Calcinateur Flash
Un four flash prototype développé par le laboratoire permet d’envisager différentes configurations d’activation thermique de matériaux minéraux.
L’implantation du four est verticale. Un brûleur à gaz propane (12,5-50 kW), dont la puissance est réglable, permet de réchauffer de l’air de transport injecté dans la chambre d’alimentation. L’air chaud circule dans le tube vertical en inox de 80 mm de diamètre à un débit choisi. La matière à calciner est introduite en partie haute de ce tube de plus de trois mètres de long. En extrémité du tube, un apport d’air froid (débit réglable) permet de rapidement diminuer la température du produit qui est récupéré par cyclonage et filtration.
Ce four permet de calciner des matériaux pulvérulents de faible dimension (d < 500 μm) dans une gamme de températures allant de 150 à 900°C. La ligne peut calciner une dizaine de kilogrammes de produit par heure. Dans des conditions standards, la durée de calcination des particules, correspondant au temps de séjour dans la zone chaude de l’appareil, est de 1,5 à 0,6s pour une vitesse de particules de près de 3 à 5 m/s.
Les paramètres permettant de contrôler le four et ainsi d’optimiser les produits de cuisson sont nombreux : puissance du brûleur, débits d’air, débit de matière, pression, ... Ces paramètres sont mesurés à l’aide de différents capteurs et débitmètres. Toutes les données sont enregistrées à l’aide d’une centrale d’acquisition afin de pouvoir analyser l’évolution de ces données au cours du temps ainsi que l’évolution des températures mesurées à différentes positions dans le tube du calcinateur.
Le pilotage du four est généralement réalisé en imposant une consigne de température dans le tube et en modulant la puissance du brûleur. Un essai de calcination commence par une phase de mise en température du four (environ 1h30). Puis le four est alimenté en matériau. Une nouvelle phase de stabilisation des températures conduit ensuite à une phase de production de matériau calciné. En général, quelques kilogrammes de produit calciné sont prélevés avant d’envisager de passer à une autre consigne de température. La dernière étape de l’essai consiste à réduire puis arrêter le brûleur et refroidir le four en conservant la circulation d’air froid dans le tube (environ 6 h).
Descriptif de l'appareil
Deux lignes de calcination :
- ligne Haute Température (par ex. pour des argiles) : (1)
- ligne Basse Température (par ex. pour du gypse) : (2)
Ligne de refroidissement et de récupération du produit calciné :
- tuyauterie d’entrée d’air frais : (3)
- cyclone de séparation (produit calciné/gaz) avec récupération du produit : (4)
- filtre à manches avec récupération du produit : (5)
- ventilateur exhausteur : (6)
- système de décolmatage des manches (7)
Ligne d’alimentation du produit cru (qui peut alimenter les 2 lignes de calcination) :
- doseur pondéral : (8)
- système de transport pneumatique du produit cru
Armoire électrique :
- organes électriques de puissance et de commande
- automate pour le pilotage du process
Capteurs :
- sondes de température
- capteurs de pression
