La combustion dans le foyer

La combustion dans le foyer

Description de l’unité de BENI-IDIR

Résumé

Cette partie est consacrée à la description de l’usine de BENI-IDIR, le principe de fonctionnement ainsi les différents Constituants des fours sécheurs.

Définition et but de séchage :

Le séchage est un traitement thermique qui consiste à réduire par évaporation l’excès d’humidité contenu dans le minerai selon les exigences des clients.Le but de cette unité est de diminuer le taux d’humidité qui varie de 14% à 18% par le fait de lavage à moins de 2,5% et ceci pour les raisons économiques suivantes:Réduire le coût du transport du phosphate car le phosphate séché est plus léger que le phosphate humide ;La valorisation du produit : Par l’augmentation du teneur à une valeur voulue qui peut atteindre jusqu’à 1% d’humidité selon le besoin du client, ce qui donne un produit à caractère sec et marchand.

Organigramme de l’unité de Khouribga

Les entités de traitement de la direction de site de Khouribga font parties des deux directions de production MEA-Béni IDIR et direction de production SC-DOUI qui sont-elles même de la direction IDK au même titre queesl autres directions, avec la particularité d’être à l’interface avec les clientsd’IDK.L’organisation d’IDK est donnée par l’organigramme présenté comme suite :

Présentation de l’usine 

L’usine de BENI-IDIR a démarré en 1965 avec quatre fours sécheurs, et pour augmenter l’extension de l’usine, quatre fours ont été mis en service en 1970, ce qui permit une capacité de production annuelle de 9,3 Mtonnes. Le complexe de BENI- IDIR est équipé de :  Un parc de stockage du phosphate humide comportant quatre stokes globaux.Ce parc reçoit du phosphate brut extrait à partir d es sites de découverte et du phosphate lavé à partir des laveries, le stockage du phosphate s’effectue en andain à l’aide des stockeuses. Des roues pelles reprennent le phosphate des stocks et alimentent les convoyeurs qui conduisent le produit vers les fours sécheurs.Deux tanks de stockage du fioulIls ont une capacité de 2500m chacun, ils sont alimentés à partir des camions citernes par l’intermédiaire des pompes de dépotage, les deux réservoirs sont équipes de serpentins pour garder le fioul à une température de 60°C dans le but d’éviter les difficultés de transport à travers les conduites.Un atelier de production de la vapeur d’eau (chaufferie)Cet atelier est équipé de deux lignes de traitementdes eaux et de deux chaudières pour la production de la vapeur nécessaire au préchauffage du fioul au niveau des tanks de stockage et des fours de séchage.Huit fours sécheurs pour le séchage du phosphate
Ils ont comme objectif la diminution du taux d’humidité dans le phosphate, leur fonctionnement sera détaillé par la suite.Unité Figure 6. Façade du foyer stockage et de chargement du phosphate sec
Le phosphate criblé alimente le circuit sec ou il sera classé en différentes qualités cette unité comporte trois stocks ayant une capacité globale de 500000 tonnes. Deux stations de chargement permettent de remplir les wagons à de stination du port de Casablanca (exportation), et du port de JorfLasfar. Une moyenne de 10 trains part de l’usine chaque jour, chaque locomotive véhicule 60 wagons d’une capacité de 64 tonnes chaque un.

Constituons du four sécheur 

 Le foyer 

C’est une enveloppe cylindrique en tôle d’acier ave c extrémité conique, elle est munie de quatre roues permettant son déplacement sur deux rails, ele est revêtue intérieurement de trois couches de briques réfractaires isolantes afin de limiter la diffusion de chaleur vers l’extérieur et protéger les tôles d’acier contre la fonte. C’est dans cette enceinte ou se fait la combustion source de la masse gazeuse chaude utilisée pour le séchage du produit (pour plus de détail voir le schéma ci-dessous).
L’oxygène nécessaire à la combustion est assuré parl’air (air primaire) injecté au moyen d’un ventilateur (ventilateur d’air primaire).A l’amont du foyer on trouve :Deux conduites pour l’introduction du coke de pétrole.Une conduite pour l’injection du fioul.Une conduite d’air comprimé injecté avec le fioul dans un brûleur de type ZV2 pour l’atomisation ou la pulvérisation du fioul afin de faciliter le mélange de ce dernier avec l’air primaire est ainsi favoriser sa combustion.

La buse 

C’est un élément intermédiaire entre le foyer et lavirole, il joue un rôle très important dans l’adaptation de la chaleur entre ces deux parties, de plus il représente le lieu principal qui reçoit le phosphate de la trémie.

La virole 

C’est un tube cylindrique de 25 mètres de long et de 2.5m de diamètre. Il est animé d’un mouvement de rotation de 8 tours par minute autour de son axe horizontal, et ce au moyen d’un système d’engrenage et d’un moteur électrique entraînant une couronne dentée solidaire à la virole.La virole est équipée intérieurement par des augetset des palettes (366 augets et 84 palettes) : les augets permettent la pulvérisationdu produit en le faisant tomber en pluie.Au cours de la rotation du tube sécheur ce qui permet d’augmenter considérablement la surface d’échange entre le produit et la masse gazeuse et donc contribuer à faciliter l’évaporation de l’eau que contient le phosphate. Les palettes, disposées en hélice sur toute la longueur du tube sécheur, permettent l’avancement du produit à travers la virole.Dans la virole la masse gazeuse circule dans le même sens que le produit ce qui permet un échange entre les deux milieux (gaz et phosphate)

La chambre à poussière 

C’est le lieu où se ressemble le phosphate sec après avoir passé dans le tube sécheur, elle se compose de deux parties :
Chambre de détente:c’est une enceinte qui est située juste à la sortie de la virole, sa longueur est plus grande que le diamètre de la virole. Le gaz chargé baisse brusquement, les particules relativement grosses perdent de l’altitude et tombent, les fines s’échappent et continuent le chemin vers les filtres à manche.Filtre à manche : c’est la partie de récupération des particules extra fines. On appelle filtre à manche un ensemble de manches cylindriques disposés d’une façon bien déterminée (1400 manche dans chaque filtre),le ventilateur de tirage crée une dépression à l’intérieur des manches, ce quiamène ces particules à se déposer sur les manches, un système séquentiel de secouage fait secouer ces filtres et ces fines tombent dans un vis.

La cheminé :

La cheminée a pour rôle d’évacuer les gaz de combustion, la vapeur d’eau due au séchage et la poussière irrécupérable du phosphate dans les fours ne disposant pas des filtres à manches et de la vapeur d’eau et les imbrulés dans les fours ayant des filtres.

Ventilateur de tirage :

Les ventilateurs de tirage servent à créer une dépression en tête du tube sécheur et ce, afin d’éviter son étranglement d’une part, et pour induire d’autre part, le courant d’air secondaire.
En d’autres termes le ventilateur de tirage cause une dépression le long du four sécheur, qui a pour rôle l’aspiration de la matière gazeuse chaude existante dans le foyer, et participe aussi à l’avancement du phosphate vers la chambre à poussière et vers la cheminée.
Figure 13. Ventilateurs de tirage

Fonctionnement d’un four sécheur :

La fonction principale du four est de sécher le phosphate humide, due au contact entre le produit et la masse gazeuse chaude, assurée par la combustion du fuel ainsi que la présence de l’air primaire, et la dépression crée arp les ventilateurs de tirage qui se trouvent au niveau de la cheminée.
Un bon séchage se fait au niveau de la jonction virole ; la quantité de chaleur produite est véhiculée le long du tube sécheur dont l’échange ermiqueth entre la masse gazeuse et le phosphate s’effectue par déplacement le long de la virole à l’aide des palettes et des augets vers la chambre à poussière pour séparer les particules grosses et les particules fines. Finalement un criblage pour faire passer seulement les grains riches en phosphate et les stocker.
La flamme doit être stable à toute allure de fonctionnement, sa forme est très importante. Elle ne doit être ni trop longue ni trop courte, c’est à ce stade que la technologie des brûleurs, le mode de pulvérisation et le réglage dudébit d’air, deviennent très importants.

Table des matières

introduction générale
CHAPITRE I :Présentation générale du groupe O.C.P
I. Introduction
II. Flashe sur le Groupe OCP
III. Carte géographique des mines de phosphate au Maroc
IV. Statut juridique
V. Personnel de l’OCPSA
VI. Fiche technique du groupe OCP
CHAPITRE II :Description de l’unité de BENI-IDIR
I. Définition et but de séchage
II. Organigramme de l’unité de Khouribga
III. Présentation de l’usine
IV. Constituons du four sécheur
IV.1- Le foyer
IV.2- La buse
IV.3- La virole
IV.4- La chambre à poussière
IV.5- La cheminé
IV.6- Ventilateur de tirage
IV.7- Fonctionnement d’un four sécheur
Chapitre III : Etude des principaux paramètres de la combustion dans le foyer
Etude théorique
Introduction
I.Les paramètres en relation avec le combustible (Fuel)
II.Les paramètres en rapport avec l’air primaire
1. Définition de la VRB
2.Le débit fuel en fonction de la température et l’humidité relative
III.L’air de pulvérisation et la puissance de tirage
IV.Courbe et équation de combustion
1. Equation de combustion
2. La courbe représentante le débit d’air en fonction du débit fuel
2.1. Etude théorique
2.2. Construction de la courbe
Conclusion générale

Télécharger le rapport complet