Dimensionnement d’un réchauffeur de fuel lourd

4.1.

4.2.

Les principaux composants : ............................................................................................ 12

Principe de procédé : ........................................................................................................ 14

5.

Classification et broyage :......................................................................................................... 15

5.1.

5.2.

Classification granulométrique : ...................................................................................... 15

Les broyeurs : .................................................................................................................... 16

6.

Le conditionnement du produit : ............................................................................................. 17

6.1.

6.2.

Le refroidissement : .......................................................................................................... 17

L’enrobage :....................................................................................................................... 17

Système de lavage : .................................................................................................................. 17

Rapport de stage

La vaporisation de l’ammoniac : .............................................................................................. 18

7.

8.

VI.

Dimensionnement d’un réchauffeur de fuel lourd.................................................................. 18

1.

2.

3.

Les caractéristiques du fuel lourd : .......................................................................................... 18

Le brûleur : ................................................................................................................................ 20

Les échangeurs thermiques :.................................................................................................... 21

3.1.

3.2.

3.3.

Description : ...................................................................................................................... 21

Théorie des échangeurs :.................................................................................................. 21

Types d’échangeurs thermiques : .................................................................................... 24

4. Description du problème :........................................................................................................ 26

5. Dimensionnement du réchauffeur de fuel : ............................................................................ 27

6.

Sécurité du réchauffeur du fuel : ............................................................................................. 33

VII.

Conclusion................................................................................................................................. 34

VIII.

Références bibliographiques :.................................................................................................. 35

Rapport de stage

I.

Introduction

De tout temps, la culture fait appel aux engrais comme source d’éléments nutritifs du sol pour

améliorer la production aussi bien quantitativement que qualitativement. L’OCP étant le premier

exportateur mondiale de l’acide phosphorique a toujours une vision de satisfaire ses clients en

matière de l’acide phosphorique et en engrais. Environ la moitié de la production du complexe Maroc

Phosphore III & IV est concentré puis exportée comme produit semi-fini (acide phosphorique

marchand), tandis que l’autre moitié est transformée localement en engrais solide. La majeur partie

de ces engrais, ou le DAP et MAP sont largement prédominant, sont expédiées hors du Maroc.

La demande des clients est plus en plus exigeante en matière de la qualité des engrais et surtout les

titres et la teneur en eau des produits fini. En effet, la qualité des titres constitue l’une des

principales préoccupations de l’unité de production des engrais. Cette qualité demandée dépend des

exigences des clients et une simple perturbation de la marche de production influe sur la qualité du

produit fini. Il est donc primordial non seulement de maîtriser le procédé de fabrication pour

satisfaire ces exigences, mais aussi il est essentiel que les lignes de production travaillent dans des

conditions optimales pour une meilleure productivité et rentabilité.

C’est donc dans ce contexte que s’inscrit ce travail de fin d’études et dont l’objectif est l’optimisation

des opérations de séchage et de combustion au niveau du sécheur. Ainsi que le conditionnement

convenable pour utiliser fuel lourd n°2.

1

Rapport de stage

II. Présentation de l’entreprise

L’Office chérifien des Phosphates fut créé le 7 août 1920 par dahir, il réservera à l’Etat tous les droits de recherche et d’exploitation du phosphate, ainsi que le monopole des ventes de ce minerai sur le marché. L’exploitation effective du minerai ne fut entreprise qu’en 1921 dans la région d’Oued Zem. Dès cette période, l’OCP a connu une très vive expansion sans relâche grâce à la qualité du minerai extrait et à l’appréciation des pays demandeurs.

Malheureusement, cette expansion fut interrompue brusquement à cause de la chute des prix sur le marché mondial, ce qui a poussé l’Etat ainsi que l’OCP à trouver les moyens appropriés pour échapper à cette crise, notamment en valorisant ce produit à travers son industrialisation en produisant des dérivés se singularisant d’une part, par une qualité compétitive et qui sont très sollicitées par le marché mondial, d’autre part.

Pour cela, l’OCP a commencé une très large industrialisation enédifiant des usines pour la production des dérivées des phosphates (acide phosphorique, fertilisants, etc…), ce qui constituera le noyau du groupe OCP.

Le groupe OCP livre aux cinq continents de la planète, ses exportations représentent 25 à 30% du commerce international du phosphate.

Les activités liées aux phosphates concernent cinq zones géographiques du pays (3 sites d’exportations minières : Khouribga-Youssoufia, Boucraa-Laayoun et deux sites de transformation chimique : JorfLasfar et Safi) qui constituent un vecteur de développement régional et national important.

1920 : Début de l’extraction du phosphate à Boujniba (Khouribga). 1930 : Ouverture d’un nouveau centre de production de phosphate (Youssoufia). 1950 : Mise en œuvre de la méthode d’extraction en découverte à Khouribga. 1960 : Développement de la mécanisation du souterrain à Youssoufia. 1965 : Démarrage de Maroc phosphore I-II à Safi. 1970 : Création de la structure organisationnelle intégrant l’OCP et ces entreprises filiales. 1980 : Partenariat industriel en Belgique : démarrage du site de JorfLasfar avec Maroc phosphore III-IV. 1990 : Exportation des nouveaux projets de partenariat industriels de renforcements des capacités. 2000 : Démarrage d’une unité de flottation de phosphate à Khouribga. 2004 : Création de la Société « Pakistan Maroc Phosphore » S.A en Joint-venture entre l’OCP et FaujiFertilizer Bin Qasim Limited(Pakistan). 2006 : Projet nouvelle ligne DAP 850 000 t/an à JORF LASFAR. 2009 : Démarrage de Bunge Maroc Phosphore. 2010 : Partenariat avec Jacobs Engineering Inc. Lancement de 4 unités de production d’engrais à JorfLasfar. 2011 : Lancement d’une unité de dessalement d’eau de mer à JorfLasfar. 2013 : Démarrage du pipeline reliant Khouribga à JorfLasfar.

- - - - - - -

-

- -

- - -

- -

2

Rapport de stage

III.Les unités de production

1. Production d’acide sulfurique :

L’atelier sulfurique du Maroc phosphore III-IV est composé de 6 unités de production d’acide sulfurique « REVANPING » en 1998 (capacité unitaire quotidienne est passée de 2300TMH/J à 2650TMH/J d’acide produit à la concentration de 98,5%), a démarré en 1986. Les unités sont à double absorption. Le taux de SO2 vers le convertisseur est de 12%. Le taux de conversion est de 99,5%. Ce qui correspond à 750 ppm de SO2 à la sortie de la cheminée.

L’atelier sulfurique a pour rôles essentiels :

 La production de l’énergie ; sous forme de vapeur.  La fabrication d’acide sulfurique par le procédé à double absorption.

L’unité sulfurique est conçue pour produire l’acide sulfurique, qui entre dans la fabrication de l’acide phosphorique. Les étapes d’oxydation et d’absorption dans la fabrication de l’acide sulfurique à partir du soufre comme matière première sont hautement exothermiques. Les principales étapes du procédé consistent à brûler du soufre (S) avec de l’air afin de former du dioxyde de soufre SO2, à combiner le dioxyde de soufre avec de l’oxygène O2 pour former du trioxyde de soufre SO3, et à combiner ce trioxyde de soufre avec de l’eau H2O pour obtenir une solution d’acide sulfurique H2SO4.

2. Production d’acide phosphorique :

L’atelier phosphorique est composé de 8 lignes de production d’acide phosphorique ayant une capacité unitaire journalière de 500 tonnes et de 16 unités de concentration d’une capacité de 30 tonnes par jour chacune. La fabrication de l’acide phosphorique par voie humide résulte de la réaction chimique suivante :

Ca3 (PO4)2+ 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4+ 3(CaSO4, 2H2O)

Cette réaction est un simple déplacement d’un sel d’acide faible Ca3(PO4)2 par un acide fort H2SO4, le gypse produit peut être éliminé par une simple filtration.

En fait, la réaction est beaucoup plus complexe, car le phosphate contient un grand nombre d’impuretés qui peuvent avoir un impact néfaste.Parmi ces impuretés, on peut citer :

Le carbonate de calcium qui réagit avec l’acide sulfurique, suivant la réaction :

CaCO3+ H2SO4 + H2O  (CaSO4, 2H2O) +CO2

Le dégagement de CO2 favorise la formation des mousses en présence de matières organiques. Le fluorure de calcium réagit avec l’acide sulfurique suivant la réaction :

CaF2+ H2SO4+ H2O (CaSO4, 2H2O) + 2HF

La silice en présence d’acide fluorhydrique génère de l’acide fluosilicique (H2SiF6) ces deux acides sont très corrosifs :

4HF +SiO2 SiF4 + 2H2O

3

    Rapport de stage

2SiF4 + 2H2O  H2SiF6

+ SiO2 + 2HF

3. Centrale électrique :

La centrale électrique a comme rôle la production, la distribution de l’énergie électrique et la

gestion de la vapeur HP/MP/BP.

Elle se compose de :

 Deux chaudières auxiliaires de capacité de 25 T/h chacune.

 Trois groupes turboalternateur.

 Un groupe électrogène.

 Un réseau de vapeur HP/MP/BP appelé barillets.

 Une salle des pompes et bâches alimentaires et condensats.

IV.Lignes de production des engrais

1. Généralités sur les engrais :

1.1. Historique :

On a reconnu l’utilité des engrais dès la plus haute antiquité. Ce furent, toutefois, les romains qui employèrent les premiers fumiers de façon systématique, pour enrichir les sols qu’ils cultivaient. Ce procédé est encore utilisé de nos jours, il donne d’excellents résultats. Une telle pratique ne reposait au départ sur aucune base scientifique confirmée, puisque les anciens pensaient que les plantes se nourrissaient de composés organiques présents dans le sol.

Cette hypothèse ne fut contestée qu’au XVI siècle, lorsque Bernard Palinez (1510-1589) affirma que les végétaux ne peuvent assimiler que des produits minéraux existant dans l’eau. Lavoisier découvrit en 1792, et formula le premier, les relations qui amènent le monde végétal au monde minéral, au siècle suivant, les français Payen, Boussingnault et l’Allemand Liebig établissent le rôle fertilisant de certaines matières minérales, et permettent à l’industrie des engrais chimiques de se développer à partir de 1860.

Parmi les matières minérales, celles contenant le phosphate s’avèrent toujours irremplaçables en agriculture vu le rôle que joue cet élément dans le développement des plantes, leurs croissance, la rigidité de leurs tissus et même dans la résistance qu’elles opposent aux maladies.

Le phosphore n’a, à ces égards, aucun substitut et ce fait, explique toute l’importance de l’industrie des engrais phosphatés et la diversité des engrais qu’elle produit.

1.2. Description des engrais :

Les engrais sont des composés chimiques qui donnent au sol les éléments fertilisants dont il a besoin. Ces éléments peuvent exister naturellement dans le sol ou y sont apportés artificiellement sous différentes formes :

4

Rapport de stage

Sous forme stable dans la solution sol, ces engrais sont presque immédiatement utilisés par la

plante.

Sous forme de cations ou d’anions échangeables, fixés par le complexe adsorbant du sol, ces

-

ions sont progressivement mis à la disposition de la plante.

- 1.3. Rôle des principaux éléments constituants les engrais :

Les différentes classes des éléments nécessaires à la croissance des végétaux sont :

-Les éléments fertilisants majeurs : L’azote, le phosphore et le potassium.

 L’azote : il contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante. Il permet à la plante de fabriquer, en quantité et en vitesse accrue, les acides nucléiques, aminés ainsi que la synthèse des protéines et de la chlorophylle pour permettre à la plante une croissance plus rapide.

 Le phosphore : il favorise la croissance et le développement de la plante, ainsi que la rigidité

des tissus et sa résistance aux maladies.

 Le potassium : qui contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits. On parle des engrais ternaires de type NPK si les trois sont associés. Sinon, on parle également des engrais binaires NP, NK, PK ou d'engrais simples s'ils sont constitués d'un seul de ces éléments N ou P ou K.

-Les éléments fertilisants secondaires : Le calcium, le magnésium, le soufre et le sodium.

-Les oligo-éléments : Bore, chlore, cuivre, magnésium, molybdène, le zinc… participent à faible dose à la nutrition des végétaux (quelques centaines de grammes à quelques kilogrammes par hectare). Au- delà d’une certaine concentration, ils deviennent toxiques pour les plantes.

1.4. Terminologie des engrais :

Engrais simples : Ce sont des engrais ayant une teneur déclarée en un seul élément fertilisant

majeur N, P ou K

Engrais composés : Ce sont des engrais ayant des teneurs déclarées en au moins deux éléments fertilisants majeurs. Il s’agit des engrais binaires (NP, PK, NK) ou des engrais ternaires (NPK).

-

-

Les teneurs des éléments fertilisants des engrais sont exprimées en Azote (N), en Anhydride phosphorique (P2O5) et en oxyde de potassium (K2O).

Dans le cas des engrais composés, les teneurs sont exprimées en pourcentage massique selon l’ordre suivant :

Parmi les formules d’engrais fabriquées à partir du phosphate naturel on peut citer :

N – P2O5 – K2O

 Engrais simples :

 

Le simple superphosphate SSP : 18% en P2O5. Le triple superphosphate TSP : 45% en P2O5.

 Engrais composés (binaires) :

  

Le phosphate mono-ammoniaque : MAP (11-55-0) Le phosphate di-ammoniaque : DAP (18-46-0) Le sulfo-phosphate d’ammonium : ASP (19-38-0)

5

 Engrais composés (ternaire) :

Rapport de stage

À partir des engrais composés binaires cités ci-dessous on peut fabriquer des engrais ternaires, par l’addition physique de composés tels que, le chlorure de potassium KCl ou le sulfate de potassium K2SO4.

2. Description des lignes de production des engrais :

2.1. Les unités des engrais :

L’atelier des fertilisants de Maroc Phosphore III et IV est constitué de sept lignes de production : quatre anciennes lignes et trois nouvelles lignes plus des unités annexes.

 Anciennes lignes :

Date de démarrage: 1986 Capacité initiale : 1.625.000 T équivalent DAP/an (procédé AZF) Capacité actuelle : 2.100.000 T équivalent DAP/an (procédé JACOBS) Qualités produites :

o Initiales: DAP et TSP; o Actuelles : DAP, TSP, MAP, NPK, ASP

 Nouvelles lignes:

Démarrage :

o 107A :2007 o 107B/C : 2013

Procédé : JACOBS ENGENEERING

 Mode de réalisation : EPCM (Engineering Procurment Construction Management)

par JESA. Capacité : 850 000 T équivalent DAP/an (procédé JACOBS).

2.2. Matières premières et stockage :

Les matières premières utilisées pour la fabrication des engrais sont :

Acide phosphorique 54% en P2O5. Acide phosphorique 29% en P2O5. Ammoniac gaz (NH3). Acide sulfurique 98,5% (H2SO4). Liquide de lavage. Huile aminée d’enrobage. Fuel lourd N°2. Vapeur basse et moyenne pression (BP et MP). Air d’instrumentation. Eau.

- - - - - - - - - -

6

       Les conditions de stockage des matières premières seront présentées sur le tableau suivant :

Rapport de stage

Matières premières

Conditions de stockage

Acide phosphorique 54% en P2O5

Acide phosphorique 29% en P2O5

Ammoniac (NH3)

Acide sulfurique 98,5% (H2SO4)

Eau

Fuel N°2

Huile d’enrobage

reçu de

H3PO4 54% est l’unité d’acide phosphorique et stocké dans un bac de briques anticorrosif d’une capacité de 1500 m3 à une température de 28 à 30°C et une pression de 1 atm. Les conditions de stockage de H3PO4 29% et H3PO4 54% sont pareils. L’ammoniac est importé par navires et dépoté en phase liquide dans des réservoirs (2500 tonnes chacun) où il est stocké à la température de -33°C, correspondant à une pression de 1013 mbar. L’acide sulfurique est fourni par le complexe existant. Il est stocké dans le réservoir d’acier du carbone avec un dessiccateur de passage. Le dessiccateur empêche l’entrée de l’humidité de l’atmosphère pour éviter la corrosion du réservoir. L’eau est stockée dans un bac d’une capacité de 3015 m3. Le fuel est stocké dans un réservoir vertical avec un toit conique. Ce réservoir a une capacité de stockage de 15 jours. La température du fuel est maintenue à 80°C à l’aide de la vapeur. Le réservoir d’huile est un réservoir d’acier du carbone avec le fond plat et un toit conique. Il a des réchauffeurs au fond du réservoir pour maintenir le réservoir et un réchauffeur d’aspiration pour la température de maintien dans les lignes de transfert.

la température d’huile dans

Tableau 1 : Condition de stockage des matières premières

V. Procédé de fabrication des engrais

1. Principe de fabrication :

La description suivante est applicable à l’ensemble de granulation pour la production de di- ammonium phosphate (DAP) ou d’autres engrais granulaires basés sur le phosphate d’ammonium. Expressément, le procédé et les équipements ont été conçus pour la production des engrais granulaires NP, ASP et NPK ayant une composition nitrogène P2O5 – K2O. La capacité de conception pour la production de DAP est de 120 tonnes par heure.[8]

7

Rapport de stage La fabrication des engrais azotés consiste à une neutralisation des acides phosphorique ce qui donne lieu à une réaction de neutralisation exothermique.

Toutefois l’instabilité du phosphate triammonique (NH4)3PO4 dans les conditions de fabrication amène à limiter la neutralisation par contrôle analytique du rapport molaire :

=

RM Le procédé consiste à effectuer la neutralisation en deux étapes :

 Une pré-neutralisation de l’acide phosphorique par NH3 jusqu'à un RM = 1,4 pour le DAP et RM=0,6 pour le MAP ce qui correspond à une fluidité maximale de la bouillie et des pertes moindre en ammoniac par tension de vapeur. Cette première étape s’effectue dans un réacteur pré-neutraliseur PN agité de volume 80m3.

 Une ammonisation complémentaire jusqu’à obtention d’un RM = 1,8 pour DAP et RM = 1 pour le MAP, ce qui favorise la cristallisation. Ce deuxième stade est réalisé dans un tambour de granulation appelé granulateur.

2. Pré-neutraliseur (PN) :

Figure 1 : Le pré-neutraliseur

C’est une cuve d’inox cylindrique verticale de volume 64,1m³ où ont introduit l’acide phosphorique 54%, l’acide sulfurique, le liquide de lavage et l’ammoniac gazeux. Le mélange est agité par un agitateur vertical qui favorise l’homogénéisation du produit, il comporte un Système de Pulvérisation d’Ammoniac (huit tubes de pulvérisation d’ammoniac) pour réaliser un bon contact avec l’acide phosphorique.

Le principe de la fabrication consiste à produire un mélange de phosphate d’ammonium et sulfo- phosphate d’ammonium par neutralisation des acides phosphorique et sulfurique par l’ammoniac suivant les réactions.

8

Neutralisation de l’acide phosphorique :

Rapport de stage

NH3 (g) +H3PO4 (L) NH4 H2PO4 (s) + 32,19 kcal/mole

NH4H2PO4+NH3

(NH4)2 HPO4 (s) + 51,45 kcal/mole

Le rapport molaire, pour cette 1ere ammonisation, doit être d’environ 1,4 pour le DAP et 0.6 pour le MAP.

Neutralisation de l’acide sulfurique

2NH3 (g) + H2SO4 (L)

(NH4)2 SO4 (s) + 76 kcal/mole

L’acide sulfurique ajouté à ce mélange réagira avec les sulfates d’ammonium. Etant un acide plus fort que l’acide phosphorique, l’acide sulfurique à une plus grande affinité pour réagir avec l’ammoniac pour ajuster la qualité du produit, il fait baisser le pourcentage du P2O5 du produit fini. On ajoute l’acide phosphorique 29% pour régler la densité de la bouillie.

l’ammoniac pour former

On constate que la chaleur dégagée aux deux stades de la réaction élève la température de la bouillie à environ 120°C, et provoque l’évaporation de la plus grande quantité d’eau introduite du fait de la dilution de l’acide phosphorique. Ainsi que toute la masse gazeuse -dégagée du PN et du granulateur- est récupérée pour subir un lavage au niveau de la section de lavage afin d’améliorer le rendement en NH3 en récupérant l’ammoniac non réagit au cours des deux étapes de neutralisation.

3. Granulation : La fonction du système de granulation est la transformation de la bouillie en engrais granulaire avec une composition et taille exigées. La granulation se produit dans un granulateur (tambour rotatif) où la bouillie de phosphate est pulvérisée sur le lit de recyclage sec retourné par le convoyeur des fines. Le mouvement de rotation du granulateur aide à distribuer, de façon uniforme, la bouillie sur la surface des granules, et par la recirculation, il produit des granules très uniformes, durs et bien arrondis.

Figure 2 : Le tambour du granulateur

Le complément d’ammonisation, pour avoir la formule finale du DAP, est effectué dans le granulateur au moyen de la rampe d’ammonisation. Le rapport molaire atteint une valeur de 1,8. Les gaz du granulateur sont aspirés par un ventilateur vers la section de lavage.

9

  3.1. Principales composantes

Rapport de stage

La configuration d'un granulateur est présentée ci-dessous. Il s'agit d'un tambour incliné de 3,6° afin de favoriser l'écoulement des granules par gravité,Il comporte essentiellement :

Une virole tournante : qui aide à distribuer de façon uniforme la bouillie sur la surface du produit recyclé. Un arroseur d’ammoniac : c’est une rampe maintenue par un minimum de supports lourds qui pulvérise l’ammoniaque liquide. Une paroi intérieure : Elle est constituée des panneaux en caoutchouc flexibles pour éviter le colmatage du produit. Un racleur : actionné par un cylindre d’air, il est conçu pour éviter l’accumulation sur le tuyau de support de l’arroseur d’ammoniac. Un RTG: est un réacteur tubulaire de granulateur, il est situé sur le tuyau de support et équipé de 4 pulvérisateurs à jet conique creux de 90° qui aident à distribuer la bouillie. Ce réacteur est alimenté par la bouillie venant du pré-neutraliseur, l’acide phosphorique 54% et l’ammoniac gazeux, on peut utiliser le RTG sans le pré-neutraliseur. Système de Ventilation : pour aspirer les échappements des gazes.

Cet équipement muni d'un réacteur tubulaire (RTG) et d'un arroseur d'ammoniac (rampe d'ammonisation), Ces composantes sont conçues de façon à éviter l'accumulation de gros morceaux d'engrais.

La paroi intérieure du tambour est recouverte de panneaux en caoutchouc flexible et le granulateur fonctionne sous pression négative permettant à ces panneaux de se décoller de la paroi lors de la rotation et donc de briser les gros morceaux d'engrais pouvant s'y accumuler.

Figure 3 : Vue interne du granulateur

3.2. Principe de granulation

L'étape de granulation permet de transformer la bouillie en engrais granulaire quand la bouillie est pulvérisée sur un lit d'engrais recyclé et arrosée d'ammoniac liquide. La réaction d'ammonisation débutant dans le pré-neutraliseur est complétée dans le granulateur pour donner un rapport molaire de 1,86 à la sortie du granulateur.

10

      Rapport de stage

Figure 4 : les effluents du granulateur

La granulation progresse de trois façons différentes l'agglomération. Ces étapes se produisent en série et en parallèle.

:

la nucléation,

la stratification et

la nucléation

La réaction d'ammonisation se poursuit au niveau du granulateur et fait progressé le rapport molaire au-dessus de 1,45. Cetteréaction exothermique entraîne l'évaporation partielle de l'eau, diminuant ainsi la solubilité du DAP et provoquant la cristallisation du produit. Ce processus de cristallisation, connu sous le nom de nucléation, forme des noyaux qui sont critiques pour lagranulation.

La stratification

C’est un processus d'augmentation de la taille et de la masse des granules par le recouvrement des granules existants avec de la nouvelle matière.

L'engrais recyclé acheminé au granulateur est à l'origine du processus de stratification. La nouvelle matière provenant de la bouillie d'engrais est pulvérisée à travers la buse du RTG et se heurte contre les granules d'engrais recyclés en augmentant leur diamètre.

Le processus de nucléation et de stratification continue tout au long du tambour du granulateur.

De l'ammoniac liquide injecté sur le lit du granulateur réagit avec les noyaux et la bouillie recouvrant les granules pour produire une nouvelle couche d'engrais. Lors de la production de DAP, la bouillie sous forme de MAP est transformée en DAP, augmentant ainsi le rapport molaire de 1,45 à 1,86. La chaleur de la réaction, provoquée par l'addition d'ammoniac, permet la solidification de la nouvelle couche.

Le mouvement de rotation du tambour assure une distribution uniforme de la bouillie et de l'ammoniac sur la surface des granules afin de promouvoir la stratification.

11

  Rapport de stage L'ammoniac est sous forme liquide afin de maximiser le temps passé dans le granulateur et le mouvement des granules dans le tambour produit des granules uniformes, durs et bien arrondis.

L'agglomération

Elle se produit lorsque deux granules se heurtent pour former un seul granule de dimension et de masse supérieure. Ce processus est favorisé par le débit d'engrais alimenté au granulateur et la rotation du tambour qui provoque la collision entre les granules. La pulvérisation de la bouillie et des noyaux aide les granules à s'agglomérer ensembles lors de leurs collisions.

Le diamètre moyen des granules dépend de l'humidité (teneur en eau), de la température et du degré d'ammonisation. Le diamètre moyen augmente avec l'humidité et le ratio liquide/solide (bouillie/granules recyclés) dans le granulateur, et diminue avec le rapport molaire N/P.

Figure 5 : La zone convenable pour la formation des grains

Une sur-ammonisation favorise la formation de fins, le dégagement et la perte d’ammoniac.

Un manque d’ammoniac engendre : Produit trop humide, formation de mottes

4. Séchage :

4.1. Les principaux composants :

Le sécheur est muni d'une chambre de combustion d'où sortent les gaz chauds destinés au séchage des granules dans le tambour rotatif. La chambre de combustion est alimentée par du fuel, de la vapeur d'eau pour l'atomisation et de l'air pour la combustion.

12

   Rapport de stage

Le sécheur est divisé en deux parties :

Figure 6 : les composants du sécheur

La chambre de combustion : est équipée d’un revêtement réfractaire, un brûleur de la combustion de fuel oïl et deux ventilateurs pour l’aspiration d’air de combustion et pour l’aspiration d’air de dilution qui permet de réduire la température de la masse gazeuse à l'entrée du sécheur afin d'éviter le risque de fusion du produit, aussi permet de maintenir une pression négative en fonction du débit de gaz aspiré par le ventilateur d'aspiration sécheur afin d'éviter que les gaz chauds ne s'échappent pas par l'entrée du sécheur.

Lors d'un démarrage, le propane est utilisé afin de préchauffer le brûleur et d'allumer le fuel, en premier lieu, le propane est allumé par arc électrique au niveau du brûleur et c'est la flamme du propane qui allume le fuel injecté au brûleur. Une fois que le fuel prend feu, le propane est arrêté automatiquement.

La chambre de combustion atteint des températures très élevées. Pour minimiser les pertes de chaleur et protéger le personnel ainsi que l'équipement, la chambre de combustion et les composantes connexes sont constituées de plusieurs couches de matériaux isolants. La chambre de combustion et les brûleurs sont en acier au carbone.

Figure 7 : Matériaux de la chambre à combustion

Le tube sécheur : est un tambour rotatif équipé intérieurement par des palettes releveuses qui favorisent l’écoulement du produit sous forme de pluie afin d’assurer l’échange thermique, entraînant le produits vers l’avant. Il permet d'abaisser le pourcentage d'eau des granules de 3-4 % à 1,0-1,5 %.

13

Rapport de stage Le tambour du sécheur est muni de plusieurs types de déflecteurs (ou « spires »), à l'entrée du tambour, permettent de faire avancer rapidement le produit dans le sécheur.

Une série de 16 et de 32 déflecteurs (ou « pelles ») soulèvent et laissent tomber les granules sur toute la longueur du sécheur pour ainsi optimiser les échanges de chaleur. À la sortie du sécheur, les déflecteurs de relevage (ou « grilles de relevage ») en forme de grille permettent de désagglomérer les mottes des produits séchés et de marteaux afin d'empêcher les granules d'engrais de rester collées contre les parois.

Figure 8 : Les déflecteurs du sécheur

4.2. Principe de procédé :

L’opération de séchage consiste à débarrasser le produit d’une partie de son eau, afind’éviter les phénomènes de colmatage des appareils de broyage, criblage et conditionnement ainsi que la prise en masse au cours du stockage de l’engrais.

Figure 9 : Sécheur

Les solides alimentant le sécheur sont soulevés par des pelles releveuses puis tombent en cascade à travers un flux co-courant d’une masse gazeuse provenant de la chambre à combustion. A la sortie du tube sécheur, les gaz chargés d’eau et de poussière sont traités au niveau d’une batterie de cyclones, pour récupérer le maximum de poussière qui sont recyclées vers le granulateur.

Les gaz chauds assurant principalement d’une chambre de combustion à fuel.

le séchage de

l’engrais proviennent d’un four sécheur constitué

14

Rapport de stage La sortie du sécheur est équipée d’un brise-mottes constitué des pelles releveuses fixées sur une grille tournante permettant effritement des mottes formées.

 les paramètres de marche :

 la température d’entrée gaz : environ 150°C à 200°C.

 la température de sortie gaz : 85°C

 la température de sortie produit : 82°C

5. Classification et broyage :

5.1. Classification granulométrique :

La séparation granulométrique de l’engrais permet de fabriquer un produit marchant à la granulométrie requise entre 2 et 4 mm et d’extraire le produit de recyclage qui alimente le granulateur.

De ce fait l’unité de production est équipée de quatre cribles à doubles étages munis de moteurs vibrants, deux cribles finisseurs muni chacun de quatre moteurs vibrants ainsi que quatre broyeurs pour broyer les sur-granulés. Pour améliorer l’efficacité du criblage, chaque crible est équipé d’un distributeur vibrant en assurant une répartition du produit sur toute la largeur du crible.

Figure 10 : Les composants d’un crible

Les cribles primaires

Le rôle des cribles primaires, aussi appelés "cribles de séparation", est de séparer les granules provenant du sécheur rotatif en trois catégories selon leur taille : les particules grossières (> 4 mm), les fines (< 2 mm) et les granules detaille acceptable (entre 2 et 4 mm). Les cribles primaires sont des cribles à deux étages.

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 Les cribles secondaires

Rapport de stage

Le rôle des cribles secondaires, aussi appelé