Calcul des capacités de séchage                                   1 Introduction:                

    -Le séchage est une opération importante dans les cimenteries.        

    -La matière brute provenant de la carrière contient souvent un certain pourcentage d'humidité qui doit être éliminé

     afin d'éviter d'éventuels problèmes dans le transport et la manipulation, et la génération de vapeurs qui peuvent

      obstruer les équipements auxiliaires.                -Tout cela sans parler des problèmes pour broyer cette matière en voie sèche.    

    -Les problèmes d'humidité existent aussi pour les broyeurs à ciment, mais rarement, dans le cas d'un composant 

      comme le calcaire ou pouzzolane.                - Il est généralement admis qu'à partir de 1% d'humidité, chaque augmentation de 1% entraîne la chute du      rendement de broyage de l'ordre de 10%.         

2 Types de méthodes de séchage:            

    - Il existe deux types de méthodes de séchage: dans un équipement spécialement conçu pour cet usage ou       directement dans un broyeur. Le système sera alors appelé broyeur/sécheur.      

 2.1 Equipements externes              

  Les plus fameux sont:              

    -Les séchoirs rotatifs sont utilisés pour sécher des matières humides ou des poudres (le charbon est un matériau

      typique pour cette application).                  Le séchoir rotatif se compose d'un tambour rotatif avec des releveurs qui soulèvent la matière pendant la      rotation du tambour de séchage.                  Ensuite, la matière tombe dans le courant d'air chaud circulant à travers le tambour.    

     La vitesse du tambour est normalement comprise entre 2 et 6 tours par minute et son inclinaison est de 3 à 6 degrés.

      Certains séchoirs rotatifs ont l'entrée des gaz chauds à la sortie de la matière.          -Schéma d'un séchoir rotatif:                                                                                                                                                                      

     -Les séchoirs de type flash sont des systèmes pneumatiques utilisés pour sécher des produits nécessitant      l'évacuation de l'humidité.                  Les séchoirs de type flash sont caractérisés par un court temps de séjour de quelques secondes.  

     Le sécheur flash consiste en un conduit dans lequel la matière fraîche est transportée par un courant de gaz chaud.

      Le débit de gaz est semblable à un système pneumatique (20 à 25 m/sec).            Schéma du séchoir de type flash:                 

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

               

www.thecementgrindingoffice.com    Autres sécheurs:                  -Sécheurs à dispersion                 -Sécheurs rapides (Hazemag)               Concasseur-sécheur:                  -Le concasseur-sècheur est un concasseur à marteaux combiné avec un broyeur airswept.          Ce concept est souvent appelé tandem (KHD).               Le processus de séchage est réalisé à la fois dans le concasseur et dans le broyeur avec un système 

pneumatique.      Le concasseur et le broyeur sont installés en série.             Séparateur-sécheur:                  -Un séparateur dynamique peut également être utilisé pour sécher la matière, mais le séchage est limité      en raison du court temps de rétention.               En outre, certaines pièces d'usure telles que les paliers ne permettent pas l'utilisation de températures 

excessives.

 2.2 Séchage-broyage:              

    - Il s'agit en fait d'une chambre de séchage en amont de la chambre de broyage.        -La chambre de séchage est équipée de releveurs plats qui permettent de bien mélanger la matière dans le      courant de gaz chaud.                  - Il est possible de configurer une chambre de séchage avec différents types de broyeurs à boulets:      Broyeur composé:                  -Ce broyeur a un ou deux compartiments de broyage.            - Il est très rare de rencontrer ce type de broyeur pour le cru.        

    -La capacité de broyage de ces broyeurs est limitée pour des raisons diverses: vitesse de l'air au-dessus de la

      charge de boulets limitée à 2 m/sec et température des gaz limitée pour éviter des problèmes aux paliers      et autres auxiliaires.              

    -Un autre problème peut être le colmatage des lumières de la cloison intermédiaire en cas de séchage insuffisant.

    Broyeur à décharge centrale:                -Aussi appelé double rotateur, ce broyeur est une bonne solution en cas de matériau dur.        -Un taux plus élevé d'humidité est également autorisé.        

    -La chambre de séchage est suivie par la chambre de préparation et la matière quitte le broyeur par une décharge

     centrale à travers des trous dans la virole. De l'autre côté, il y a la chambre de broyage de finition avec la même

      décharge centrale.                  -Ce type de broyeur est connu pour être très difficile à gérer.            -Une vitesse élevée de l'air au-dessus de la charge de boulets jusqu'à 5-6 m/sec est autorisée.  

    -La deuxième chambre a généralement de l'air frais pour sa ventilation mais une configuration avec des gaz chauds

      est également possible.                  Broyeur airswept:                  -Ce broyeur a un compartiment de broyage sans cloison de sortie.          -Le transport de la matière est effectué par un système pneumatique.          -Ce type de broyeur permet des vitesses d'air élevées ainsi qu'une teneur en humidité plus importante.  

    -Il est assez difficile de trouver un bon compromis entre les exigences de séchage et un rendement de broyage adéquat.

3 Calcul des capacités de séchage            

-Dans les procédés de séchage thermique, la chaleur est transmise essentiellement par convection des gaz vers la matière

 et son humidité.               -Les principales sources de chaleur possibles sont:           * Les gaz de combustion du four jusqu'à 350 °C           * Les gaz d'échappement du refroidisseur de clinker jusqu'à 350 °C       * Le générateur de gaz chaud jusqu'à 800 °C           * La chaleur de broyage (moteur du broyeur)          -L'énergie nécessaire est donnée par la formule suivante: E = Q . t . Cp,        où E est l'énergie requise en Kcal/h,              Q est la quantité de gaz en Nm3/h,            

  t est la température des gaz en °C et              Cp est la chaleur spécifique du gaz en Kcal/Nm3.°C             -Nous proposons deux calculateurs pour évaluer les besoins en gaz et température.          Ces calculateurs sont basés sur les méthodes suivantes:        

     1. Une méthode mise au point par un ingénieur allemand pour les sècheurs mais applicable aux broyeurs à boulets

      2. La méthode reposant sur le bilan thermique du broyeur        

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 3.1 Méthode Weber:              

    -Cette méthode est basée sur le graphe suivant:         

                                                                                                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

    -L'exemple en rouge montre qu'en choisissant une température de 350 °C provenant du ventilateur du four

     (chaleur spécifique de 0,35 Kcal/Nm3.°C), un air parasite de 20% et une quantité de gaz de 1,2 Nm3 par kg de matière,

      le sécheur est capable de sécher jusqu'à 11,5% d'humidité.        

 3.2 Méthodes du bilan énergétique:            

    -La procédure est basée sur le bilan thermique du broyeur.            -Cette procédure est expliquée en détail à la page suivante:              http://www.thecementgrindingoffice.com/fr/millbalexplan.html      

 3.3 Comparaison:                

    -Première comparaison pour un broyeur monochambre + chambre de séchage avec les données suivantes:      Diamètre: 3m                  Longueur de broyage: 6m                Vitesse: 18,8 t/min                   Degré de remplissage: 30% (53,3 t de boulets)               Puissance absorbée aux bornes: 660 kW              Puissance spécifique: 15 kWh/t                 Débit: 44 t/h                   Air faux: 15%                  Température ambiante: 20 °C                Humidité résiduelle: 1%                   Facteur de circulation: 3                    Température des rejets: 80 °C                Température alimentation fraiche: 20 °C               Température des gaz de sortie: 90 °C                Température matière à la sortie: 90 °C          

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     Le diagramme ci-dessous montre la quantité de gaz nécessaire calculée avec les deux méthodes pour différents

      taux d'humidité (de 2% à 12%) et pour des températures de gaz de respectivement 350 °C et 500 °C:  

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

                                                                         -On voit que la méthode du bilan est plus optimiste.        

    -La deuxième comparaison est pour un grand broyeur monochambre également avec compartiment de séchage:

      Diamètre: 5m                  Longueur: 10m                  Vitesse: 14 t/min                   Degré de remplissage: 30% (151t de boules)               Puissance absorbée aux bornes: 2170kW              Puissance spécifique: 15 kWh/t                 Débit: 145 t/h                   Air faux: 15%                  Température ambiante: 20 °C                Humidité résiduelle: 1%                   Facteur de circulation: 3                    Température des rejets: 80 °C                Température alimentation fraiche: 20 °C               Température des gaz de sortie: 90 °C                Température matière à la sortie: 90 °C          

     Le diagramme ci-dessous montre la quantité de gaz nécessaire calculée avec les deux méthodes pour différents

      taux d'humidité (de 2% à 12%) et pour des températures de gaz de respectivement 350 °C et 500 °C:  

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

                                                                     

4 Conclusion:                

    -Les deux méthodes sont vraiment intéressantes et montrent une approche différente à un problème qui n'est

      pas toujours facile à résoudre.                -La bonne quantité est probablement entre les deux.        

    -En outre, la personne qui fait le calcul doit prendre en considération le côté broyage broyage et trouver un bon

      compromis.                

    -Pour le dimensionnement des équipements de séchage, une étude approfondie des conditions locales doit être

      effectuée avec un bureau d'études spécialisé.