Processus et configuration de broyage à rouleaux verticaux pour le désulfurisation du calcaire brut

Introduction à la désulfuration des gaz de combustion (FGD) et à la préparation du calcaire

La désulfuration des gaz de combustion (Flue Gas Desulfurization ou FGD) est une technologie essentielle utilisée par les centrales électriques et les installations industrielles dans le monde entier pour éliminer le dioxyde de soufre (SO₂) des gaz de combustion. Le procédé à base de calcaire humide et de gypse est la méthode de désulfuration la plus répandue en raison de son haut rendement, de sa fiabilité et de son rentabilité. L’essence de ce procédé réside dans la réaction chimique entre le dioxyde de soufre et une bouillie de calcaire (CaCO₃). La qualité de la poudre de calcaire, en particulier sa finesse et sa réactivité, est déterminante pour l’efficacité et la rentabilité du système de désulfuration dans son ensemble. C’est à ce stade que le choix du matériel de broyage optimal devient crucial.

Les moulins à rouleaux verticaux (VRM – Vertical Roller Mills) se sont imposés comme la norme de l’industrie pour la préparation de poudre de calcaire destinée aux applications de désulfuration gazeuse (FGD – Flue Gas Desulfurization). Leur efficacité énergétique supérieure, leur capacité à traiter des matières humides et leur contrôle précis de la finesse du produit les rendent largement supérieurs aux systèmes de moulins à billes traditionnels pour cette utilisation spécifique.

Le moulin à rouleaux verticaux : La technologie idéale pour la broyage du calcaire

Principe de fonctionnement fondamental

Un moulin à rouleaux verticaux destiné au broyage de la calcaire fonctionne selon le principe de la comminution en couches. Le processus peut être découpé en plusieurs étapes clés :

1. Présentation de la chaîne d’information :La matière première en calcaire broyé (généralement de taille maximale ≤50 mm) est introduite au centre d’une table de broyage rotative à l’aide d’un tuyau à aiguille.
2. Grinding :Le matériau se déplace vers l’extérieur sous l’action de la force centrifuge et passe sous les rouleaux de broyage. Des ressorts hydro-pneumatiques ou des cylindres hydrauliques exercent une pression significative, forçant les rouleaux à s’appuyer contre le matériau posé sur la table, le broyant par compression et par des forces de cisaillement.
3. Séchage :En même temps, un gaz chaud (souvent de la chaleur résiduelle de l’usine) est introduit dans le corps de la moulinette par un anneau de tuyères. Ce gaz chaud fluidise les particules de matériau broyé, les séchant et transportant les particules plus fines vers le haut, jusqu’au séparateur.
4. Classification :Le mélange de gaz et de poudre pénètre dans un classeur dynamique intégré et à haut rendement, situé en haut de la mouline. Le rotor du classeur, dont la vitesse est réglable, sert de sélectionneur de taille précis. Les particules trop grossières sont rejetées par les lames du classeur et retombent sur la table de broyage pour une réduction supplémentaire de taille.
5. Collection de produits :Le fin powdre qui atteint la finesse requise (généralement 90 % des particules passant à travers un tamis de 45 µm ou 325 mailles pour les installations FGD) est éliminé avec le flux de gaz et dirigé vers un filtre à sac ou un precipitateur électrostatique pour sa collecte. Le gaz purifié est ensuite évacué ou recyclé.

Pourquoi les cartes graphiques (VRMs) sont-elles supérieures pour l’exploitation du calcaire dans le cadre des procédés de génie géotechnique (FGD – Fire Gas Desulfurization) ?

• Économie d’énergie élevée :Les moulins à tambour à rotelle (VRMs) consomment 30 à 50 % de moins d’énergie que les moulins à boules. Cela est dû au fait que le broyage se produit sous pression plutôt que par impact, et le classeur intégré élimine la nécessité d’équipements externes de transport et de classification.
• Excellente capacité de séchage :La capacité d’utiliser des gaz chauds permet aux VRM (ventilateurs de refroidissement mécanique) de gérer des niveaux d’humidité dans l’aliment jusqu’à 15-20 %, sans la nécessité d’un sécheur distinct et énergivore.
• Contrôle précis de la taille des particules :Le classificateur dynamique offre un contrôle instantané et précis de la finesse du produit, permettant aux opérateurs d’ajuster facilement cette finesse afin d’optimiser l’efficacité de l’élimination du SO₂ et l’utilisation du calcaire.
• Conception compacte et faible bruit :Les VRM (Volt Drop Modules) occupent beaucoup moins d’espace que les circuits de laminoirs à billes traditionnels et fonctionnent à des niveaux de bruit beaucoup plus bas.

Facteurs clés à prendre en compte dans le processus et configuration de la moulinerie

Spécification du produit cible

Pour que la méthode FGD (Flux Gas Desorption) soit efficace, le calcaire utilisé doit posséder une très grande superficie de surface afin de faciliter une dissolution et une réaction rapides. La spécification industrielle standard exige que 90 % au moins des particules aient un diamètre supérieur ou égal à 44 microns (tamis 325). Certains systèmes avancés nécessitent même une reduction plus fine de la granularité du calcaire. Le classeur du VRM est parfaitement adapté pour atteindre et maintenir constamment cette exigence stricte.

Configuration du système

Un système complet de broyage de calcaire pour la fabrication de ciment en céramique d’argile (FGD), basé sur un four rotatif à haute vitesse (VRM), comprend généralement :

1. Distributionur à sauter de feuilles et Toupie à feuilles :Pour un alimentation contrôlée de la mécanique.
2. Moulin à cylindres verticaux :L’unité de broyage principale, comprenant son moteur, ses éléments de broyage et son séparateur.
3. Générateur de gaz chaud :Pour fournir la chaleur nécessaire au séchage, en l’absence de chaleur résiduelle suffisante.
4. Ventilateur Principal :Crée le flux gazeux dans le système de moulin pour le transport et le séchage des matériaux.
5. Système de collecte de produits :Une installation de type baghouse à pulvérisation à jet pulsé à haute efficacité est la plus courante, ce qui garantit que les émissions de poussière sont bien inférieures aux limites réglementaires (<20 mg/Nm³).
6. Système de contrôle par PLC :Automate tout le processus en surveillant des paramètres clés tels que la puissance du moulin, la perte de pression, la température et la vitesse du ventilateur, afin d’assurer un fonctionnement optimal et stable.

Produit recommandé : Moulin à rouleaux verticaux de la série LM

Pour les projets de préparation de calcaire à grande échelle destinés à la désulfuration gazeuse (FGD – Flue Gas Desulfurization), nosMoulin à rouleaux verticaux de la série LMIl représente le summum de l’efficacité et de la fiabilité. Conçu spécifiquement pour les applications de broyage de minéraux, le moulin LM intègre les fonctions de broyage, de séchage, de classification et de transport en une seule unité compacte.

La série LM est idéale pour produire les grandes quantités de poudre de calcaire fine requises par les centrales électriques modernes. Ses principaux avantages comprennent :

• Faibles coûts d’exploitation :La conception sans contact des éléments de broyage (rouleaux et planche) ainsi que l’utilisation de matériaux résistants à l’usure prolongent considérablement la durée de vie du dispositif, réduisant ainsi les interruptions de service dues à l’entretien et ses coûts. Sa consommation d’énergie est de 30 à 40 % inférieure à celle des systèmes de moulins à billes traditionnels.
• Contrôle Intelligent :Un système de contrôle automatique expertique permet une opération à distance ainsi qu’un suivi et un réglage en temps réel de tous les paramètres de processus, garantissant que le produit atteigne constamment la finesse requise avec un minimum d’intervention manuelle.
• Conformité environnementale prouvée :Le moulin fonctionne en totale pression négative, ce qui garantit qu’aucune poussière ne s’échappe. Associé à un filtre à sac à haute efficacité, les émissions de particules sont assurées d’être en deçà des normes internationales les plus strictes.

Par exemple, leModèle LM190KDispose d’une table de broyage d’un diamètre de 1900 mm et d’un moteur principal d’une puissance de 500 kW, cette installation est capable de traiter de 23 à 68 tonnes de calcaire par heure jusqu’à la finesse souhaitée, ce qui en fait le choix idéal pour les centrales électriques de taille moyenne à grande.

Conclusion

Le choix de la bonne technologie de broyage est une décision fondamentale dans la conception d’un système FGD (Flue Gas Desulfurization) efficace et économique. Le moulin à rouleaux verticaux s’est révélé être la solution idéale pour la préparation du réactif en calcaire, offrant une efficacité énergétique sans égale, un contrôle de qualité du produit précis et une fiabilité opérationnelle exceptionnelle. Pour tout nouveau projet ou rénovation visant à réduire les émissions et les coûts d’exploitation, investir dans un système VRM (moulin à rouleaux verticaux) moderne, tel que notre robuste série LM, représente le choix le plus stratégique et le plus efficace. Sa capacité à fournir un produit de haute qualité de manière constante tout en minimisant l’utilisation d’énergie et l’impact environnemental assure la conformité aux normes et maximise le retour sur investissement tout au long du cycle de vie du complexe FGD.