Perfectionnements aux fours à chaux.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux fours à chaux. Elle concerne en particulier,: un procédé visant à éliminer l'agglomération et le frittage de fines particules de chaux, ainsi que les-fours à chaux. équipés de moyens permettant cette élimination.
Dans de nombreux types de fours à chaux, en particulier ceux du type vertical, dans lesquels on soumet des pierres calcaires à une cuisson en vue de former-de la chaux vive, il se produit, en certains. endroits, des agglomérations de fines poussières de
chaux à haute teneur en impuretés provenant de l'attrition des blocs de chaux.
Sous l'action des hautes températures et en raison des impuretés telles que la silice, les oxydes de fer, les alcalis et les sulfates que contiennent ces poussières fines agglomérées, celles-ci durcissent
et s'accumulent en formant des dépôts à grande résistance mécanique.
Ces dépôts se forment généralement dans les conduits de circulation des gaz de combustion et/ou de l'air de refroidissement des fours à chaux, en créant des obstructions à la libre circulation de ces gaz.
Ces obstructions affectent considérablement la qualité
de la chaux produite,, en augmentant sa teneur en produit incuit (carbonate de calcium résiduel).
Lorsque ces dépôts deviennent trop importants,
il faut arrêter le four à chaux pour procéder à un traitement mécanique visant à éliminer lesdits dépôts. Cet
arrêt de production entraîne une diminution sensible <EMI ID=1.1>
viennent s'ajouter les frais inhérents au nettoyage
<EMI ID=2.1>
briques réfractaires détériorées par ce nettoyage
(décollage mécanique .des dépôts durcis) et par les chocs thermiques se-produisant lors du refroidissement et du réchauffage du four à chaux.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients, en empêchant la formation des dépôts susdits.
On a constaté expérimentalement une diminution très sensible du durcissement ou frittage des poussières de chaux dans les conduits des fours à chaux, lorsque l'atmosphère de ces conduits contient une forte proportion d'eau en phase gazeuse.
Suivant la présente invention, on introduit de l'eau liquide dans les zones du four à chaux où se produisent des dépôts de poussières durcies.
L'introduction d'eau se fait avantageusement au moyen de lances en matériaux réfractaires.
Bien que la demanderesse ne désire pas se limiter à une théorie quelconque, elle croit que la diminution de l'aptitude au frittage des poussières est due au refroidissement des gaz par l'eau introduite.
Les quantités d'eau à introduire, ainsi que les endroits où doivent se faire ces introductions d'eau varient selon le type de four utilisé, l'importance des dépôts de poussières frittées, les endroits où ces dépôts se forment et la diminution désirée de la température des gaz de combustion.
La diminution de température des gaz de combustion est. notamment fonction de la quantité d'eau introduite, comme le révèle la formule suivante :
<EMI ID=3.1>
dans laquelle :
W = débit d'eau injectée en litres par heure ;
<EMI ID=4.1>
pour la transformation d'eau liquide à 20[deg.]C en eau en phase gazeuse à une température de
1000"C ;
D = débit de gaz de combustion du four en m3 par
heure.
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
Le procédé suivant l'invention est avantageusement applicable à des fours à chaux du type fixe (par opposition aux fours à chaux rotatifs), plus particulièrement aux fours à chaux verticaux.
Dans un four à chaux vertical de .type connu à plusieurs cuves, la pierre calcaire est chargée à la partie supérieure de chaque cuve et traverse, sous l'effet de la pesanteur, une zone de préchauffage, puis une zone de cuis-
<EMI ID=10.1>
duite est évacuée.
Un combustible liquide ou gazeux est introduit dans
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1> Les gaz de combustion et l'air de refroidissement sont évacués de chaque cuve par un carneau annulaire entourant la zone de cuisson à la partie inférieure de celle-ci.
C'est dans ce carneau que l'on, observe des dépôts de poussières durcies ou frittées.
L'invention est illustrée par l'exemple d'application industrielle suivant, qui permettre de mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle procure.
Dans cet exemple, il est fait référence à des fours
à chaux du type montré sur les dessins schématiques ci-annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une coupe verticale d'une cuve d'un four à chaux vertical;
- la figure 2 est une coupe horizontale des trois cuves d'un four à chaux suivant la ligne II-II de la figure <1>, et - la figure 3 est, à plus grande échelle, une vue montrant l'agencement d'un dispositif d'introduction d'eau dans un carneau d'un four à chaux du type montré à la fi-
<EMI ID=13.1>
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
<EMI ID=14.1> à chaux vertical comportant une zone de préchauffage 1, une zone de cuisson 2 et une zone de refroidissement 3. Au voisinage de son extrémité inférieure, la zone de cuisson 2
<EMI ID=15.1>
Lorsque, comme montré à la figure 2, on utilise.trois cuvas montées côte: à côte, les carneaux annulaires 4 de ces
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1> <EMI ID=18.1> rieure de la zone de cuisson, où le combustible est enflammé au contactde l'air primaire ou air comburant introduit dans le four dans le sens de la flèche X.
<EMI ID=19.1>
ment ou air secondaire introduit dans le four dans le sens de la flèche Y, sont évacués dans le carneau annulaire 4, en passant en dessous des voûtes 7 établies sur le pourtour de la zone de combustion 4, à la partie inférieure de celle-ci.
<EMI ID=20.1>
des trous de visite munis de couvercles 9. Comme on le voit aux figures 1 et 2, certains de ces couvercles 9 livrent passage à des lances 10 servant à l'introduction d'eau des les carneaux 4, en vue d'éliminer ou de diminuer la formation dans ceux-ci de dépôts de poussières de chaux frittée et durcie. Ces lances 10 qui sont en matériau refractaire sont avantageusement reliées, par exemple par des tuyaux souples, à une rampe circulaire (non montrée) s'étendant au-dessus du carneau.
Pour protéger les lances 10 contre les températures élevées des gaz de combustion, chacune de ces lances est insérée, comme le montre la figure 3, dans une gaine 11 dans laquelle passe de l'air de refroidissement, cet air arrivant dans la gaine par un conduit latéral 12, dans le sens de la flèche Z. Ainsi, de l'air est introduit en même temps que de l'eau dans le carneau 4.
Dans un groupe de quatre fours à chaux verticaux
du type décrit plus haut, on subissait des arrêts de production de 4 à 6 jours après 60 jours de fonctionnement. Ces arrêts étaient dus à une obstruction des carneaux par une poussière de chaux à hautes teneurs en impuretés comme en témoignent les analyses ci-après des échantillons prélevés au cours du nettoyage des fours.
<EMI ID=21.1>
On a injecté dans les carneaux 4 une quantité d'eau variant entre 800 et 1200 litres par four.
La durée de l'essai a porté sur une période de
6 mois. L'introduction de l'eau a été réalisée en 18 points. Les fours étaient chacun équipés d'un système
de comptage et de régulation du débit, ainsi que d'une rampe circulaire de distribution d'eau entourant chaque cuve.
Les couvercles 9 de fermeture de certaines ouvertures de visite des carneaux 4 étaient équipés d'un tube ou d'une lance d'injection 10 en acier réfractaire
<EMI ID=22.1>
des carneaux 4 connue indiquée sur le schéma de la figure
On a observé dans les carneaux, une diminution
de température de l'ordre de 100[deg.]C.
L'augmentation de la consommation calorifique
<EMI ID=23.1> <EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1>
<EMI ID=26.1>
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
Par suite de l'augmentation de production, le procédé suivant l'invention présentait les avantages suivants : Par four.
- Augmentation de production par suite de la réduction des temps de nettoyage : 3510 tonnes par an.
- Augmentation du tonnage de chaux produite par la suppression de la vidange des fours : 1736 tonnes par an.
Ceci correspondait à une augmentation totale
de production de 5246 tonnes par an.
La diminution locale des températures a permis
le remplacement du revêtement réfractaire magnésien des carneaux et des poussards par du réfractaire alumineux nettement moins coûteux. Seules les parties en contact
avec la flamme restaient en réfractaire magnésien.
Il est-évident que l'invention n'est pas limitée ', aux détails décrits plus haut et que diverses modifications peuvent être apportées à ceux-ci sans sortir du cadre .de l'invention.
<EMI ID=33.1>
1.-Procédé pour inhiber l'agglomération et le
<EMI ID=34.1>
caractérisé en ce qu'on introduit de l'eau dans les zones où se produisent l'agglomération et le frittage de ces
<EMI ID=35.1>
Improvements to lime kilns.
The present invention relates to improvements to lime kilns. It relates in particular to: a process aimed at eliminating the agglomeration and sintering of fine particles of lime, as well as lime kilns. equipped with means allowing this elimination.
In many types of lime kilns, particularly those of the vertical type, in which limestone is fired to form quicklime, in some cases it occurs. places, agglomerations of fine dust of
lime with a high content of impurities from lime block attrition.
Under the action of high temperatures and due to impurities such as silica, iron oxides, alkalis and sulphates contained in these agglomerated fine dust, they harden
and accumulate, forming deposits with high mechanical resistance.
These deposits generally form in the ducts for the circulation of combustion gases and / or cooling air in lime kilns, creating obstructions to the free circulation of these gases.
These obstructions significantly affect the quality
of the lime produced, by increasing its content of incited product (residual calcium carbonate).
When these deposits become too large,
the lime kiln must be stopped in order to carry out a mechanical treatment aimed at removing said deposits. This
production stoppage results in a significant decrease <EMI ID = 1.1>
are added the costs inherent to cleaning
<EMI ID = 2.1>
refractory bricks deteriorated by this cleaning
(mechanical release of hardened deposits) and by thermal shocks occurring during cooling and reheating of the lime kiln.
The present invention aims to overcome these drawbacks by preventing the formation of the aforementioned deposits.
Experimentally, a very significant reduction in the hardening or sintering of lime dust in the pipes of lime kilns has been observed, when the atmosphere of these pipes contains a high proportion of water in the gaseous phase.
According to the present invention, liquid water is introduced into the areas of the lime kiln where deposits of hardened dust occur.
The introduction of water is advantageously carried out by means of lances made of refractory materials.
Although Applicants do not wish to limit themselves to any one theory, they believe that the decrease in the sinterability of dust is due to the cooling of the gases by the water introduced.
The quantities of water to be introduced, as well as the places where these water introductions must be made, vary according to the type of furnace used, the importance of the deposits of sintered dust, the places where these deposits form and the desired reduction in the temperature of the combustion gases.
The decrease in temperature of the combustion gases is. in particular according to the quantity of water introduced, as revealed by the following formula:
<EMI ID = 3.1>
in which :
W = flow of water injected in liters per hour;
<EMI ID = 4.1>
for the transformation of liquid water at 20 [deg.] C into water in the gas phase at a temperature of
1000 "C;
D = furnace combustion gas flow rate in m3 per
hour.
<EMI ID = 5.1>
<EMI ID = 6.1>
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
The process according to the invention is advantageously applicable to lime kilns of the fixed type (as opposed to rotary lime kilns), more particularly to vertical lime kilns.
In a vertical lime kiln of a known type with several vats, the limestone is loaded at the top of each vat and passes through, under the effect of gravity, a preheating zone, then a cooking zone.
<EMI ID = 10.1>
pick is discharged.
Liquid or gaseous fuel is introduced into
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1> The combustion gases and the cooling air are evacuated from each tank through an annular flue surrounding the cooking zone at the bottom of it.
It is in this flue that we observe deposits of hardened or sintered dust.
The invention is illustrated by the following example of industrial application, which makes it possible to better understand the invention and the advantages it provides.
In this example, reference is made to ovens
lime of the type shown in the accompanying schematic drawings, in which:
- Figure 1 is a vertical section of a vessel of a vertical lime kiln;
- Figure 2 is a horizontal section of the three tanks of a lime kiln along the line II-II of Figure <1>, and - Figure 3 is, on a larger scale, a view showing the arrangement of a device for introducing water into a flue of a lime kiln of the type shown in fig.
<EMI ID = 13.1>
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
<EMI ID = 14.1> vertical lime comprising a preheating zone 1, a cooking zone 2 and a cooling zone 3. Near its lower end, the cooking zone 2
<EMI ID = 15.1>
When, as shown in Figure 2, three cuvas mounted side-by-side are used, the annular flues 4 of these
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1> <EMI ID = 18.1> inside the cooking zone, where the fuel is ignited on contact with the primary air or combustion air introduced into the oven in the direction of arrow X.
<EMI ID = 19.1>
ment or secondary air introduced into the furnace in the direction of arrow Y, are evacuated into the annular flue 4, passing below the vaults 7 established around the perimeter of the combustion zone 4, at the lower part of the latter .
<EMI ID = 20.1>
inspection holes provided with lids 9. As can be seen in Figures 1 and 2, some of these lids 9 provide passage for lances 10 used for the introduction of water from the flues 4, with a view to eliminating or reduce the formation in them of deposits of sintered and hardened lime dust. These lances 10 which are made of refractory material are advantageously connected, for example by flexible pipes, to a circular ramp (not shown) extending above the flue.
To protect the lances 10 against the high temperatures of the combustion gases, each of these lances is inserted, as shown in FIG. 3, in a duct 11 through which cooling air passes, this air arriving in the duct through a lateral duct 12, in the direction of arrow Z. Thus, air is introduced at the same time as water into the flue 4.
In a group of four vertical lime kilns
of the type described above, there were production stoppages of 4 to 6 days after 60 days of operation. These stops were due to an obstruction of the flues by lime dust with high levels of impurities, as shown by the analyzes below of the samples taken during the cleaning of the furnaces.
<EMI ID = 21.1>
A quantity of water varying between 800 and 1200 liters per oven was injected into the flues 4.
The duration of the trial covered a period of
6 months. The introduction of water was carried out in 18 points. The ovens were each equipped with a
metering and flow regulation, as well as a circular water distribution ramp surrounding each tank.
The covers 9 for closing certain inspection openings of the flues 4 were fitted with a tube or an injection lance 10 made of refractory steel
<EMI ID = 22.1>
4 known flues indicated in the diagram in the figure
We observed in the flues, a decrease
temperature of the order of 100 [deg.] C.
The increase in calorific consumption
<EMI ID = 23.1> <EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
<EMI ID = 26.1>
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
As a result of the increase in production, the process according to the invention exhibited the following advantages: By oven.
- Increase in production due to reduced cleaning times: 3510 tonnes per year.
- Increase in the tonnage of lime produced by eliminating the emptying of furnaces: 1,736 tonnes per year.
This corresponded to a total increase
production of 5,246 tonnes per year.
The local decrease in temperatures allowed
the replacement of the magnesian refractory lining of flues and pushers with much less expensive aluminous refractory. Only the parties in contact
with the flame remained in magnesian refractory.
It is obvious that the invention is not limited to the details described above and that various modifications can be made to these without departing from the scope of the invention.
<EMI ID = 33.1>
1.-Process for inhibiting agglomeration and
<EMI ID = 34.1>
characterized in that water is introduced into the areas where the agglomeration and sintering of these
<EMI ID = 35.1>