FR3010405A1 - Installation et procede de precalcination - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une installation de précalcination (20) de matières minérales sous forme pulvérulente destinées à la fabrication de ciment, comprenant un précalcinateur (14) comportant une enceinte (50), des conduites (70) d'apport des matières minérales dans l'enceinte, des conduites (65, 66) d'apport de gaz chauds dans l'enceinte, au moins une conduite (71) d'évacuation des gaz chauds de l'enceinte, au moins une première chambre (72) communiquant avec l'enceinte, des conduites (78) d'apport de déchets (80) dans la première chambre, au moins une deuxième chambre (74) communiquant avec l'enceinte, au moins une première pièce de poussée mobile (86) adaptée à pousser les déchets hors de la première chambre, la deuxième chambre étant disposée pour recevoir les déchets poussés hors de la première chambre, et au moins une deuxième pièce de poussée mobile (86) adaptée à pousser les déchets hors de la deuxième chambre.

Description

B12583 - PA13008 1 INSTALLATION ET PROCÉDÉ DE PRÉCALCINATION Domaine La présente demande concerne une installation de précalcination de matières minérales destinées à alimenter un four de cimenterie et utilisant des combustibles alternatifs, en particulier des déchets. La présente demande concerne également un procédé de précalcination de telles matières minérales. Exposé de l'art antérieur Le ciment est un liant hydraulique obtenu par broyage et cuisson d'un mélange de calcaire et de matières apportant du silicium, de l'alumine et du fer, par exemple une argile, ce qui fournit du clinker, puis par broyage du clinker et de sulfate de calcium ajouté sous forme de gypse (sulfate de calcium dihydraté, CaSO4.2H20), de semi-hydrate (CaSO4.1/2H20), d'anhydrite (sulfate de calcium anhydre, CaSO4) ou un de leurs mélanges. Le traitement thermique appliqué au mélange de matières minérales, appelé le cru de cimenterie, recouvre toutes les étapes de transformations chimiques menant au clinker. Il s'agit principalement du chauffage, de la décarbonatation du calcaire qui se produit vers 850°C et de la clinkérisation qui se produit vers 1450°C. La décarbonatation correspond à la réaction de transformation du calcaire en chaux. La clinké- B12583 - PA13008 2 risation correspond à la réaction de formation des minéraux du clinker. Le préchauffage et la majorité de la décarbonatation sont généralement réalisés dans une tour de décarbonatation 5 tandis que le reste de la décarbonatation et la clinkérisation sont réalisés dans un four de cimenterie. La tour de décarbonatation comprend le plus souvent une série de cyclones disposés verticalement sur plusieurs étages. Le cru de cimenterie, qui se présente sous la forme de 10 matières minérales pulvérulentes, est introduit dans la partie supérieure de la tour et est mis en suspension dans chaque cyclone par les gaz chauds provenant du four de cimenterie. Dans chaque cyclone, le cru se réchauffe au contact des gaz puis est séparé et descend par gravité jusqu'à un cyclone d'un étage 15 inférieur où il est à nouveau mis en suspension. Après leur parcours dans les différents cyclones, les matières minérales sont introduites dans le four de cimenterie. Le four de cimenterie correspond généralement à un cylindre d'acier pourvu d'un revêtement intérieur réfractaire, 20 incliné par rapport à la direction horizontale de quelques degrés et tournant autour de son axe. Une des extrémités du four est équipée d'un brûleur dont la tuyère permet de développer une flamme d'une dizaine de mètres de longueur. L'alimentation du four se fait à l'extrémité la plus haute du cylindre et opposée 25 au brûleur. La rotation et l'inclinaison du four font progresser les matières minérales dans le four. Il est souhaitable que le taux de décarbonatation des matières minérales à l'entrée du four de cimenterie soit le plus élevé possible pour que la phase de décarbonatation dans le four 30 de cimenterie soit la plus réduite possible. En effet, la réaction de décarbonatation est une réaction fortement endothermique qui nécessite des échanges thermiques efficaces entre les gaz chauds et les matières minérales pulvérulentes. Le four de cimenterie n'étant pas conçu pour optimiser ces B12583 - PA13008 3 échanges, le débit du four peut alors être limité par la phase de décarbonatation si celle-ci est trop importante. Toutefois, le seul passage des matières minérales par les cyclones ne permet d'obtenir que des taux de décarbonatation 5 relativement faibles, généralement de 30 à 40 %. C'est pourquoi la tour de décarbonatation comprend généralement, en outre, sur le parcours des matières minérales, un précalcinateur qui correspond à une enceinte dans laquelle est brûlé du combustible. Ceci permet d'augmenter le degré de décarbonatation 10 des matières minérales jusqu'à environ 90 % à l'entrée du four de cimenterie. Un exemple de précalcinateur est décrit dans la demande de brevet français FR 2 691 790. Le précalcinateur peut consommer une part importante du combustible fourni à la cimenterie, par exemple jusqu'à 70 %. 15 Les combustibles utilisés de façon conventionnelle comprennent des cokes de pétrole, du charbon, du pétrole ou du gaz naturel. Il serait souhaitable d'utiliser des combustibles alternatifs, par exemple issus de déchets, comme combustibles pour le précalcinateur. Ces déchets sont, par exemple, des 20 pneus, des ordures ménagères, des boues, des solides combustibles ou des déchets industriels. Un inconvénient est que, dans les précalcinateurs actuels, les combustibles doivent être déchiquetés et/ou broyés pour pouvoir être utilisés en quantité significative, par exemple plus de 15 % des 25 combustibles du précalcinateur. Le coût de la préparation de ces combustibles peut alors ne pas être compatible avec une utilisation dans une cimenterie. Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de 30 pallier au moins en partie les inconvénients des précalcinateurs décrits précédemment. Un autre objet d'un mode réalisation est de permettre l'utilisation de déchets comme combustible pour précalcinateur avec un traitement préalable des déchets qui est réduit.

B12583 - PA13008 4 Un autre objet d'un mode réalisation est de permettre l'utilisation de déchets comme combustible pour précalcinateur sans broyage ou avec un broyage réduit d'au moins une partie des déchets.

Un autre objet d'un mode de réalisation est que le précalcinateur puisse être utilisé dans une installation de cimenterie. Ainsi, un mode de réalisation prévoit une installation de précalcination de matières minérales sous forme pulvérulente destinées à la fabrication de ciment, comprenant un précalcinateur comportant une enceinte, des conduites d'apport des matières minérales dans l'enceinte, des conduites d'apport de gaz chauds dans l'enceinte, au moins une conduite d'évacuation des gaz chauds de l'enceinte, au moins une première chambre communiquant avec l'enceinte, des conduites d'apport de déchets dans la première chambre, au moins une deuxième chambre communiquant avec l'enceinte, au moins une première pièce de poussée mobile adaptée à pousser les déchets hors de la première chambre, la deuxième chambre étant disposée pour recevoir les déchets poussés hors de la première chambre, et au moins une deuxième pièce de poussée mobile adaptée à pousser les déchets hors de la deuxième chambre. Selon un mode de réalisation, chaque pièce de poussée est mobile en translation par rapport à l'enceinte.

Selon un mode de réalisation, au moins une partie des déchets ne sont pas broyés. Selon un mode de réalisation, les déchets sont choisis parmi le groupe comprenant des pneus, des ordures ménagères, des boues, des solides combustibles ou des déchets industriels.

Selon un mode de réalisation, l'installation comprend au moins un premier actionneur relié à la première pièce de poussée et adapté à déplacer la première pièce de poussée dans la première chambre entre deux positions extrêmes et l'installation comprend au moins un deuxième actionneur relié à la deuxième pièce de poussée et adapté à déplacer la deuxième B12583 - PA13008 pièce de poussée dans la deuxième chambre entre deux positions extrêmes. Selon un mode de réalisation, l'installation comprend, en outre, une chambre de mélange communiquant avec l'enceinte et 5 destinée à être alimentée en fumées provenant d'un four de cuisson et un cyclone de séparation de la matière raccordé à la chambre de réaction par un conduit. Selon un mode de réalisation, l'installation comprend une première conduite d'alimentation en gaz chauds débouchant dans l'enceinte et une deuxième conduite d'alimentation en gaz chauds débouchant dans le conduit de raccordement de la chambre de mélange au cyclone. Selon un mode de réalisation, la distance entre la base de la deuxième chambre et la base de la première chambre 15 varie de 200 mm à 1200 mm. Un mode de réalisation prévoit un procédé de fonctionnement de l'installation de précalcination définie précédemment, comprenant les étapes suivantes : fournir des déchets dans la première chambre ; 20 maintenir les déchets dans la première chambre pendant une première durée ; évacuer les déchets hors de la première chambre dans la deuxième chambre ; maintenir les déchets dans la deuxième chambre pendant 25 une deuxième durée ; et évacuer les déchets hors de la deuxième chambre. Selon un mode de réalisation, un processus de gazéification des déchets est réalisé dans les première et deuxième chambres. 30 Selon un mode de réalisation, la durée de séjour des déchets dans le précalcinateur varie de 5 minutes à 90 minutes. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes B12583 - PA13008 6 de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon partielle et schématique, un exemple de cimenterie comprenant un 5 précalcinateur monté en ligne ; la figure 2 représente, de façon partielle et schématique, un exemple de cimenterie comprenant un précalcinateur monté en parallèle ; la figure 3 représente de façon plus détaillée un mode 10 de réalisation du précalcinateur de la figure 1 ; la figure 4 représente de façon plus détaillée un mode de réalisation du précalcinateur de la figure 2 ; les figures 5 et 6 sont des coupes schématiques du précalcinateur de la figure 3 ou 4, 15 les figures 7 et 8 sont des coupes du précalcinateur de la figure 3 ou 4, analogues à la coupe de la figure 6, à deux étapes de fonctionnement du précalcinateur ; et les figures 9 et 10 représentent deux autres modes de réalisation du précalcinateur de la figure 1 ou 2. 20 Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. En outre, dans la suite de la description, sauf indication 25 contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". De plus, les adjectifs "inférieur" et "supérieur" sont utilisés par la suite par rapport à une direction de référence, par exemple la direction verticale. En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension de la 30 présente description ont été représentés et sont décrits. En particulier, les structures détaillées des éléments d'une cimenterie sont bien connues de l'homme du métier et ne sont pas décrites en détail par la suite. La figure 1 représente un exemple d'installation de 35 cimenterie 10. Les matières minérales, fournies à l'état B12583 - PA13008 7 pulvérisé, traversent successivement un préchauffeur 12, un précalcinateur 14, un four de cimenterie 16, et un refroidisseur 18. Le préchauffeur 12 et le précalcinateur 14 forment la tour de précalcination 20. Le précalcinateur 14 peut être intégré au préchauffeur 12. Des matières minérales pulvérisées 22, correspondant à un cru de cimenterie, sont fournies au préchauffeur 12. Le préchauffeur 12 peut comprendre une série de cyclones disposés verticalement sur plusieurs étages. Les matières minérales sont sous la forme d'une poudre dont généralement au moins 90 % en masse est composée de particules ayant une taille inférieure à 100 pin. Elles comprennent notamment du calcaire et des matières apportant du silicium, de l'alumine et du fer, par exemple de l'argile. Des fumées chaudes 24 issues du four de cuisson 16, à travers une boîte de jonction 26, remontent au travers du préchauffeur 12 et préchauffent ces matières minérales. Les fumées 27 sont libérées hors de l'installation 10 après filtrage. Les matières minérales chauffées 28 sortant du préchauffeur 12 sont calcinées dans le précalcinateur 14 par la combustion de combustibles avec de l'air préchauffé arrivant du refroidisseur 18 par une conduite 30. Les matières préchauffées et précalcinées 34 sont fournies au four 16 à travers la boîte de jonction 26 pour terminer la cuisson par un apport d'énergie provenant de la combustion d'un combustible 36 avec de l'air préchauffé 38 provenant du refroidisseur 18. Le produit cuit 40 sortant du four 16, correspondant à du clinker, est refroidi dans le refroidisseur 18. Le clinker refroidi 42 est évacué du refroidisseur 18. La flèche 44 en figure 1 illustre l'excédent d'air chaud sortant du refroidisseur 18 et destiné à d'autres usages. La figure 2 représente un autre exemple d'installation de cimenterie 45. L'installation de cimenterie 45 comprend les mêmes éléments que l'installation de cimenterie 10 représentée 35 en figure 1 à la différence que le précalcinateur 14 est disposé B12583 - PA13008 8 en parallèle du préchauffeur 12. Les matières minérales, fournies à l'état pulvérisé, traversent alors successivement le préchauffeur 12, le précalcinateur 14, à nouveau le préchauffeur 12, le four de cimenterie 16, et le refroidisseur 18. En particulier, les matières minérales précalcinées 32 issues du précalcinateur 14 sont réintroduites dans le préchauffeur 12. Les figures 3 et 4 représentent deux exemples plus détaillés, tout en restant schématiques, d'une partie de la tour de décarbonatation 20 comprenant un mode de réalisation du précalcinateur 14, respectivement pour l'installation de cimenterie 10 représentée en figure 1 et pour l'installation de cimenterie 45 représentée en figure 2. Les figures 5 et 6 sont des coupes schématiques du précalcinateur 14 de la figure 3 ou 4 respectivement selon les 15 lignes V-V et VI-VI. Le précalcinateur 14 comprend une enceinte 50 reliée, en sa partie inférieure, par une conduite 52 à une chambre de mélange 54. La chambre de mélange 54 est reliée par l'intermédiaire d'une vanne 56 à la boîte de jonction 26 d'où 20 sortent les fumées 24 pénétrant dans la partie inférieure de la chambre de mélange 54. La partie supérieure de la chambre de mélange 54 communique avec un conduit 57 de postcombustion, par exemple en forme de col de cygne, débouchant dans un cyclone 58 permettant la récupération des matières minérales précalcinées 25 34. L'enceinte 50 peut être à symétrie axiale par rapport à un axe D. La paroi interne peut comprendre une portion supérieure 60 se prolongeant par une portion inférieure 62 formant des paliers successifs autour de l'axe D se rapprochant 30 de l'axe D du haut vers le bas. Selon une variante, les paliers successifs se trouvent d'un seul côté de l'enceinte 50, et ne sont donc pas répartis autour de l'axe D. La paroi intérieure de l'enceinte 50 peut être réalisée en briques réfractaires. Une partie de l'air chaud récupéré au refroidisseur 35 18, désigné par la flèche 64, et amené par la conduite 30, est B12583 - PA13008 9 utilisé comme air d'entraînement dans le précalcinateur 14. La conduite 30 se divise en plusieurs conduites, notamment une ou plus d'une conduite 65 débouchant dans la partie inférieure de l'enceinte 50, par exemple au niveau de la conduite 52. La conduite 30 se divise, en outre, en des conduites 66 débouchant dans la partie supérieure de l'enceinte 50. Une autre conduite 68 peut déboucher en partie supérieure de la chambre de mélange 54, comme cela est représenté en figure 3, ou dans le conduit 57 de raccordement de la chambre de mélange 54 au cyclone 58, comme cela est représenté en figure 4. A titre de variante, la conduite 68 peut ne pas être présente. Des vannes, non représentées, de réglage du débit des gaz chauds circulant dans les conduites 65, 66 et 68 peuvent être prévues. Trois conduites 65 et 66 sont représentées sur les figures 3 et 4 et deux conduites 66 sont représentées sur la figure 5. Toutefois, un nombre plus important de conduites 65 et 66 peut être prévu. Selon un mode de réalisation, les conduites 66 débouchent dans l'enceinte 50 sensiblement tangentiellement par rapport à la paroi interne de l'enceinte 50 de façon à imposer un mouvement tourbillonnaire aux gaz pénétrant dans l'enceinte 50, comme cela est illustré en figure 5 par les flèches 68. Les conduites 66 qui communiquent avec la partie supérieure de l'enceinte 50 peuvent apporter par exemple 80 % de l'air chaud récupéré au refroidisseur 18. La conduite 65 qui communique avec la partie inférieure de l'enceinte 50 peut apporter par exemple 20 % de l'air chaud récupéré au refroidisseur 18. Des conduites 70 permettent l'apport d'une partie des matières minérales pulvérulentes dans l'enceinte 50. Ces matières minérales peuvent provenir d'un autre cyclone, non représenté, de la tour de décarbonatation 20. A titre d'exemple, les conduites 70 débouchent dans les conduites 66 sensiblement au niveau de leur jonction avec l'enceinte 50. Les extrémités des conduites 70 sont représentées en traits pointillées en figure 5. Des dispositifs de perturbation peuvent être disposés B12583 - PA13008 10 dans les conduites 66 et/ou 70 pour faciliter l'obtention d'un écoulement turbulent. L'enceinte 50 se prolonge en partie supérieure par une conduite 71 qui communique avec le conduit 57 de postcombustion 5 et qui sert à évacuer les gaz de l'enceinte 50 dans la chambre de mélange 54. Des chambres de réaction de déchets sont réparties sur plusieurs étages dans la paroi inférieure 62 de l'enceinte 50. Le nombre d'étages peut varier de 2 à 20, de préférence de 2 à 10 10. Dans le présent mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 6, les chambres de réaction sont réparties sur deux étages. On désigne par la référence 72 la chambre de réaction la plus proche du sommet de l'enceinte 50 et par la référence 74 la chambre de réaction la plus proche de la conduite 52. Chaque 15 chambre de réaction 72, 74 correspond à une portion sensiblement horizontale de la paroi inférieure 62. Chaque chambre de réaction 72, 74 est ouverte sur le volume interne de l'enceinte 50 à son sommet et du côté orienté vers l'axe D. Des conduites 78 sont prévues pour l'apport de déchets 20 dans les chambres de réaction supérieures 72. Les déchets peuvent être des pneus, des ordures ménagères, des boues, des solides combustibles ou des déchets industriels. Les déchets peuvent, au moins en partie, ne pas être broyés ou être grossièrement broyés. La dimension moyenne, par exemple le rayon 25 de la sphère de même volume, des déchets introduits dans l'enceinte 50 peut varier de 20 à 500 mm. La dimension maximale des déchets introduits dans l'enceinte 50 peut varier de 10 à 1500 mm. A titre d'exemple, chaque conduite 78 débouche dans l'enceinte 50 à l'aplomb de la chambre supérieure 72, de 30 préférence le long du bord externe de la chambre supérieure 72. Les déchets peuvent tomber par gravité dans la chambre supérieure 72. Des déchets 80 sont représentés de façon schématique en figure 3 et 4 dans les chambres de réaction 72, 74. Des volets ou des sas rotatifs, non représentés, peuvent B12583 - PA13008 11 être prévus pour fermer les conduites 78 de façon étanche en l'absence de déchets. Des dispositifs 82 de déplacement des déchets sont associés à chaque chambre de réaction 72, 74. Dans le présent mode de réalisation, quatre dispositifs 82 de déplacement des déchets sont associés à chaque chambre de combustion 72, 74. Chaque dispositif 82 peut comprendre des actionneurs 84, deux actionneurs 84 par dispositif 82 de déplacement des déchets étant représentés en figure 6, adaptés à déplacer une pièce de poussée 86 dans la chambre de réaction 72, 74 associée. La pièce de poussée 86 peut avoir la forme d'un bloc ou d'une lame et peut éventuellement être traversée par des conduites de circulation d'un liquide de refroidissement. La pièce de poussée 86 peut être réalisée en un matériau réfractaire. Chaque actionneur 84 peut correspondre à un vérin hydraulique, un vérin pneumatique ou un actionneur à moteur électrique. La pièce de poussée 86 peut être déplacée dans la chambre de réaction 72, 74 associée entre des première et deuxième positions extrêmes, par exemple selon un mouvement de translation. Dans la première position extrême, la pièce de poussée 86 est la plus éloignée de l'axe D et pénètre donc le moins possible dans la chambre de réaction 72, 74. Dans le présent mode de réalisation, dans la première position extrême, chaque pièce de poussée 86 ne pénètre sensiblement pas dans l'enceinte 50. Dans la deuxième position extrême, la pièce de poussée 86 est la moins éloignée de l'axe D et pénètre donc le plus possible dans la chambre de réaction 72, 74. Lorsque la pièce de poussée 86 avance dans la chambre de réaction 72, 74 associée, elle pousse au moins une partie des 30 déchets présents dans la chambre de réaction 72, 74 hors de celle-ci. Les chambres supérieure et inférieure 72, 74 sont sensiblement disposées de façon étagée. Ainsi, lorsque des déchets sont expulsés de la chambre supérieure 72, ils tombent B12583 - PA13008 12 dans la chambre inférieure 74. Lorsque des déchets sont expulsés de la chambre inférieure 74, ils tombent dans la conduite 52. A titre d'exemple, pour chaque chambre de réaction, deux dispositifs 82 de déplacement des déchets sont disposés de 5 façon symétrique par rapport à l'axe D et les pièces de poussée 86 correspondantes sont déplacées selon une direction Dl et deux dispositifs 82 de déplacement des déchets sont disposés de façon symétrique par rapport à l'axe D et les pièces de poussée 86 correspondantes sont déplacées selon une direction D2 10 perpendiculaire à la direction Dl. Les directions Dl et D2 peuvent être horizontales. En figure 6, les quatre pièces de poussée 86 associées à la chambre de réaction inférieure 74 sont représentées dans la première position extrême. Selon un mode de réalisation, lors d'une phase de 15 production de ciment, chaque pièce de poussée 86 peut parcourir un mouvement de va-et-vient entre la première position extrême et une troisième position intermédiaire entre la première position extrême et la deuxième position extrême. La troisième position intermédiaire correspond, par exemple, de 25 % à 75 %, 20 par exemple environ 50 %, de la course totale de la pièce de poussée 86 dans la chambre de combustion. Ceci signifie que la pièce de poussée 86 ne pénètre alors pas au maximum dans la chambre de combustion 72, 74 associée. Un avantage est de réduire les interfaces entre les pièces fixes et mobiles lors 25 d'une phase de production de ciment. Un autre avantage est de garder en permanence des déchets sur les pièces fixes et mobiles. Lorsque la cimenterie est mise à l'arrêt, les pièces de poussée 86 peuvent être amenées jusqu'à la deuxième position extrême pour que la totalité des déchets soit évacuée du 30 précalcinateur. Un brûleur, non représenté, peut éventuellement être présent dans l'enceinte 50 ou dans la conduite 52. De préférence, il n'y a pas de brûleur dans l'enceinte 50 ou dans la conduite 52. La tour de décarbonatation 20 peut, en outre, 35 comprendre un précalcinateur classique à brûleur.

B12583 - PA13008 13 Le fonctionnement de la tour de décarbonatation 20 est le suivant. Des matières minérales pulvérulentes sont introduites dans l'enceinte 50 par les conduites 66. Les matières minérales peuvent provenir d'un autre cyclone de la tour de décarbonatation 20, et peuvent être déjà chauffées et partiellement décarbonatées. Les particules de matières minérales sont entraînées par les gaz présents dans l'enceinte 50, notamment les gaz 64 provenant du refroidisseur 18 et fournis par les conduites 65, 66. Après leur passage dans le précalcinateur 14, les particules de matières minérales sont entraînées dans la conduite 71 puis dans le conduit 57 de postcombustion. Sous l'action des fumées 24 provenant du four 16, les particules de matières minérales sont entraînées jusqu'au cyclone 58 où elles sont séparées et tombent par gravité à l'entrée du four 16. La durée de passage des particules de matières minérales dans l'enceinte 50 peut varier de 0,1 s à 10 s, en particulier de l'ordre 2 s. Un procédé de gazéification des déchets 80 présents dans les chambres de réaction 72, 74 est privilégié dans l'enceinte 50. Il s'agit d'un procédé selon lequel les déchets 80 sont convertis en monoxyde de carbone, en hydrogène, en dioxyde de carbone et autres hydrocarbures volatils. Ce procédé est mis en oeuvre à des températures supérieures à 700°C, sensiblement sans combustion avec une quantité contrôlée de dioxygène. L'apport de dioxygène peut être effectué par les gaz 64 provenant du refroidisseur 18. Un procédé de gazéification est privilégié en l'absence de mélange intime entre le dioxygène et les déchets. A titre d'exemple, la température moyenne dans l'enceinte 50 peut varier de 700°C à 1000°C. Des réactions de combustion des déchets peuvent néanmoins être présentes simultanément au procédé de gazéification. Les gaz chauds issus du procédé de gazéification des déchets 80 se mélangent aux gaz chauds 64 provenant du refroidisseur 18 et favorisent la combustion et la décarbonatation des particules de matières minérales.

B12583 - PA13008 14 Les déchets sont introduits dans la chambre supérieure 72 par les conduites 78. Lorsque la gazéification des déchets dans la chambre supérieure 72 a suffisamment progressé, les pièces de poussée supérieures 86 sont déplacées dans la chambre 5 supérieure 72 pour entraîner la chute des déchets de la chambre supérieure 72 vers la chambre inférieure 74. Le procédé de gazéification des déchets se poursuit alors dans la chambre inférieure 74 tandis que de nouveaux déchets peuvent être placés dans la chambre supérieure 72. Lorsque le procédé de 10 gazéification dans la chambre inférieure 74 a suffisamment progressé, les pièces de poussée inférieures 86 sont déplacées dans la chambre inférieure 74 pour entraîner la chute des déchets de la chambre inférieure 74 dans la conduite 52. La chute des déchets de la chambre supérieure 72 dans 15 la chambre inférieure 74 permet, de façon avantageuse, de remuer les déchets au cours de la gazéification, ce qui permet d'accroître la quantité de déchets gazéifiés. A titre d'exemple, la hauteur de chute des déchets entre la base de la chambre supérieure 72 et la chambre inférieure 74 peut varier de 200 mm 20 à 1200 mm, en particulier de l'ordre de 600 mm. En outre, l'évacuation des déchets est réalisée par une pièce de poussée déplacée en translation par un actionneur, c'est-à-dire par un système ayant une structure simple et un fonctionnement robuste, compatible avec les contraintes de fonctionnement sévères 25 présentes dans le précalcinateur 14. Les figures 7 et 8 illustrent une séquence de d'actionnement des pièces de poussée 86 de la chambre inférieure 74 lors d'une phase de production de ciment. En figure 7, les pièces de poussée 86 représentées en haut et en bas de la figure 30 sont dans la première position extrême et les pièces de poussée 86 représentées à droite et à gauche de la figure sont dans la troisième position intermédiaire. En figure 8, les pièces de poussée 86 représentées à gauche et à droite de la figure sont dans la première position extrême et les pièces de poussée 86 35 représentées en haut et en bas de la figure sont dans la B12583 - PA13008 15 troisième position intermédiaire. Les pièces de poussée 86 peuvent être déplacées selon des cycles successifs, chaque cycle comprenant le passage successif des pièces de poussée 86 par les configurations représentées sur les figures 7, 6, 8, 6 et à nouveau 7. Les pièces de poussée 86 associées à la chambre supérieure 72 peuvent être déplacées de façon analogue. Lors de l'arrêt de la cimenterie, pour évacuer la totalité des déchets présents dans le précalcinateur, un cycle de fonctionnement tel que décrit précédemment peut être mis en oeuvre à la différence que les pièces de poussée sont amenées jusqu'à la deuxième position extrême. Le précalcinateur 14 comprend un système de régulation de la production d'énergie fournie par la gazéification des déchets. Ceci peut être réalisé par le contrôle de la séquence d'actionnement des pièces de poussée 86 de la chambre supérieure 72 et de la chambre inférieure 74, du débit d'arrivée de déchets dans le précalcinateur et du débit fourni par les conduites 65 et 66. Pour effectuer cette régulation, une mesure de la température dans l'enceinte 50 peut être réalisée ainsi qu'une mesure représentative de l'énergie fournie par la gazéification des déchets. A titre d'exemple, la durée de séjour des déchets dans l'enceinte 50, depuis l'instant où ils sont introduits dans la chambre supérieure 72 par les conduites 78 jusqu'à ce qu'ils soient évacués dans la conduite 52, peut varier de 5 minutes à 90 minutes, en particulier de l'ordre d'une heure. Les dimensions du précalcinateur 14 sont adaptées au débit souhaité du four de cimenterie 16. Le débit de fourniture de déchets dans l'enceinte 50 dépend des dimensions du précalcinateur 14 et du débit du four de cimenterie 16. A titre d'exemple, la surface de réception de déchets des chambres supérieure 72 et inférieure 74 peut varier de 20 m2 à 100 m2, en particulier de l'ordre 60 m2. La course maximale de chaque élément de poussée 86 peut être de 10 cm à 1,50 m.

B12583 - PA13008 16 Selon une variante, des réactions de combustion des déchets peuvent être favorisées dans l'enceinte 50. Dans ce cas, on peut prévoir des conduites d'apport d'air sous pression dans les chambres de réaction 72, 74.

La figure 9 représente un autre mode de réalisation d'un précalcinateur 100 comprenant l'ensemble des éléments du précalcinateur 14 représenté en figure 3 ou 4 à la différence que la paroi supérieure 92 de chaque élément de poussée 86 joue également le rôle d'une chambre de combustion. Dans le mode de réalisation de la figure 9, le précalcinateur 100 comprend donc des chambres de combustion sur quatre niveaux. Les déchets sont fournis par les conduites 78 sur les parois supérieures 92 des éléments de poussée supérieurs 86 qui forment la première chambre de réaction 94. Lorsque les éléments de poussée supérieurs 86 sont éloignés de l'axe D, une partie des déchets présents sur les parois supérieures 92 des éléments de poussée supérieurs 86 tombe sur les parties de la paroi 62 devant les éléments de poussée supérieurs 86 qui forment la deuxième chambre de réaction 96. Lorsque les éléments de poussée supérieurs 86 sont rapprochés de l'axe D, ils poussent une partie des déchets hors de la deuxième chambre de réaction 96. Ces déchets tombent sur les parois supérieures 92 des éléments de poussée inférieurs 86 qui forment la troisième chambre de réaction 98. Lorsque les éléments de poussée inférieurs 86 sont éloignés de l'axe D, une partie des déchets présents sur les parois supérieures 92 des éléments de poussée inférieurs 86 tombe sur les parties de la paroi 62 devant les éléments de poussée inférieurs 86 qui forment la quatrième chambre de réaction 98. Lorsque les éléments de poussée inférieurs 86 sont rapprochés de l'axe D, ils poussent une partie des déchets hors de la quatrième chambre de réaction 96 dans la conduite 52. La figure 10 représente un autre mode de réalisation d'un précalcinateur 110 dans lequel les chambres de réaction 112, 114 sont disposées en escaliers et orientées dans la même 35 direction, l'une dans le prolongement de l'autre. Dans ce mode B12583 - PA13008 17 de réalisation, les déchets sont introduits d'un seul côté de l'enceinte 50 et avancent de manière linéaire. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de 5 l'art. En particulier, bien qu'il ait été décrit que le précalcinateur 14 est relié à la chambre de mélange 54 qui est elle-même reliée au cyclone 58 par un conduit coudé 57, le précalcinateur 14 peut être directement relié au cyclone 58 ou directement à l'entrée du four 16. En outre, bien que dans les 10 modes de réalisation décrits précédemment, une chambre inférieure soit associée à chaque chambre supérieure, il est clair qu'une chambre inférieure peut avoir des dimensions suffisamment importantes pour recevoir les déchets de deux ou plus de deux chambres supérieures.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Installation de précalcination (20) de matières minérales (22) sous forme pulvérulente destinées à la fabrication de ciment (42), comprenant un précalcinateur (14) comportant une enceinte (50), des conduites (70) d'apport des matières minérales dans l'enceinte, des conduites (65, 66) d'apport de gaz chauds dans l'enceinte, au moins une conduite (71) d'évacuation des gaz chauds de l'enceinte, au moins une première chambre (72) communiquant avec l'enceinte, des conduites (78) d'apport de déchets (80) dans la première chambre, au moins une deuxième chambre (74) communiquant avec l'enceinte, au moins une première pièce de poussée mobile (86) adaptée à pousser les déchets hors de la première chambre, la deuxième chambre étant disposée pour recevoir les déchets poussés hors de la première chambre, et au moins une deuxième pièce de poussée mobile (86) adaptée à pousser les déchets hors de la deuxième chambre.
2. 2. Installation de précalcination selon la revendi- cation 1, dans laquelle chaque pièce de poussée (86) est mobile en translation par rapport à l'enceinte (50).
3. 3. Installation de précalcination selon la revendi- cation 1 ou 2, dans laquelle au moins une partie des déchets (80) ne sont pas broyés.
4. 4. Installation de précalcination selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les déchets (80) sont choisis parmi le groupe comprenant des pneus, des ordures ménagères, des boues, des solides combustibles ou des déchets industriels.
5. 5. Installation de précalcination selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant au moins un premier actionneur (84) relié à la première pièce de poussée et adapté à déplacer la première pièce de poussée dans la première chambre (72) entre deux positions extrêmes et comprenant au moins un deuxième actionneur (84) relié à la deuxième pièce de poussée etB12583 - PA13008 19 adapté à déplacer la deuxième pièce de poussée dans la deuxième chambre (72) entre deux positions extrêmes.
6. 6. Installation de précalcination selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant, en outre, une chambre de mélange (54) communiquant avec l'enceinte (50) et destinée à être alimentée en fumées (24) provenant d'un four de cuisson (16) et un cyclone (58) de séparation de la matière raccordé à la chambre de réaction par un conduit (57).
7. 7. Installation de précalcination selon la revendi- cation 6, comprenant une première conduite (66) d'alimentation en gaz chauds débouchant dans l'enceinte (50) et une deuxième conduite (68) d'alimentation en gaz chauds débouchant dans le conduit (57) de raccordement de la chambre de mélange (54) au cyclone (58).
8. 8. Installation de précalcination selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, dans laquelle la distance entre la base de la deuxième chambre (74) et la base de la première chambre varie de 200 mm à 1200 mm.
9. 9. Procédé de fonctionnement de l'installation de 20 précalcination (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes : fournir des déchets (80) dans la première chambre (72) ; maintenir les déchets dans la première chambre pendant 25 une première durée ; évacuer les déchets hors de la première chambre dans la deuxième chambre (74) ; maintenir les déchets dans la deuxième chambre pendant une deuxième durée ; et 30 évacuer les déchets hors de la deuxième chambre.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel un processus de gazéification des déchets (80) est réalisé dans les première et deuxième chambres (72, 74).B12583 - PA13008 20
11. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la durée de séjour des déchets dans le précalcinateur (14) varie de 5 minutes à 90 minutes.