FR2582792A1 - Procede pour calciner des matieres solides et four a colonne unique pour sa mise en pratique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN FOUR A COLONNE UNIQUE POUR CALCINER DES MATIERES SOLIDES. LE PROBLEME A RESOUDRE CONSISTE A ATTEINDRE UN RENDEMENT THERMIQUE ELEVE SANS COMPLIQUER LES INSTALLATIONS, NI L'EXPLOITATION. LE PROCEDE EST CARACTERISE EN CE QU'ON OPERE DANS UNE COLONNE UNIQUE 1 COMPORTANT UNE CHAMBRE SUPERIEURE 2 FORMANT UNE ZONE A DE PRECHAUFFAGE DES MATIERES, ET UNE CHAMBRE INFERIEURE 3 DIVISEE EN UNE ZONE SUPERIEURE DE CALCINATION B, C ET UNE ZONE INFERIEURE D DE REFROIDISSEMENT DES MATIERES, L'AIR PRIMAIRE ETANT INTRODUIT EN HAUT DE LA CHAMBRE INFERIEURE 3, TANDIS QUE L'AIR SECONDAIRE EST INTRODUIT EN BAS DE CETTE CHAMBRE ET RECYCLE VERS LE HAUT AVEC LES GAZ DE COMBUSTION. L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT A LA CALCINATION DU CALCAIRE ET DE LA DOLOMIE.

Description

Procédé pour calciner des matières solides et four à

colonne unique pour sa mise en pratique.

La présente invention a pour objet un procédé pour calciner des matières solides et un four à colonne unique pour mettre ce procédé en pratique. Elle se rap- porte plus particulièrement à un procédé de calcination

effectué dans un four à colonne unique, applicable no-

tamment à la calcination du calcaire pour la fabrication de la chaux, ainsi qu'à un four à colonne unique conçu

de façon spécifique pour mettre le procédé en applica-

tion. Les fours connus pour mettre en pratique des opérations fortement endothermiques, par exemple les

fours de fusion, les fours pour le dégazage de carbona-

tes, les fours pour la calcination du calcaire, de la dolomie et des matières similaires ont, comme cela est bien connu dans la technique antérieure, été affectés

d'un très faible rendement thermique en raison des per-

tes de chaleur élevées dues aux gaz d'échappement.

Les raisons des pertes de chaleur qui ont lieu dans les fours de la technique antérieure pour la mise

en pratique d'opérations endothermiques de ce type ré-

sident dans le gaspillage des gaz brûlés qui sont évacues à partir de la zone de réaction dans laquelle a lieu la

combustion effective à des températures très élevées.

Ces gaz emmènent alors des quantités de chaleur énormés que la matière ne peut pas absorber de façon suffisante dans la zone de préchauffage parce que les différences de températures ne sont pas suffisamment élevées pour

que des quantités de chaleur raisonnables soient trans-

mises des gaz de combustion à la matière.

Pour pallier ces inconvénients, on a conçu un four à deux colonnes (Brevet des E.U.A. n 3 074 706 de Schmid et autres) pour mettre en pratique les opérations endothermiques de la nature décrite ci-dessus. Ce four

convient, par exemple, pour la fabrication de la chaux.

L'opération est conduite dans un four à double colonne, dans lequel la matière à calciner est préchauffée dans une première colonne par le passage à contre-courant de gaz de réaction quittant la zone de réaction de la secon-

de colonne en un emplacement intermédiaire entre les co-

lonnes. Dans la seconde colonne, on introduit du combus-

tible et de l'air de combustion primaire, cet air pri-

maire étant préchauffé par la matière préchauffée au

préalable dans cette colonne, et faisant brûler le com-

bustible pour effectuer la calcination. On injecte en même temps de l'air froid à l'extrémité inférieure de la seconde colonne pour envoyer cet air froid secondaire, conjointement avec les gaz de combustion, à la première colonne pour préchauffer, par contrat à contre-courant,

la matière qui descend dans cette colonne. Après une pé-

riode de temps prédéterminée, qui est généralement de 10 à 20 minutes, l'écoulement vers les colonnes est inversé, la première colonne agissant alors comme une colonne de

calcination et la seconde colonne agissant comme une co-

lonne de préchauffage. Etant donné que dans les parties inférieures des colonnes, on ne met en circulation

que l'air froid, les deux colonnes forment dans ces par-

ties des zones de refroidissement pour la matière calci-

née, cette matière étant évacuée après refroidissement à partir de la partie inférieure de la colonne, bien que ce soit de façon alternée, c'est-à-dire d'abord à partir

d'une colonne et ensuite à partir de l'autre colonne.

Bien que le rendement thermique de ce type de four soit élevé et que la qualité de la matière ainsi obtenue soit uniforme et élevée également, un tel four

présente un sérieux inconvénient en ce que son fonction-

nement est extrmrmeent compliqué et exige des installations d'inversion d'écoulement ainsi que l'attention voulue des opérateurs ou des ccn,,ndes automatiques susceptibles de

dérangements. Cela est d'autant plus vrai que les opéra-

tions doivent être inversées dans des périodes de temps très précises et déterminées, ce qui implique des actions gênantes. Si l'on procède à une commande sans prendre le soin voulu, il est très probable que l'installation

construitesuivant cette technique fonctionne problable-

ment mal.

L'invention a pour but d'éviter les défauts des

fours et des procédés suivant la technique antérieure.

A cet effet la présente invention, concerne un procédé pour calciner des matières solides dans lequel on opère dans plusieurs zones superposées en direction verticale, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes

dans lesquelles on amène les matières solides à la par-

tie supérieure d'une zone de préchauffage des matières, en envoyant un flux de gaz de combustion chaud et d'air

secondaire à la partie inférieure de la zone de préchauf-

fage en écoulement à contre-courant avec les matières, on transfère les matièresainsi préchauffées dans une zone de calcination disposée immédiatement sous la zone de préchauffage des matières et en alignement avec elle en étant séparée d'elle au moyen d'une fermeture amovible, on envoié en un emplacement situé au voisinage de la partie supérieure de la zone de calcination des flux de

combustible et d'air primaire pour brûler le combusti-

ble et calciner les matières en écoulement parallèle, on laisse les matières ainsi calcinées descendre dans

une zone de refroidissement de matières disposée immé-

diatement au-dessous de la zone de calcination et en alignement avec elle en tant que prolongement de cette zone vers le bas, on envoie un flux d'air secondaire à la partie inférieure de la zone de refroidissement des matières en écoulement à contre-courant avec elles, cet air secondaire étant ainsi préchauffé par les matières et étant mélangé avec les gaz de combustion produits dans la zone de calcination, et on recycle le mélange d'air secondaire et de gaz de combusion ainsi formé

en l'envoyant à la partie inférieure de la zone de pré-

chauffage des matières.

Suivant un mode de réalisation on préchauffe l'air primaire envoyé dans la zone de calcination en le

mettant en contact en écoulement parallèle avec les ma-

tières préchauffées, ce flux d'air primaire étant intro-

duit à la partie supérieure de la zone de calcination,

tandis que l'on introduit le flux de ccmbustible à un ni-

veau inférieur dans cette zone de calcination, une zone de préchauffage d'air primaire étant ainsi formée entre la partie supérieure et le niveau inférieur de la zone

de calcination.

La présente invention concerne également un four à colonne unique pour mettre en pratique le procédé décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe verticale allongée ayant une partie supérieure fermée et une partie inférieure fermée, des moyens d'amenée de matières solides àla partie supérieure de

l'enveloppe, des moyens d'évacuation de matières calci-

nées à la partie inférieure de l'enveloppe, des moyens de fermeture amovible à un niveau prédéterminé entre la

partie supérieure et la partie inférieure de l'envelop-

pe pour diviser l'enveloppe en une chambre supérieureou

chambre de préchauffage des matières et une chambre in-

f érieures, cette chambre inférieure comprenant au moins une zone supérieure ou zone de calcination et une zone inférieure ou zone de refroidissement des matières, des moyens d'injection d'air primaire étant disposés à la partie supérieure de la zone de calcination, des moyens

d'injection de combustible et de combustion étant dis-

posés à un niveau plus bas que les moyens d'injection d'air primaire, des moyens d'injection d'air secondaire étant disposés à la partie inférieure de

la zone de refroidissement des matières, des moyens col-

lecteurs de gaz pour former un mélange des gaz de com-

bustion produits dans la zone de calcination et de l'air secondaire, ces moyens collecteurs de gaz étant disposés à un niveau correspondant à la division entre la zone

de calcination et la zone de refroidissement de la ma-

tière, un conduit reliant les moyens collecteurs de gaz

à la partie inférieure de la chambre supérieure ou cham-

bre de préchauffage des matières, et des moyens d'éva-

cuation de gaz disposés à la partie supérieure de la

chambre supérieure ou chambre de préchauffage des ma-

tières. Suivant un mode de réalisation le four comporte

une zone de préchauffage d'air primaire formée au-des-

sous des moyens de fermeture amovible et au-dessus de la zone de calcination en disposant les moyens d'injection d'air primaire à un niveau voisin des moyens de fermeture et en disposant les moyens d'injection de combustible et de combustion à un niveau inférieur qui est espacé des moyens d'injection d'air primaire d'une distance égale à la hauteur désirée de la zone de préchauffage

d'air primaire.

L'invention est décrite plus en détail ci-après en se référant à des exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, dans lesquels:

- la figure 1 est une vue schématique en éléva-

tion et en coupe représentant un four à colonne unique

pour calciner des matières solides, ce four étant cons-

truit suivant un exemple de réalisation préférentiel de la présente invention;

- la figure 2 est une vue schématique en éléva-

tion et en coupe de la zone du four à colonne unique dans laquelle les matières sont transférées de la zone de préchauffage dans la zone de calcination, ce four étant construit suivant un autre exemple de réalisation de la présente invention; - la figure 3 est une vue schématique partielle en élévation et en coupe représentant un autre exemple de réalisation de l'agencement des moyens d'alimentation en combustible à l'extrémité supérieure de la zone de

calcination du four suivant la présente invention.

On va maintenant se référer aux dessins et plus

particulièrement à la figure 1 o est représenté un ex-

emple de réalisation préférentiel d'un four construit

avec une colonne unique conformément à la présente inven-

tion. Ce four comporte essentiellement une enveloppe ver-

ticale allongée 1 divisée au moyen d'une cloison intermé-

diaire 4 en deux chambres distinctes 2 et 3, ces chambres étant alignées suivant un alignement vertical unique, comme cela est clairement représenté sur la figure 1 des dessins.

Les chambres 2 et 3 suivant lesquelles l'enve-

loppe 1 est divisée, conformément à l'exemple de réali-

sation préférentiel de la présente invention, correspon-

dent successivement, la chambre 2 à une zone de préchauf-

fage des matières solides désignée par la référence A sur la figure 1 des dessins et, la chambre 3, à trois zones distinctes qui sont en communication ouverte l'une avec l'autre à l'intérieur de cette chambre 3. Ces zones comprennent une partie de calcination divisée en une zone de préchauffage d'air désignée par la référence B sur la figure 1 et une zone de calcination proprement dite ou de réaction C. Finalement, la chambre 3 comporte

une zone inférieure D pour le refroidissement des mati-

ères solides. Ces zones sont constituées au moyen de dispositifs et pour des objets qui seront décrits plus

en détail ci-après.

Un mécanisme de transfert de matières solides est disposé sur la cloison 4 entre les chambre 2 et 3 de l'enveloppe 1. Ce mécanisme de transfert est désigné

par la référence numérique 5. Il peut être ouvert et fer-

mé à volonté en fonction du niveau des matières à l'in-

térieur des chambres 2 et 3 et il est associé, pour ef-

fectuer des actions d'ouverture et de fermeture simul-

tanées, à un mécanisme de chargement 7 disposé en posi- tion centrale au sommet 6 de la chambre 2, comme cela

est clairement représenté sur la figure 1 des dessins.

A moyen du mécanisme 5 de transfert de matières

et du mécanisme de chargement 7, qui peuvent être action-

né en synchronisme pour effectuer des actions d'ouver-

ture et de fermeture, les matières à traiter sont char-

gées par le mécanisme 7 dans la chambre supérieure 2. En même temps, une quantité équivalente des matières est transférée par le mécanisme 5 de transfert de matières de la chambre 2 dans la chambre 3. Les matières passent alors d'une position située au-dessus de la cloison 4,

dans une position située au-dessous de cette cloison.

De façon correspondante, à la partie inférieure

de l'enveloppe 1, qui présente une forme générale coni-

que et qui est désignée par la référence numérique 8 sur

la figure 1 des dessins, il est prévu un mécanisme d'é-

vacuation 9 qui peut être actionné pour évacuer des ma-

tières du four de calcination 1. Cette évacuation peut

avoir lieu de façon continue ou par quantités discon-

tinues, suivant le fonctionnement que l'on désire pour le four, comme cela sera décrit plus en détail dans la suite, pour autant que ce fonctionnement puisse avoir

lieu à volonté de façon continue ou par quantités dis-

continue. La chambre supérieure 2 est alimentée avec des gaz de combustion au moyen d'un collecteur 10 qui est en mesure d'introduire les gaz de combustion dans la chambre 2 en un emplacement situé au voisinage de son extrémité inférieure. Cette introduction est effectuée au moyen d'une série de tuyaux 11 reliant le collecteur à l'intérieur de la chambre 2. Le collecteur 10 est

relié à un collecteur supplémentaire 24 placé en posi-

tion plus basse dans la chambre 3, comme cela sera dé-

crit plus en détail dans la suite. La liaison est assurée par un conduit 12 qui, de préférence, doit être calori- fugé de façon efficace pour éviter les pertes de chaleur

par rayonnement, compte tenu de la température relative-

ment élevée à laquelle les gaz sont transportés dans ce conduit vers le collecteur 10 et par les tuyaux 11 pour

pénétrer dans la chambre 2.

Un collecteur d'évacuation 14 est disposé dans la partie supérieure de couverture 6 de la chambre 2, en un emplacement proche de l'extrémité supérieure de

cette chambre 2. Ce collecteur d'évacuation 14 est re-

lié à l'intérieur de la chambre 2 par une série de tu-

yaux 13. Il est aussi relié par un conduit approprié 15 à une cheminée ou système d'évacuation 16 pour permettre l'échappement des gaz brûlés, après que leur chaleur ait été convenablement récupérée, dans l'atmosphère,

comme cela est indiqué au moyen de la flèche corres-

pondante que l'on peut voir à l'emplacement de l'éva-

cuation 16 sur la figure 1.

Conformément à ce qui a été exposé précédem-

ment, lachambre inférieure 3 est divisée en trois zones différentes, à savoir une zone supérieure ou zone de préchauffage d'air B, une zone intermédiaire ou zone calcination ou réaction C et une zone inférieure ou zone de refroidissement des matières D. La chambre 3

est munie à son extrémité supérieure d'une série d'en-

trées d'air primaire 17 alimentées par une conduite 18 provenant d'un ventilateur ou d'un compresseur 19 qui refoule l'air atmosphérique froid vers l'intérieur de partie d'extrémité supérieur de la chambre 3 dans un but qui apparaîtra plus clairement dans la suite. Ces entrées d'air 17 sont situées à peu près à l'extrémité supérieure de la zone de préchauffage d'air B de la

chambre inférieure 3 de l'enveloppe 1.

Sensiblement en face de l'extrémité inférieure de la zone de préchauffage d'air B de la chambre 3 sont disposées plusieurs lances à combustible 20. Ces lances à combustible sont munies de buses de brûleur appropriées 21 qui sont alimentées par une conduite 22 et une pompe correspondante 23, de préférence avec un combustible gazeux ou solide. Ce combustible est brûlé en utilisant

l'air primaire préchauffé en tant qu'auxiliaire de com-

bustion pour constituer une zone de calcination ou ré-

action C qui est dans une position intermédiaire dans la chambre 3 de l'enveloppe 1, conformément à ce que

l'on peut voir clairement sur la figure 1 des dessins.

A l'extrémité inférieure de la zone de calci-

nation ou réaction C est disposé, à l'extérieur de l'en-

veloppe 1, un collecteur 24 recueillant les gaz de com-

bustion et l'air secondaire. Ce collecteur est relié à l'intérieur de la chambre 3 par une série de tuyaux 25

et 26. Ce collecteur 24 est également relié, conformé-

ment à ce qui a été décrit précédemment, par le conduit 12 for-

tement calorifugé, au collecteur 10 d'amenée des gaz de

combustion et de l'air secondaire dans la chambre 2.

Une entrée d'air secondaire 27 est disposée à l'extrémité inférieure de la chambre 3, en face de la

partie inférieure conique 8. Cette entrée d'air secon-

daire 27 est reliée par une conduite 28 à un ventila-

teur ou compresseur d'air secondaire 29 pour injecter de l'air secondaire froid verticalement vers le haut à la partie inférieure de la chambre D afin de refroidir les matières, dans un but qui apparaîtra plus clairement

dans la description du mode de fonctionnement du four

construit conformément à l'invention.

Bien que le four représenté sur la figure 1 constitue l'exemple de réalisation préférentiel de l'invention, il y a lieu de remarquer que les mécanismes spécifiques représentés sur cette figure peuvent être

modifiés sans sortir du cadre de la présente invention.

Par conséquent, comme on peut le voir clairement sur la figure 2 des dessins qui représente la zone du four correspondant au mécanisme de transfert de matière 5

et à la cloison 4, cette cloisonn4 est une cloison fer-

mée dans le cas de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, aucun mécanisme de transfert de matière

5 n'étant disposé en son centre. Au lieu de cela le méca-

nisme de transfert de matière 5 est constitué par plus-

ieurs conduits de sortie 30 communiquant avec l'inté-

rieur de la chambre 2 à l'extrémité inférieure de cette chambre. Par l'intermédiaire de clapets appropriés 31,

manuels ou pneumatiques, les conduits 30 envoient la.

matière dans un conduit 32 qui, à son tour, décharge la

matière à l'extrémité supérieure de la chambre 3. L'ef-

fet d'un dispositif de ce type est exactement le même que celui du mécanisme de transfert 5 disposé au centre de la cloison 4, comme représenté sur la figure 1 des dessins. Son fonctionnement peut aussi être synchronisé avec celui du mécanisme de chargement de matières 7 et

avec celui du mécanisme d'évacuation de matières 9, com-

me cela a été décrit précédemment en se référant au four

construit conformément à l'exemple de réalisation repré-

senté sur la figure 1 des dessins.

Le mécanisme de transfert de matières décrit

en se référant à la figure 1 et à la figure 2 des des-

sins peut aussi être remplacé par des éléments de fer-

meture prenant la place de la cloison 4 et du mécanis-

me de transfert de matières 5 et qui peuvent être effa-

cés à volonté au moyen de dispositifs dynamiques à gaz qui sont bien connus dans la technique antérieure. La

caractéristique principale du procédé et du four cons-

truit suivant la présente invention est de constituer deux chambres distinctes 2 et 3 pour que la zone de préchauffage des matières et la zone de calcination puissent être physiquement séparées, ce qui peut être assuré par des moyens mécaniques tels qu'une cloison 4 et par un type quelconque de mécanisme de transfert de matières 5 ou en remplaçant ces moyens cloison 4 et mécanisme de tranfert 5 par une fermeture dynamique

à gaz qui peut être effacée à volonté.

Sur la figure 3 des dessins, on a représenté

un exemple de réalisation différent des lances à com-

bustible 20. Dans l'exemple de réalisation particulier

construit conformément à la figure 3, plusieurs perça-

ges 21 communiquant avec l'intérieure de la chambre 3 à l'emplacement approprié remplacent les buses 21 des lances à combustible 20 de la figure 1. Par conséquent, les lances à combustible 20 sont disposées à l'extérieur de la chambre 3, comme cela est clairement représenté sur la figure 3 des dessins. Ces lances peuvent ainsi être remplacées et/ou réparées de façon plus rapide

que dans l'exemple de réalisation représenté sur la fi-

gure 1 des dessins. Le fonctionnement de ces lances à combustible 20 est cependant exactement le même que

celui des lances combustible déjà décrites en se réfé-

tant à la figure 1. Il en résulte que la modification

de leur conception n'implique aucune modification in-

ventive de l'objet que l'on désire protéger par le pré-

sent mémoire.

Le procédé pour calciner des matières solides suivant la présente invention est décrit ci-après en se référant à l'utilisation du four à colonne unique

représenté sur la figure 1 des dessins. Il doit cepen-

dant être entendu que ce procédé peut être mis en pra-

tique dans des fours de type différent pourvu de l'on conserve la caractéristique de la calcination effectuée en courant parallèle avec les gaz de combustion, les

matières étant disposées dans une colonne unique.

Suivant un exemple de réalisation particulière-

ment préférable de la présente invention, les matières à calciner, qui sont de préférence du calcaire pour la production de la chaux ou de la dolomie pour la pro-

duction de la magnésie, sont chargées au moyen du méca-

nisme de chargement 7 pour remplir la chambre 2 de l'en-

veloppe 1. Les matières sont préchauffées dans cette chambre 2 sous l'effet de l'écoulement, indiqué par les flèches dessinées dans cette chambre 2, d'un mélange de gaz de combustion provenant de la zone de calcination C

et d'air secondaire provenant de la zone de refroidisse-

ment D de l'enveloppe 1, à une température relativement

élevée. Il en résulte que les gaz de combustion prove-

nant de la zone de calcination C sont davantage brûlés dans la chambre 2 en utilisant l'air secondaire injecté à l'extrémité inférieure de la zone de refroidissement D, comme cela sera décrit plus en détail dans la suite. On peut ainsi élever la température des matières dans la

chambre 2, celles-ci étant alors efficacement préchauf-

fées, ces matières extrayant en même temps la plus gran-

de proportion possible de la chaleur transportée par les gaz de combustion avant qu'on laisse ces gaz partir dans l'atmosphère par le collecteur 14 et l'évacuation

16.

Les matières ainsi préchauffées sont transfé-

rées au moyen du mécanisme de transfert 5 vers la cham-

bre inférieure 3, ces matières pénétrant en écoulement descendant dans la zone de préchauffage d'air B, de l'air primaire étant injecté par des buses d'alimentation 17 à l'extrémité supérieure de cette zone pour préchauffer

cet air en écoulement parallèle avec les matières pré-

chauffées, jusqu'à ce que ces matières atteignent la

zone de calcination ou de réaction C. A l'extrémité su-

périeure de cette zone C du combustible est injecté par

les lances 20 et les buses 21 et il est brûlé en utili-

sant l'air primaire amené par les buses 17 et préchauf-

fé dans la zone B pour effectuer la calcination de la

matière préchauffée en utilisant l'air primaire pré-

chauffé et le combustible. On veut ainsi effectuer l'ac-

tion requise dans cette zone, par exemple la décomposi-

tion du calcaire en oxyde de calcium ou la décomposition

de la dolomie en magnésie.

Les gaz de combustion qui progressent en écou-

lement parallèle avec les matières qui descendent dans

la zone de calcination C rencontrent un flux d'air se-

condaire qui est envoyé par les buses 27 à la partie in-

férieure de l'enveloppe 1, comme cela sera décrit plus

en détail dans la suite. Les gaz de combustion sont con-

duits à l'extérieur de l'enveloppe conjointement avec l'air secondaire par des tuyaux 25 et 26 allant vers le collecteur 24. A partir de ce collecteur, le mélange de gaz de combustion provenant de la zone de calcination C et d'air secondaire préchauffé provenant de la zone de

refroidissement D est envoyé par le conduit 12 au collec-

* teur 10 et de là, par les tuyaux 11, dans la chambre 2 pour être complètement brûlé. Il préchauffe alors les matières initialement chargées, conformément à ce qui a

été décrit précédemment.

Enfin, les matières solides continuent à des-

cendre au-dessous du collecteur 24 et pénètrent dans la

zone de refroidissement D des matières o elles sont re-

froidies au moyen de l'air secondaire froid qui est ame-

né par les buses 27, en préchauffant ainsi cet air se-

condaire par prélèvement de chaleur dans les matières en cours de refroidissement. Cela a pour but d'envouer l'air secondaire, en mélange avec les gaz de combustion provemant de la zone de calcination C, dans la chambre 2 de préchauffage des matières, conformément à ce qui a

été mentionné précédemment.

Les matières refroidies par l'air secondaire froid sont évacuées par le mécanisme d'évacuation 9 à une température suffisamment basse pour leur transport

et leur utilisation ultérieure.

Comme on peut le voir à partir de ce qui pré-

cède, le four construit conformément à la présente in-

vention est capable de mattre en pratique le procédé décrit précédemment soit de façon cibtinue, soit par quantités discontinues, par la manoeuvre appropriée du mécanisme de chargement 7 et du mécanisme de déchargement 9 ainsi que du mécanisme de transfert des matières solides, en envoyant aussi de l'air primaire (de façon continue ou par quantité discontinues) au moyen du ventilateur 19 et de l'air secondaire au moyen du ventilateur 29, ainsi que du combustible au moyen de la pompe 23, pour la mise en

pratique du procédé de façon voulue.

Le four à colonne unique construit conformément à la présente invention, évite la necessité, classique dans les fours à deux colonnes, de procéder à l'échange

mutuel entre la zone de préchauffage et la zone de cal-

cination et vice-versa, ainsi qu'à l'inversion de l'é-

coulement des gaz dans le four, ce qui facilite gran-

dement le fonctionnement du four proprement dit et ac-

croît le rendement du procédé. Cela est d'autant plus vrai que dans le cas du four à colonne unique suivant la présente invention, la mise en pratique du procédé peut avoir lieu de façon continue, avec un flux descendant continu de matières solides du haut vers le bas de la colonne. Cela est obtenu tout en permettant l'écoulement

des gaz,de la façonclairement décrit précédemment, en pré-

voyant une séparation définie entre la chambre supérieure ou chambre de préchauffage 2 et la chambre inférieure ou chambre de calcination 3, et aumoyen de la division de cette dermière chambre en trois zones différentes, à savoir une zone de préchauffage, une zone de calcination et une zone de refroidissement des matières. On peut ainsi assurer le déroulement des opérations sans qu'il

soit nécessaire de modifier l'écoulement des gaz à l'in-

-térieur du four. Cet écoulement des gaz est fixé avec

précision dès le départ et on évite la nécessite de re-

courir à des parois de changement de direction ou à d'autres mécanismes qui, fonctionnant avec des gaz qui

sont généralement manipulés à des températures très éle-

vées, provoquent des pannes fréquentes et des difficul-

tés de manoeuvre de ces mécanisme.

Les pertes thermiques par rayonnement, qui pour-

raient être produites par le conduit 12 qui transporte en déviation les gaz de combustion quittant la zone de

calcination et pénétrant dans la chambre de préchauffa-

ge, peuvent être aisément limitées en prévoyant un calori-

fugeage réfractaire approprié. Les réalisations corres-

pondantes de l'invention n'entratnent pas d'inconvé-

nients évidents du procédé et du four construit confor-

mément à la présente invention. En effet, la mise en oeuvre d'un calorifugeage approprié ne constitue pas une difficulté insurmontable et, bien entendu, les pertes de chaleur possibles par rayonnement ne constituent pas

un élément très important par comparaison avec l'accrois-

sement du rendement du procédé et avec la simplification

du fonctionnement du four si on le compare au fonction-

nement très compliqué des fours à deux colonnes actuel-

lement en usage et constituant la réalisation la plus récente liée aux fours à récupération de chaleur pour la calcination des matières solides. Il en résulte que

le four suivant la présente invention peut être consi-

déré comme un appareil révolutionnaire dans la techni-

que de la calcination des matières solides. En effet, il simplifie dans une large mesure le procédé ainsi que le fonctionnement du four et il garantit en même temps la récupération avec un rendement élevé de la chaleur transportée par les gaz de combustion. En outre, il n'y a pratiquement pas de perte de chaleur par rayonnement

dues au conduit de dérivation reliant l'extrémité in-

férieure de la zone de calcination à l'extrémité infé-

rieure de la zone de préchauffage.

En règle générale, quand le procédé et le four

suivant la présente invention sont utilisés pour la fa-

brication de chaux par calcination de calcaire, la tem-

pérature à laquelle le calcaire quitte la zone de pré-

chauffage 1 est approximativement comprise entre 800 et 9000C, tandis que la température atteinte dans la zone de calcination C est approximativement comprise entre 1100 et 1200 C, ces températures étant réglées en réglant les quantités d'air primaire et d'air secondaire

qui sont envoyées respectivement dans la zone de calci-

nation et dans la zone de refroidissement des matières.

Les matières quittant la zone de refroidisse-

ment sont refroidies par l'air secondaire jusqu'à des températures comprises entre 50 et 60 C, d'autant plus

que, pratiquement, la totalité de la chaleur transpor-

tée est extraite par l'air secondaire qui passe, après avoir été mélangé avec les gaz de combustion, de la zone de calcination C dans la zone de préchauffage A,

à des températures qui ne dépassent pas 1000 C.

On peut ainsi voir que les zones critiques dans lesquelles les pertes de chaleur par rayonnement peuvent avoir lieu c'est-à-dire le conduit de déviation 12, peuvent être convenablement calorifugées parce que les gaz s'y déplacent à une température qui ne dépasse

pas 1000 C environ. Un calorifugeage réfractaire appro-

prié peut alors empêcher efficacement les pertes de chaleur appréciables par rayonnement dans le consuit 12

mentionné ci-dessus.

D'autre part, quand on installe des batteries de four de ce type, ce qui est le cas général, le conduit de déviation 12 peut être disposé entre chaque couple de fours, de sorte que ce conduit peut être logé dans des enceintes calorifugées appropriées qui sont constamment

chauffées par la chaleur normalement transmise par con-

duction à travers les parois du four.

Cela est d'autant plus vrai que ces conduits de déviation 12 coincident précisément avec les zones de calcination des fours et sont donc disposés en des

emplacements dans lesquels les fours prennent la tempé-

rature la plus élevée.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé pour calciner des matières solides

en opérant dans plusieurs zones superposées en direc-

tion verticale caractérisé en ce qu'il comporte les étapes dans lesquelles on amène les matières solides à la partie supérieure d'une zone (A) de préchauffage des matières, en envoyant un flux de gaz de combustion chauds et d'air secondaire à la partie inférieure de la zone de préchauffage en écoulement à contre-courant avec

les matières, on transfère les matières ainsi préchauf-

fées dans une zone de calcination (B, C) disposée immé-

diatement sous la zone de préchauffage des matières et en alignement avec elle en étant séparée d'elle au moyen d'une fermeture amovible (4, 5), on envoie en un emplacement situé au voisinage de la partie supérieure de la zone de calcination des flux de combustible et d'air primaire pour brûler le combustible et calciner

les matières en écoulement parallèle, on laisse les ma-

tières ainsi calcinées descendre dans une zone (D) de

refroidissement des matières disposée immédiatement au-

dessous de la zone de calcination et en alignement avec elle en tant que prolongement de cette zone vers le bas,

on envoie un flux d'air secondaire (27) à la partie in-

férieure de la zone de refroidissement des matières en

écoulement à contre-courant avec elles, cette air secon-

daire étant ainsi préchauffé par les matières et étant mélangé avec les gaz de combustion produits dans la zone

de calcination, et on recycle le mélange d'air secon-

daire et de gaz de combustion ainsi formé en l'envoyant à la partie inférieure de la zone de préchauffage des matières.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'on préchauffe l'air primaire envoyé dans la zone de calcination (B, C) en le mettant en contact en écoulement parallèle avec les matières préchauffées, ce flux d'air primaire (17) étant introduit à la partie supérieure de la zone de calcination (B, C), tandis que l'on introduit le flux de combustible (20) à un niveau inférieur dans cette zone de calcination (B, C), une zone (B) de préchauffage d'air primaire étant ainsi formée entre la partie supérieure et le niveau inférieure de

la zone de calcination (C).

3 ) Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que les matières solides sont du calcaire, ce

calcaire étant préchauffé dans la zone (A) de préchauf-

fage des matières à une température comprise entre 800 C environ et 900 C environ. Ces matières étant calcinées

dans la zone de calcination (C) à une température compri-

se entre 1100 C environ et 1200 C, lesdites matières étant refroidies dans la zone de refroidissement (D) à

une température comprise entre 50 C environ et 60 C en-

viron. 4 ) Four à colonne unique pour la calcination de matières solides pour la mise en pratique du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac-

térisé en ce qu'il comporte une enveloppe verticale al-

longée ayant une partie supérieure (6) fermée et une partie inférieure (8) fermée, des moyens d'amenée de

matières solides (7) à la partie supérieure de l'enve-

loppe, des moyens d'evacuation de matières calcinées (9) à la partie inférieure de l'enveloppe, des moyens de fermeture amovible (5) à un niveau prédéterminé entre

la partie supérieure et la partie inférieure de l'enve-

loppe pour diviser l'enveloppe en une chambre supérieure

ou chambre de préchauffage (2) des matières et une cham-

bre inférieure (3), cette chambre inférieure comprenant au moins une zone supérieure ou zone de calcination (B, C) et une zone inférieure ou zone de refroidissement (D) des matières, des moyens d'injection d'air primaire (17)

étant disposés à la partie supérieure de la zone de cal-

cination (B, C), des moyens d'injection de combustible (20) et le combustible (21) étant disposés à un niveau plus bas que les moyens d'injection d'air primaire, des moyens d'injection d'air secondaire (27) étant disposes à la partie inférieure de la zone de refroidissement (D) des matières, des moyens collecteurs de gaz (24) pour former un mélange des gaz de combustion produits dans la zone de calcination et de l'air secondaire, ces moyens

collecteur de gaz étant disposés à un niveau correspon-

dant à la division entre la zone de calcination (B, C)

et la zone de refroidissement (D) de la matière, un con-

duit (12) reliant les moyens collecteurs de gaz (24) à la partie inférieure de la chambre supérieure ou chambre

de préchauffage (2) des matières, et des moyens d'éva-

cuation de gaz (14, 15, 16) disposes à la partie supé-

rieure de la chambre supérieure ou chambre de prechauf-

fage des matières (2).

) Four à colonne unique selon la revendica- tion 4 caractérisé en ce qu'il comporte une zone (B) de préchauffage d'air primaire formée au dessous des moyens de fermeture amovible (5) et au-dessus de la zone de calcination proprement dite (C) en disposant les moyens d'injection d'air primaire (17) à un niveau voisin des

moyens de fermeture (5) et en disposant les moyens d'in-

jection de combustible (20) et de combustion (21) à un niveau inférieur qui est espacé des moyens d'injection d'air primaire d'une distance égale à la hauteur desirée

de la zone (B) de préchauffage d'air primaire.

6 ) Four à colonne unique selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que les moyens de fermeture amovible (5) comportent une cloison horizontale (4) qui

munie de moyens de transfert de matières 5) pour trans-

férer des matières de la chambre supérieure dans la

chambre inféreure.

7 ) Four à colonne unique selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que les moyens de fermeture

amovible (5) comportent une fermeture dynamique à gaz.

8 ) Four à colonne unique selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que les moyens de fermeture amovible (5) comportent une cloison horizontale fer- mée (4) et un conduit en dérivation (30, 32) muni d'un clapet (31) reliant la chambre supérieure (2) à la chambre inférieure (3) pour transférer des matières de

la première dans la seconde.