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Technologie de broyage du charbon (3ème partie)          
                   
9   Problèmes de séchage            
  9.1 Considérations préliminaires:            
    - Comme mentionné dans la première partie de cette présentation, le charbon a deux types d'humidité (propre et libre)  
      et le charbon est toujours humide à l'entrée de l'installation de broyage.        
    - Presque tous les systèmes de broyage de charbon incorporent le séchage dans le circuit.      
    - Pour cela, les broyeurs verticaux ont une meilleure efficacité de séchage que les broyeurs à boulets.    
      Le broyeur vertical peut sécher la matière avec une humidité supérieure à 20%.        
      Au contraire, les broyeurs à boulets peuvent sécher jusqu'à 12-15% maximum.        
    - La partie de séchage du système nécessite une attention sérieuse dans la conception puisque la possibilité d'incendies  
      et d'explosions augmente à mesure que le charbon devient plus fin, sec et chaud.        
    - Les charbons avec humidité élevée nécessitent plus d'air pour le séchage et la température des gaz chauds à disposition  
      doit être plus importante.            
      Cette seconde alternative est dangereuse et doit être évitée.          
    - Le système d'alimentation indirect est recommandé pour les cas de charbon très humide.      
  9.2 Limitation de la teneur en humidité:            
    - Il est recommandé que l'humidité de la poussière de charbon ait un minimum de 1-1,5% à n'importe quel point dans  
      le circuit (séchage, broyage, transport et alimentation bruleur).          
      Ce niveau de 1-1,5% ne s'applique pas aux charbons sous-bitumineux et le lignite dont la teneur en humidité inhérente  
      est souvent élevée.            
      Ceux-ci sont souvent séchés avec 4-8% de résidu d'humidité.          
    - Quelques chiffres de limite de teneur en humidité:            
     
           
  9.3 Température à l'entrée du broyeur:            
    - L'air de séchage ne ​​doit pas être trop chaud pour provoquer l'inflammation prématurée des particules fines de charbon  
      (un charbon réactif s'enflamme à une température inférieure).          
    - Il est en outre recommandé que la température d'entrée des gaz de séchage ne soit pas supérieure à 250-300°C si la teneur
      en oxygène du gaz de séchage est de 21% en volume.             
    - Quelques chiffres de la température des gaz d'entrée:            
     
           
    - Les installations fonctionnant avec des points de rosée bas (0°C à 10°C au-dessus de la température ambiante) peuvent  
      éviter la condensation en opérant à 10°C au-dessus des points de rosée.        
    - Les installations fonctionnant à des points de rosée supérieurs (supérieurs à 10°C au-dessus de la température ambiante)  
      doivent être utilisées à 15-20°C supérieure au point de rosée.          
  9.4 Température à la sortie du broyeur:            
    - Il est recommandé que la température mélange gaz/poussière soit limitée à 65°C pour les systèmes indirects  
      et 80°C pour les systèmes d'alimentation directs.            
      Ces températures ne s'appliquent pas aux systèmes inertes (voir plus loin pour les systèmes inertes).    
    - La température de sortie dépend également du type de charbon. Voir le schéma ci-dessous:      
     
     
  9.5 Calcul des capacités de séchage:            
    - Ces calculs doivent tenir compte des limites décrites ci-dessus.          
    - Les méthodes présentées sur le lien suivant peuvent être appliquées pour le processus de séchage du charbon:  
      http://www.thecementgrindingoffice.com/fr/dryingcapacitiescalculations.html      
    - Un résumé des calculs du séchage du charbon est présenté à la page suivante sous forme de graphiques.    
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10   Finesse du charbon pulvérisé            
    - La finesse dépend du type de charbon et où le charbon doit être brûlé.        
    - Une mauvaise finesse peut amener des problèmes:            
      * Formation de CO            
      * Augmentation de la volatilité du soufre            
    - Les résidus sur 90μ (# 170Mesh) et 200μ (# 70Mesh) sont généralement ceux qu'on suit pour définir l'objectif de finesse.  
    - Ci-dessous, un diagramme de la finesse en fonction du type de charbon (% des matières volatiles):    
     
       
    - Les charbon sous-bitumineux sont entre le lignite et le charbon bitumineux et sont principalement utilisés comme  
      combustible pour la production d'énergie électrique.            
     
 
    - Le résidu sur 200μ doit être aussi faible que possible parce que les particules plus grossières ne peuvent s'enflammer après.
    - La taille des particules a une relation inverse au chauffage spontané du charbon. Plus fin est le charbon plus grande  
      est la surface exposée et plus grande est la tendance à l'échauffement spontané.        
      C'est un phénomène très critique pour le broyage de l'anthracite et du coke de pétrole.      
      C'est la raison pour laquelle les installations de broyage de charbon doivent être conçues avec des niveaux    
      de sécurité très élevés.            
                   
11   Considérations de sécurité            
  11.1 Introduction:            
    - Il ya toujours un risque potentiel d'incendie et d'explosion lors de l'utilisation du charbon.      
    - Quelques rappels:            
      Le triangle de feu            
     
           
      Pentagone de l'explosion            
     
           
    - En plus des équipements de sécurité traditionnels, les systèmes d'exploitation inertes sont une bonne solution  
      pour diminuer les risques d'incendies et d'explosions.            
  11.2 Systèmes inertes:            
    - Les systèmes inertes peuvent éviter les explosions de poussière et incendies couvant dans les silos, les broyeurs à charbon
      et l'équipement de filtration en créant une atmosphère inerte.          
    - Il est bien connu que des explosions peuvent se produire en cas de teneur en oxygène plus élevée que 12 à 14 %.  
    - La concentration en oxygène en dessous de laquelle peut se produire une déflagration est la concentration limite d'oxygène
      (LOC). Un système est inerte si la concentration en oxygène < LOC.          
    - L'indice LOC pour la poussière de charbon est de 12% selon la norme NFPA (Etats-Unis).      
    - Des bonnes conditions de gaz devraient être une faible humidité, contenir suffisamment de chaleur pour sécher le   
      charbon et la source doit être raisonnablement proche.            
    - Les gaz du préchauffage et de la pré-calcination du four à ciment (300-350°C et 4%O2) sont des gaz de bonne qualité.  
    - Dans un système inerte, si la teneur en oxygène est supérieure à 10%, un analyseur d'oxygène déclenche une alarme sonore.
      A 12 % de O₂, l'atelier de broyage arrête de fonctionner.            
      Avant que le broyeur ne démarre, il est nécessaire de diminuer la teneur en oxygène en aval du filtre à moins de 10%.  
    - Dans un système en circuit fermé, le gaz provenant du filtre est partiellement remis en circulation vers l'entrée du broyeur
      Cela crée un état ​​inerte qui réduit au minimum la teneur en oxygène dans le système et réduit les risques d'explosion  
      de poussières de charbon.            
    - Même avec des conditions de fonctionnement inertes, le cyclone et le filtre doivent être équipés avec des soupapes  
      de pression.            
  11.3 Systèmes non-inertes:            
    - La teneur en oxygène des gaz du broyeur est habituellement supérieure à 12%.        
    - Dans ce cas, les analyseurs d'oxygène ne sont pas nécessaires.          
    - Les systèmes non inertes permettent d'utiliser un excès d'air du refroidisseur de clinker ou du générateur de gaz chaud.  
                   
12   Moyens de filtration            
    - La combinaison des actions de broyage, de manutention et du traitement du charbon conduit à la production de volumes  
      importants de gaz chargés de poussière.            
    - Pour éviter que la poussière ne s'échappe dans l'environnement, deux types de collecteurs de poussière sont utilisés dans
      les cimenteries:            
      * Les filtres à manches            
      * Les précipitateurs électrostatiques            
      Le filtre à manches est souvent choisi pour les installations de broyage de charbon pour les raisons suivantes:  
      * Investissement initial inférieur            
      * Coûts d'exploitation réduits            
      * Encombrement moins élevé            
      * Meilleur pour le rendement de filtration et température des gaz          
                   
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