step of grinding non-putrescible materials.

6. Use according to claim 5, characterized in that said installation is an installation for grinding automobile wrecks.

7. Use according to claim 5 or 6, characterized in that said method further comprises different stages of subsequent separation of the ground material.

8. Installation implementing the improvement described in one of claims 1 to 4 or the use of which is described in one of claims 5 or 7, characterized in that it comprises means (13) for spraying water at the outlet of the mill (1) and means (14,16) for controlling and regulating the relative humidity prevailing in the circuit (2) for direct suction of air at the outlet of the mill, view of regulating said rate to the desired value.