FR2572952A1 - Procede et installation de purification des fumees - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE PURIFICATION DES FUMEES RESULTANT D'UNE COMBUSTION MENAGEE ET EXEMPTES DE TRIOXYDE DE SOUFRE SO REMARQUABLE EN CE QU'IL COMPREND LES ETAPES SUIVANTES : -LES FUMEES SORTANT DE L'ESPACE DE COMBUSTION MENAGE A UNE TEMPERATURE ENTRE 450C ET 1200C SUBISSENT UN PREMIER REFROIDISSEMENT RAPIDE; -LES FUMEES SUBISSENT UN DEUXIEME REFROIDISSEMENT POUR ABAISSER LEUR TEMPERATURE A UNE TEMPERATURE AU MAXIMUM EGALE A CELLE DE LA SOLIDIFICATION DU SOUFRE; -FACULTATIVEMENT, LA PREPARATION DES PARTICULES DE SOUFRE ET, EVENTUELLEMENT DES CENDRES EN VUE DE LEUR SEPARATION DES PRODUITS GAZEUX DES FUMEES; -SEPARATION DESDITES PARTICULES DU SOUFRE ET DES CENDRES DES PRODUITS GAZEUX DE FUMEE; -EXTRACTION DES PARTICULES SOLIDES; -EVACUATION DES PARTICULES SOLIDES.
Description
PROCEDE ET INSTALLATION DE PURIFICATION DES FUMEES
La présente invention concerne un procédé de purification de fumées issues de combustibles gazeux, liquides ou solides contenant des produits soufrés, ainsi que les installations pour la mise en oeuvre du procédé.
La présente invention concerne un procédé de purification de fumées issues de combustibles gazeux, liquides ou solides contenant des produits soufrés, ainsi que les installations pour la mise en oeuvre du procédé.
La pollution atmosphérique par les produits soufrés contenus dans les fumées industrielles et l'habitat est devenue un problème important, en raison de la concentration des activités humaines et de l'utilisation du charbon et des produits pétroliers en tant que combustibles.
Trois procédés ont été proposés jusqu'à présent pour résoudre ce problème :
(i) - Purification des combustibles par désulfuration des charbons et du fuel-oil résiduaire. Cette voie a donné des résultats probants mais est coüteuse en ressourees énergétiques.
(i) - Purification des combustibles par désulfuration des charbons et du fuel-oil résiduaire. Cette voie a donné des résultats probants mais est coüteuse en ressourees énergétiques.
(ü)- Traitement des fuméees par lavages chimiques généralement en phase aqueuse. Ces techniques sont grevées par de multiples désa vantages :
- Déplacement de la pollution de l'air vers la pollution de l'eau et diffieulté de disposer des sous-produits du traitement.
- Déplacement de la pollution de l'air vers la pollution de l'eau et diffieulté de disposer des sous-produits du traitement.
- Difficultés technologiques, telles qaue corrosion, saturation des fumées en eau (panache visible, brouillards ...), etc ...
- Cout élevé des produits chimiques.
(iii)- Traitement de la combustion par injection de produits sees. Cette technique pose des problèmes d'encrassement des surfaces d'échange de chalear par convection, et augmente la quantité de cendre, dont il faut disposer; en outre, le cout des produits chijmiques, tel que la dolomie, est élevé.
La présente invention a pour objet de pallier à ces inconvénients en purifiant pratiquement totalement les fumées résultant d'une.
combastion dite "ménagée".
Dans les modes de réalisation décrits ci-après, à titre d'exemples uniquement, il s'agit de la combustion d'un fuel liquide du type fuel oil ayant une teneur en soufre de 3 % en poids environ.
Toutefois, le combustible peut être gazeux ou solide (pulvérulent, par exemple) sans sortir du cadre de l'invention.
Le combustible est mis en oeuvre dans un bruleur connu en soi qui est adapté pour la combustion ménagée : la régulation fine de l'excès d'air avec une précision suffisante permet l'obtention d'une combustion pratiquement sans suie, et avec un défaut d'air de 1,5 % en poids.
La combustion des matières carbonées, et de l'hydrogène est totale; ces produits carbonés et l'hydrogène sont transformés en
CO2, H2O et pour une faible part en CO. Le soufre se retrouve dans les fumées, pour la plus grande partie, sous forme de soufre élémentaire
S2, S6 et S8, le rapport de ces espèces entre elles dépendant de la température des fumées. La partie restante du soufre se trouve sous forme de dioxyde de soufre (SO2). Le trioxyde de soufre SO3 n'est pas présent dans les fumées de combustion dans les conditions choisies pour la combustion ménagée.
CO2, H2O et pour une faible part en CO. Le soufre se retrouve dans les fumées, pour la plus grande partie, sous forme de soufre élémentaire
S2, S6 et S8, le rapport de ces espèces entre elles dépendant de la température des fumées. La partie restante du soufre se trouve sous forme de dioxyde de soufre (SO2). Le trioxyde de soufre SO3 n'est pas présent dans les fumées de combustion dans les conditions choisies pour la combustion ménagée.
La combustion dite "ménagée" d'hydrocarbures soufrés (gaz, liquides et mémes solides) permet de transformer une substantielle partie du soufre contenu dans les combustibles en soufre élementaire et non pas en axydes, notamment SO3. En effet, cet élément le plus acide,
SO3, est totalement absent de fumées produites, lors de la combustion ménagée, et la teneur en oxydes d'azote est faible.
SO3, est totalement absent de fumées produites, lors de la combustion ménagée, et la teneur en oxydes d'azote est faible.
Le fait que les fumées ne contiennent pratiquement pas de
SO3 est une condition essentielle. En effet, le refroidissement des fumées à une température de 110 par exemple n'est possible que grâce à l'absence de condensation acide, normalement provoquée par la présence de SO3. Dans le cas présent, il n'y a pas à craindre la corrosion acide et ou l'acidification du soufre précipité.
SO3 est une condition essentielle. En effet, le refroidissement des fumées à une température de 110 par exemple n'est possible que grâce à l'absence de condensation acide, normalement provoquée par la présence de SO3. Dans le cas présent, il n'y a pas à craindre la corrosion acide et ou l'acidification du soufre précipité.
La combustion à défaut d'air à mélange intensif combustible air, limite la formation d'oxydes d'azote de sorte que les fumées sont flobalement moins acides.
En particulier, l procédé selon l'invention :
- Permet l'application de la combustion ménagée des combustibles soufrés pour obtenir des fumées exemptes de SO3 et ayant une faible teneur en SO2 et en oxydes d'azote, mais contenant du CO ;
- Evite l'encrassement des surfaces d'échange thermique ;
- Permet la récupération des solides (soufre et cendres) (pour l'utilisation ultérieure dans les travaux publics, par exemple).
- Permet l'application de la combustion ménagée des combustibles soufrés pour obtenir des fumées exemptes de SO3 et ayant une faible teneur en SO2 et en oxydes d'azote, mais contenant du CO ;
- Evite l'encrassement des surfaces d'échange thermique ;
- Permet la récupération des solides (soufre et cendres) (pour l'utilisation ultérieure dans les travaux publics, par exemple).
- Evite l'utilisation de produits chimiques additionnels;
- Evite la saturation en eau des fumées;
- Permet la récupération de chaleur et la préchauffe de l'air de combustion dans des installations existantes qui peuvent être facilement modifiées pour appliquer le procédé selon la présente invention ;
- Permet de transformer le CO de la combustion ménagée en CO2 qui est sans nocivité pour l'environnement.
- Evite la saturation en eau des fumées;
- Permet la récupération de chaleur et la préchauffe de l'air de combustion dans des installations existantes qui peuvent être facilement modifiées pour appliquer le procédé selon la présente invention ;
- Permet de transformer le CO de la combustion ménagée en CO2 qui est sans nocivité pour l'environnement.
A titre indicatif et à titre d'exemple uniquement le tableau I ci-après donne la composition des fumées avant et après épuration selon le procédé conforme à l'invention.
TABLEAU I - Composition moyenne des fumées en kg/100 kg
fuel avec un taux d'air de 97,5 %
fuel avec un taux d'air de 97,5 %
<tb> avant <SEP> épuration <SEP> : <SEP> après <SEP> épuration
<tb> Sélément <SEP> 2.25 <SEP> : <SEP> 0.27
<tb> : <SEP> SO2 <SEP> 1.50 <SEP> : <SEP> <SEP> 1.50
<tb> SO3 <SEP> Néant <SEP> : <SEP> -
<tb> H2S <SEP> Traces <SEP> : <SEP> -
<tb> H2 <SEP> Traces <SEP> : <SEP> -
<tb> : <SEP> CO <SEP> 8.9 <SEP> : <SEP> a <SEP> à <SEP> 8.9
<tb> CO2 <SEP> 299.5 <SEP> : <SEP> 308.4 <SEP> à <SEP> 299.5 <SEP> (1)
<tb> H <SEP> O <SEP> 175.0 <SEP> : <SEP> 137.9
<tb> N2 <SEP> + <SEP> At <SEP> 1009.2 <SEP> . <SEP> 1009.2 <SEP>
<tb> : <SEP> Autres <SEP> 1.<SEP> <SEP> 25 <SEP> : <SEP> 1.25
<tb> : <SEP> Cendres <SEP> 0.25 <SEP> : <SEP> 0.003
<tb> : <SEP> Total <SEP> 1437.8 <SEP> : <SEP> 1458.5
<tb> : <SEP> :
<tb> Point <SEP> de <SEP> rosée <SEP> <SEP> C <SEP> 51 <SEP> : <SEP> 54
<tb> : <SEP> Teneurs <SEP> en <SEP> mg/nm3 <SEP> et <SEP> ppm <SEP> vol. <SEP> : <SEP> mg/nm3 <SEP> : <SEP> ppm <SEP> vol.
<tb>
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<tb> 502 <SEP> @0@ <SEP> 1320 <SEP> : <SEP> 460
<tb> CO <SEP> 0-8000 <SEP> .<SEP> 0-6500 <SEP> (13 <SEP>
<tb> : <SEP> Solides <SEP> à <SEP> traiter <SEP> (soufre <SEP> et <SEP> cen- <SEP> : <SEP> 1700-2000
<tb> <SEP> dres)
<tb>
Il Dépend de l'utilisation de la postcombustion
Conformément à la présente invention, le procédé de purification des fumées résultant d'une combustion ménagée et exemptes de trioxyde de soufre (SO3) est caractérisé en ce qu'ie comprend les étapes suivantes ::
(i) - les fumées sortant de l'espace de combustion ménagée
à une température entre 450 et 1200 C subissent
un premier refroidissement rapide ;
(ii) - les fumées subissent un deuxième refroidissement
pour abaisser leur température à une température au
maximum égale à celle de la solidififcation du sou
fre ;
(iii)-facultativement, la préparation des particules de
soufre et éventuellement des cendres en vue de leur
séparation des produits gazeux des fumées ;
(iv) - séparation desdites particules de soufre et de
cendres des produits gazeux de fumée ;
(v) - extraction des particules solides ;
(vi) - évacuation des particules solides.
<tb> : <SEP> Cendres <SEP> : <SEP> 0-20 <SEP> :
<tb> : <SEP> Total <SEP> solides <SEP> : <SEP> 200-250 <SEP> :
<tb> 502 <SEP> @0@ <SEP> 1320 <SEP> : <SEP> 460
<tb> CO <SEP> 0-8000 <SEP> .<SEP> 0-6500 <SEP> (13 <SEP>
<tb> : <SEP> Solides <SEP> à <SEP> traiter <SEP> (soufre <SEP> et <SEP> cen- <SEP> : <SEP> 1700-2000
<tb> <SEP> dres)
<tb>
Il Dépend de l'utilisation de la postcombustion
Conformément à la présente invention, le procédé de purification des fumées résultant d'une combustion ménagée et exemptes de trioxyde de soufre (SO3) est caractérisé en ce qu'ie comprend les étapes suivantes ::
(i) - les fumées sortant de l'espace de combustion ménagée
à une température entre 450 et 1200 C subissent
un premier refroidissement rapide ;
(ii) - les fumées subissent un deuxième refroidissement
pour abaisser leur température à une température au
maximum égale à celle de la solidififcation du sou
fre ;
(iii)-facultativement, la préparation des particules de
soufre et éventuellement des cendres en vue de leur
séparation des produits gazeux des fumées ;
(iv) - séparation desdites particules de soufre et de
cendres des produits gazeux de fumée ;
(v) - extraction des particules solides ;
(vi) - évacuation des particules solides.
La chaleur des fumées de combustion épurées laoprès l'élimination du soufre et des cendres) est récupérée pour des échanges de chaleur.
La température après ledit premier refroidissement et avant ledit deuxième refroidissement des fumées de combustion est de 125 C à 450 C.
La température des fumées, lors ou immédiatement après ledit deuxième refroidissement est de 70 C à 120 C.
Selon un premier mode de réalisation, ledit premier refroidissement rapoide des fumées s'effectue en échange de chaleur avec les fumées de combustion épurées.
Selon un autre mode de réalisation, ledit poremier refroidissement rapide s'effectue en une premièdre phase lors de laquelle les fumées sont refroidies en échange de chdaleur avec un agent de refroidissement amené de lk'extérieur, tel que l'eau, cette opremière phase édtant suivie d'une deuxième pohase de refroidissement, lors de laquelle les fumées sont refroidies en échange de chaleur avec les fumées de combustion éopurées.
La température des fumées de combustion aoprès la opremière phase de refroidissement et avant la deuxième phase de refroidissement est de 300 C à 600 C.
Le procédé, en général, est en outre caractérisé en ce que ledit deuxième refroidissement s'effectu par injection d'un fluide amené de l'extérieur.
Ledit deuxième refroidissement s'effectue par l'injection d'un fluide sous pression de façon à ce que ledit fluide couvre la totalité de la section de passage des fumées, la section de passage pouvant être sous-divisée en secteurs carrés.
Ledit fluide peut être de l'eau sous pression ayant une température entre 50 C à 150 C.
Lors dudit deuxième refroidissement des fumées ou immédiatement après ledit deuxième refroidissemen des fumées, les particules de soufre et, éventuellement, des cendres, sont chargés électriquement pour favoriser leur coalescence.
L'eau injectée sous pression charge électriquement les particules de soufre et des cendres créées par le refroidissement des fumées.
Par la suite, les particules solides sont séparées électrostatiquement des produits de fumée gazeux.
Les fumées de combustion épurées, après avoir abandonné une partie de leur chaleur, lors des échanges de chaleur précités, sont évacuées dans l'atmosphère abiante après avoir subi, éventuellement, une posteombustion et au moins un échange de chaleur avec des agents de refroidissement en provenance de l'extérieur.
La température des fumées épurées avant la posteombustion précitée est de 250 C à 950 C.
L'invention concerne également des installations pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ainsi, l'installation de purification des fumées pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus est caractérisée en ce qu'elle comprend :
(i) - une chambre de combustion dans laquelle un combus
tible est soumis à une combustion ménagée ;
(ii) - un premier système de refroidissement des fumées
de combustion qui sortent de ladite chambre de
combustion à une température de 450 C à 1200 C;
(iii)- un deuxième système de refroidissement des fumées
de combustion ;
(iv)- un système facultatif pour la préparation des par
ticules de soufre et éventuellement des cendres en
vue de leur séparation des produits gazeux
des fumées;
(v)- un système de séparation définitive des parti
cules de soufre et des cendres des produits
gzeux de fumée.
(i) - une chambre de combustion dans laquelle un combus
tible est soumis à une combustion ménagée ;
(ii) - un premier système de refroidissement des fumées
de combustion qui sortent de ladite chambre de
combustion à une température de 450 C à 1200 C;
(iii)- un deuxième système de refroidissement des fumées
de combustion ;
(iv)- un système facultatif pour la préparation des par
ticules de soufre et éventuellement des cendres en
vue de leur séparation des produits gazeux
des fumées;
(v)- un système de séparation définitive des parti
cules de soufre et des cendres des produits
gzeux de fumée.
(vi)- un système d'extraction des particules solides;
(vii)- un système d'évacuation des particules solides.
(vii)- un système d'évacuation des particules solides.
Par exemple, ledit premier système de refroidissement peut être constitué par au moins un échangeur de chaleur (récupérateur de chaleur), l'agent de refroidissement étant les fumées de combustion épurées; la température des fumées à la sortie dudit premier système d'échange de chaleur est de 125 C à 450 C; et en ce que ledit deuxième système de refroidissement comprend au moins un dispositif de pulvérisation d'un fluide acheminé sous pression de l'extérieur, tel que l'eau, ce dispositif étant disposé dans un carneau dans lequel passent les fum6es de combustion, la température de ces fumées, lors de leur passage dans ledit carneau, étant de 10 C à 120 C; la température des fumées de combustion épurées, après avoin effectué ledit premier refroidissement des fumées, à la sortie dudit système de refroidissement est de 400 C à 950 C.
Ou encore, ledit premier système de refroidissement peut, d'autre part, être constitué par au moins un échangeur de chaleur, l'agent de refroidissement étant un fluide fourni de l'extérieur, tel que l'eau ; et par au moins un échangeur de chaleur (récupérateur), l'agent de refroidissement étant les fumées de combustion épurées ; les températures des fumées de combustion à leur sortie dudit premier échangeur est de 300 C à 600 C, et à la sortie dudit deuxième échangeur de 1255C à 450 C respectivement; et en ce que ledit deuxième système de refroidissement comprend au moins un dispositif de pulvérisation d'un fluide sous pression acheminé de l'ext6rieur, tel que l'eau, ce dispositif étant disposé dans un carneau dans lequel passent les fum6es de combustion, la température de ces fumées, lors de leur passage dans ledit carreau, étant de 10 C à 120 C; la température des fumées de combustion épurées, après avair effectué ledit refroidissement des fumées, à la sortie dudit échangeur (récupérateur) est de 250 C à 550 C.
Un séparateur est prévu pour effectuer la coalescence des particules de soufre et des cendres des produits gazeux des fumées, lesdites particules solides étant, par la suite, transférées par un système de détachement desdits solides des surfaces de dépôt vers au moins une trémie d'où ils sont extraits par un système d'extraction et évaeués.
Ledit dispositif de pulvérisation d'un fluide de refroidissement comprend au moins une rangé de buses disposées sur un tugau d'alimentation dudit fluide de refrcidissement faisant fonction de rampe support qui est entourée de deux traceurs chauffants contenus dans des demi-cylindres; ledit tugau d'alimentation de fluide est powrva d'un système de recirculation et lesdits traceurs peuvent être pourvus d'au moins un système de purge.
Au moins deux rampes-support sont prévues qui sont disposées l'une sur l'autre dans le carneau à des distances sensiblement égales de l'exe longitudinal du carneau, et qui sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens de l'axe longitudinal du carneau d'une distance (a) qui peut varier entre 0,6 [l] à 1,1 l, l étant la distance verticale d'une rampe-support à l'axe longitudinal du carneau.
L'axe de chaque buse est incliné vers l'axe longitudinal du carneau.
Enjin, lesdits traceurs chauffants soirt réalisés sous forme de conduites de vapeur ou sous forme de moyens de chauffage électrique.
La hauteur du carneau est de l'ordre de 3,5 à 4,5 l.
D'autres caractéristiques et avantages ressartiront du texte suivant et des figures y afférentes donnés à titre d'exemple uniquement.
La figure 1 montre de facon schématique l'organisation générale d'un premier mode de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 2 montre également, de façon schématique, l'organisation générale d'un deuxième mode de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Les figures 3a et 3b montrent en coupe B - B et vue
A - A respectivement le dispositif du deuxième refroidissement des fumées de combustion.
A - A respectivement le dispositif du deuxième refroidissement des fumées de combustion.
Dans la figure 1, les fumées quittent la chambre de combustion (1) à une température de 800 C environ, et elles sont acheminées via la conduite (2) vers des échangeurs récupérateurs de chaleur (31, 32), par exemple du genre habituellement utilisé pour le préchauffage de l'air de combustion par des fumées. Les échangeurs (31) et et (32) sont reliés entre aux par la conduite (4).
Les fumées refraidies sortent des échangeurs (31, 32) par la conduite (5) à une température de 140 C environ.; alles entrent dans un carneau (6) dans lequel est disposé un dispositif (7) de distribution d'un fluide, tel que l'eau ayant une température de 100 C envinon.
ce dispositif (7) comprend des rampes (73,74) munies de buses (71,72) de pulvérisation permettant de couvrin l'ensemble de la surface de passage du carreau (6) par des jets en forme de cônes pleins dans recoupements excessifs, de telle sorte que les fumées ne puissent pas trouver de passages préférentiels (voir également figures 3a, 36).
On obtient ainsi un refroidissement rapide des fumées à une température qui est inférieure au point de solidification du soufre; cette température pour être comprise entre 110 et 120 C selon la forme cristalline ou amorphe du soufre.
L'injection d'eau sous pression au moyen du dispositif (7) et sa pulvérisation ont également pour objet de charger électriquement les particules de soufre et ainsi à favoriser la coalescence des particules de cendres et de soufre.
Les fumées ainsi refroidies sont dirigées vers un séparateur (8), qui peut être un séparateur électrostatique connu en soi et qui permet la séparation des particules solides des produits gazeux des fumées avec un rendement de l'ondre de 98 à 99,5 %. Ce séparateur (8) est, par exemple, muri d'un système mécanique de détachement des particules, qui agit par exemple par des martèlements intermitttents qui détachent les particules solides des surfaces de dépöt et les font tomber dans des trémies (9), d'où ils sont extraits par des systèmes (10) mécaniques ou préumatiques.
Les fumées refroidies, et dont la teneur en soufre a été ainsi réduite sont acheminées par la conduite (11) vers une soufflante (12) de recirculation qui est entraînée par un moteur (13); les fumées sont alors recinculées vers les échangeurs $récupérateurs (31, 32) via la conduite (14). Les fumées purifiées sont réchauffées jusqu'à une température de 760 C environ avant de passer dans une section de récupération de chaleur (251) dite zone de convection via la conduite (17). Les fumées cèdent ainsi leur chaleur à des fluides (26) divers.
Les fumées purifiées refroidies à ne température qui dépend du degré de récupération (252) de chaleur désiré par exemple par préchauffage de l'air de combustion (24, 241, 242) sont enfin rejetées par une cheminée (20) via les conduites (18, 19).
Les fumées peuvent être réchauffées avant la section de convection (251) par adjonction d'un système de posteombustion (21) qui utilise, de préférence, un combustible à basse teneur en soufre ; ce combustible est acheminé vers le système (21) par la conduite (22). Cette disposition permet avantageusement l'introduction d'un excès d'air dans les brûleurs du système (21) de posteombustion. Les fumées épurées à la sortie de l'échangeur récupérateur de chaleur (31, 32) peuvent contenir de l'oxyde de carbone qui, au moyen du système (21) de la postcombustion avec excès d'air se transforme en dioxyde de carbone (CO2), qui est un gaz inoffensif pour le milieu naturel. Un deuxième mode de réalisation d'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est montré dans la figure 2.Dans cette figure 2, on a utilisé les mêmes numéros de référence pour les mêmes éléments que ceux de l'installation montrée dans la figure 1 augmentés de 100. Ainsi, la chambre de combustion est repérée 101, etc... Les fumées à la sortie de la chambre (101) ont une température de 800 C environ. Elles entrent d'abord dans un échangeur récupérateur (1031) qui permet de préchauffer un fluide extérieur (1161, 1162).
Les fumées de combustion sont ainsi refroidies à une température de 440 C environ. Elles entrent via la conduite (104) dans l'échangeur récupérateur (1032).
Par la suite, les fumées sont traitées comme dans l'installation montrée dans la figure 1. Les fumées épurées sont acheminées par la conduite (111) et réchauffées dans le récupérateur (1032) avant d'être envoyées via la conduite (115) à une température de 400 C environ soit vers le système (121) de postcombustion ou directement vers l'échangeur (1251). L'évacuation des fumées épurées s'effectue par la cheminée (120).
Un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif de pulvérisation (7, 107) des installations de purification des fumées pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention décrite ci-dessus est montré dans les figures 3a et 3b.
Le carneau (6, 106) est dimensionné de façon à ce que la section de passage des fumées puisse être sous-divisée en secteurs carrés; dans l'exemple montré dans les figures, six secteurs sont prévus.
Au centre de chaque secteur est implantée buse (71, 72) de pulvérisation. Ces buses (71, 72) supportées par un tuyau d'alimentation en eau fait fonction de rampe-support (73, 74) des buses (71, 72). L'orientation des buses (71, 72) est choisie de telle sorte que les gouttelettes du fluide de refroidissement des fumées ne viennent pas frapper prématurément la paroi du carneau (6, 106) ; leurs axes y - y sont inclinés vers le centre du carneau (6, 106) d'un angle ss, qui est de 21,5 environ dans l'exemple montré dans les figures. les axes y.- y des buses (71, 72) ne se rencontrent pas nécessairement dans un point situé sur l'axe x - x longitudinal du carneau (6, 106).
Une première rame (73) et une deuxième rampe support (74) munies des buses (71) et (72) respectivement sont montées dans l'axe des séries inférieure et supérieure des secteurs carrés. La rampe support supérieure (74) est avancée par rapport à la rampe support (73) dans le sans (f) de l'écoulement des fumées d'une distance a = 0,8 l environ, (l) étant la distance verticale des buses (71,72) à l'axe x - x. La possibilité d'interférence entre les jets des buses supérieures (72) et inférieures (71) est ainsi minimisée et le refroidissement des rampes (73,74) par l'eau pulvérisée est évité ; en effet, le refroidssement des rampes (73,74) pourrait entrainer le dépôt de soufre solide sur les buses (71, 72) et les rampes (73, 74).Les rampes sont d'autre part entourées de deux traceurs à vapeur ou à chauffage électrique, (75,76,77,78); ces traceurs sont contenus dans des demi-cylindres (79,80) de façon à maintenir chaude la paroi extérieure desdits cylindres (79,80) en contact avec les fumées et ainsi prévenir toute condensation prématurée de soufre.
Les buses (71, 72) sont choisies de façon à produire un jet en cône plein à base carrée pour permettre une couverture optimale de la section de passage des fumées.
L'ensemble (6,7,106,107) est, de préférence, réalisé de façon à permettre l'écoulement horizontal des fumées pour faciliter l'alimentation de l'électrofiltre (8,108). Toutefois, si cela s'avère nécessaire, ledit ensemble (6,7,106,107) peut étre réalisé de façon similaire pour un écoulement vertical des fumées.
La section de passage des fumées peut étre circulaire @carneau (6,106) cylindrique) pouvant avoir un diamètre de 4l environ.
l'installation des buses est, dans ce cas, réalisé sur pas triangulaire équilatéral en utilisant sept buses (71,72) (non montrées dans les figures).
Les tuyaux d'eau (73,74) sont pourvus d'une recirculation (82), les traceurs à vapeur (75,76,77,78) de purgeurs (81) pour éviter toute stagnation et, par conséquent, tout point froid.
Un grand nombre de modifications et d'améliorations peuvent être apportées aux procédés et aux installations décrits ci-dessus sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (25)
1.) - Procédé de purification des fumées résultant d'une combustion ménagée et exemptes de trioxyde de saufre (SO3) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
(i) - les fumées sortant de l'espace de combustion ména
gée à une température entre 450 C et 1200 C subis
sent un premier refroidissement rapide;
(ii) - les fumées subissent un deuxième refroidissement
pour abaisser leur température à une température au
maximum égale à celle de la solidification du sou
fre ;
(iii) - facultativement, la préparation des particules de
soufre et, éventuellement, des cendres en vue de
leur séparation des produits gazeux des fumées ;
(iv) - séparation desdites particules du soufre et des
cendres des produits gazeux de fumée ;
(v) - extraction des particules solides;
(vi)- évacuation des particules solides.
2.) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaleur des fumées de combustion épurées (laprès l'élimination du soufre et des cendres) est récupérée pour des échanges de chaleur.
3.) - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier refroidissement rapide des fumées s'effectue en échange de chaleur avec les fumées de combustion épurées.
4.) - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier refroidissement rapide s'effectue en une première phase lois de laquelle les fumées sont refroidies en échange de chaleur avec un agent de refroidissement amené de l'extérieur, tel que l'eau, cette première phase étant suivie d'une deuxième phase de refroidissement, lois de laquelle les fumées sont refroidies en échange de chaleur avec des fumées de combustion épurées.
5.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit deuxième refroidissement s'effectue par injection d'un fluide amené de l'extérieur.
6.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fumées de combustion épurées, après avoir abandonné une partie de leur chaleur lois des échanges de chaleur précités sont évacués dans l'atmosphère ambiante, après avoir subi, éventuellement, une postcombustion et au moins un échange de chaleur avec des agents de refroidisse ment en ptovenance de l'extéreur.
7.) - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la température des fumées épurées avant la postcombustion précitée est de 250 C a 9500C.
8.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit deuxième refroidissement s'effectue par l'injection d'un fluide sous pression de façon à ce que ledit fluide couvre la totalité de la section de passage des fumées, la section de passage pouvat être sous-dvisé en secteurs carrés.
9.) - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit fluide est de l'eau sous pression ayant une température entre 50 C à 150 C.
19.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors dudit deuxième refroidissement des fumées ou immédatement.
après ledit deuxième refroidissement des fumées, les particules de soufre et, éventuellement, des cendres, sont chargées électriquement pour favoriser leur coalescence.
11.) - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'eau injectée sous pression charge électriquement les particules de soufre et des cendres créées par le refroidissement des fumées.
12.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules solides sont séparées électrostatiquement des produits de bumee gazeux.
13.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température après ledt pemier refroidissement et avant ledit deuxième refroidissement des fumées de combustion est de 125 C à 450 C.
14.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température des fumées lors ou immédiatement après ledit deuxième refroidissement est de 70 C à 120 C.
15.) - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température des fumées de combustion après la première phase de refroidissement et avant ta deuxième phase. de refroidissement e4t de 3000C a 600 C.
16.) - Installation de purification des fumées pour la mise en oeuvre du procédé décrit dans les revendcations 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comprend :
(i) - une chambre de combustion (1,101) dans laquelle
un combustble est soumis à une combustion ménagée ;
(ii)- un premier système (31,, 32, 1031, 1032) de refroidisse
ment des fumées de combustion quei sortent
de ladite chambre de combustion (1,101) à
une température de 450 C à 1200 C;
(iii) - un deuxième système (7,107) de refroidisse
ment des fumées de combustion ;
(iv) - un système (6,106) facultatif pour la pré
paration des particules de soufre et, éven
tuellement, des cendres en vue de leur sépa
ration des produits gazeux des fumées ;
(v) - un système de séparation définitive
(8,108) des particules de soufre et des cen
dres des produits gazeux de fumée;;
(vi) - un système d'extraction (9,109) des parti
cules solides ;
(vii) - un système d'évacuation (10, 110) des particu
loes solides.
17.) - Installation de purification des fumées de combustion selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit premier système de refroidissement est constitué par au moins un échangeur (31, 32) de chaleur (récupérateur de chaleur), l'agent de refroidissement étant les fumées de combustion épurées; la température des fumées de combustion à la sartie dudit premier système d'échange de chaleur (31, 32) est de 125 C à 45 C; et en ce que ledit deuxième système de refroidissement comprend au moins un dispositif (7) de pulvérisation d'un fluide acheminé sous pression de l'extérieur, tel que l'equ, ce dispositif étant disposé dans un carneau (6) dans lequel passent les fumées de combustion, la température de ces fumées lors de leur passage dans ledit carneau (6) étant de 70 C à 12 C ; la température des fumées de combustion épurées, après avoir effectué ledit premier refroidissement des fumées à la sortie dudit système de refroidissement (31) est de 400 C à 950 C.
18.) - Installation de purification des fumées de combustion selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit premier système de refroidissement e4t constitue put au moins un echangeut de ehateuo (7031), Z'a- gent de refroidissement étant un fluide fourni de l'extérieur, tél que l'eau; et par au moins un échangeur de chaleur (récupérateur) (1032), l'agent de refroidissement étant les fumées de combustion épurées; les températures des fumées de combustion à leur sortie dudit premier échangeur (1031) est de 300 C à 600 C, et à la sortie dudit deuxième échangeur de 125 C à 450 C respectivement; et en ce que ledit deuxième système de refroidissement comprend au moins un dispostif (107) de pulvérisation d'un fluide sous pression acheminé de l'extérieur, tel que l'eau, ce dispositif (107) étant disposé dans un carneau (106) dans lequel passent les fumées de combustion, la température de ces fumées lors de leur passage dans letit carneau (106) étant de 70 C à 120 C; la température des fumées de combustion épurées, après avoir effectué ledit refroidissement des fumées, à la sortie dudit échangeur (récupérateur) (1032) est de 250 C à 550 C.
19.) - Installation selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisée en ce qu'un séparateur (8,108) est prévu pour effectuer la coalescence des particules de soufre et des cendres des produits gazeux des fumées, lestites particules solides étant, par la suite, transférées par un système de détachement desdits solides des surfaces de dépôt vers au moins une trémie (9,109) d'où ils sont extraits par un système d'extraction (10,110) et évacués.
20.) - Installation selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisée en ce que les fumées de combustion épurées sont évacuées par une cheminée (20,120) après avoir subi une postecombustion dans le système (21,121) de postcombustion et un refroidissement progressif dans les échangeurs (251, 1251 et 252, 1252).
21.) - Installation selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que ledit dispositif (7,107) de pulvérisation d'un fluide de refroidissement comprend au moins une rangée de buses (71,72) disposées sur un tuyau d'alimentation du fluide de refroidissement faisant fonction de rampt support (73,74) qui est entourée de deux traceurs (75,76,77,78) chauffants contenus dans des demi-cylindres (79,80); ledit tuyau d'alimentation de fluide (73,74) est pourvu d'un système de recireulation (82) et lesdits traceurs (75, 76, 77, 78) peuvent être pourvus d'au moins un système de purge (81).
22.) - Installation selon la revendication 21, caractérisée en ce que lesdits traceurs chauffants (75,76,77,78) sont réalisés sous forme de conduites de vapeur ou sous forme de moyens de chauffage électrique.
23.) - Installation selon l'une des revendications 21 à 22, caractérisée en ce qu'au moins deux rampes-support (73,74) sont prévues qui sont disposées l'une sur l'autre dans le carneau (6,106) à des distances sensiblement égales de l'axe longitudinal du carneau (6,106) et qui sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens de l'axe longitudinal du carneau (6, 106) d'und distance (a) qui peut varier entre 0,6 l à 1,1 l, l étant la distance verticale d'une rampe-support (73, 74) à l'axe longitudinal du carneau (6, 106).
24.) - Installation selon l'und des revendications 21 à 23, caractérisée en ce que l'axe de chaque buse (71, 72) est incliné vers l'axe longitudinal du carneau (6, 106).
25.) - Installation selon l'und des revendications 21 à 24, caractérisée en ce que ta hauteur du cutneau (6,106) est de l'ordre de 3,5 a 4,5 l.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8417379A FR2572952B1 (fr) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | Procede et installation de purification des fumees |
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|---|---|---|---|
| FR8417379A FR2572952B1 (fr) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | Procede et installation de purification des fumees |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2572952A1 true FR2572952A1 (fr) | 1986-05-16 |
| FR2572952B1 FR2572952B1 (fr) | 1987-02-06 |
Family
ID=9309595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8417379A Expired FR2572952B1 (fr) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | Procede et installation de purification des fumees |
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| FR (1) | FR2572952B1 (fr) |
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|---|---|---|---|---|
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1984
- 1984-11-14 FR FR8417379A patent/FR2572952B1/fr not_active Expired
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Also Published As
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|---|---|
| FR2572952B1 (fr) | 1987-02-06 |
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