Les Four Maerz^® à échangeur de chaleur et à courant parallèle

Ce type de four est caractérisé par ses deux cuves reliées l’une à l’autre par un carneau de liaison. Cette disposition permet la combustion à courant parallèle, c’est à dire le flux parallèle de la matière introduite et des gaz de combustion dans une cuve, ainsi que le préchauffage régénératif de la matière par le mélange des gaz de combustion et de l’air de refroidissement dans la deuxième cuve.

Le principe de courant parallèle crée les conditions idéales pour la production de chaux vive et de dolomie calcinée très réactive.

Les Fours Maerz ont des capacités de production journalière entre 100 à 850 tonnes et peuvent fonctionner avec des combustibles gazeux, liquides et solides pulvérisés.

Les consommations calorifiques se situent autour d’environ 3600 kJ/kg de chaux (850 kcal/kg ou 3.1 MM B.T.U./t) – elles sont les plus faibles de tous les fours à chaux existants.

Les calibres du calcaire ou de la dolomie à calciner se situent en règle générale entre 25 et 180 mm (1" et 7").

Le schéma ci-contre montre le principe de fonctionnement du Four Maerz et illustre les deux phases de l’écoulement gazeux. Deux cuves, désignées par 1 et 2, contiennent la matière à calciner. Le système d’alimentation en pierre, les clapets d’inversion pour le combustible, l’air de combustion et les gaz de sortie ainsi que le système d’extraction de la chaux ne figurent pas sur ce schéma. En fonction de la capacité du four, les cuves sont alimentées soit alternativement, soit simultanément en pierres.

La chaux est extraite en continu à l’extrémité inférieure des deux cuves. Le combustible n’est introduit à la fois que dans une des deux cuves. Sur la figure, le combustible arrive dans la cuve 1, la cuve de cuisson, alors que la cuve 2 fait fonction de cuve hors cuisson ou cuve à gaz de sortie. Le combustible est apporté par un nombre relativement important de lances de brûleur qui sont montés verticalement dans le lit de matière de la zone de préchauffage. Le bord inférieur des tubes de lance marque la fin de la zone de préchauffage et le début de la zone de cuisson. Le combustible est envoyé et régulièrement réparti sur la section de la cuve par ces tubes de lance.

L’air de combustion est introduit sous pression à l’extrémité supérieure de la zone de préchauffage via le lit de pierres. Tout le système de cuisson est sous pression. L’air de combustion est préchauffé par la pierre dans la zone de préchauffage, le régénérateur, avant de se combiner à l’extrémité de la lance au combustible. La flamme de combustible est en contact direct avec la matière à calciner, alors que les gaz de combustion et la matière traversent la zone de cuisson de haut en bas (chauffage à courant parallèle).

Par le carneau de liaison, les gaz de sortie passent de la cuve de cuisson à la cuve de non-cuisson, où, à contre courant de la matière, ils sont entraînés vers le haut. Dans la cuve à contre-courant, les gaz de sortie cèdent leur chaleur au lit de pierres et contribuent ainsi à petite échelle à la décarbonatation.

Chaque ccuve passe par des périodes de cuisson et des périodes d’écoulement à contre-courant d’une durée de 12 – 15 minutes environ. Le passage de la cuve de cuisson à la cuve des gaz de sortie est appelé commutation. Pendant toute la durée de la cuisson, la chaux calcinée est extraite en continu des deux cuves vers des trémies sous pression au moyen des tables d’extraction. De l’air de refroidissement est introduit en continu à l’extrémité inférieure des deux cuves, afin de réduire la température du produit calciné avant la trémie d’extraction. Pendant les périodes de commutation, quand le four est sans pression, le produit calciné est déchargé des trémies sous les tables d’extraction dans une trémie commune située au-dessous d’où il est transporté par des transporteurs vibrants et des transporteurs à bande à sa destination.

Les gammes suivantes du Four Maerz sont disponibles:

• Fours rectangulaires à carneau de liaison direct pour des capacités allant de 100 à 400 t/j de chaux vive
• Fours circulaires équipés d’un carneau sous forme de canal annulaire pour des capacités de 300 à 850 t/j de chaux vive
• Fours Maerz à fine granulométrie caractérisé par une géométrie particulière de la zone de refroidissement et une alimentation spéciale de la matière pour des capacités de 300 à 500 t/j de chaux vive.

Vous trouverez une description détaillée du Four Maerz à échangeur de chaleur et à courant parallèle dans la plaquette suivante: