Brevet FR2081282A1 — publié le 19711203

L'invention a pour objet un perfectionnement à la fabrication du verre plat d'après le procédé 'tfloatglas" dans lequel une bande de verre sans fin est constituée sur un bain de métal fondu tel que l'étain; une atmosphère de gaz de protection est entretenue audessus du bain; une partie en est constamment soutirée, épurée, puis ramenée vers la cuve du bain. Le gaz de protection impur abandonne d'abord la plus grande partie de ses impuretés dans un ou plusieurs laveurs humides. Un séparateur d'eau monté en aval élimine ensuite I'humiditk qui s'est introduite au cours du lavage humide dans le gaz de protection. Ce dernier est finalement traité par un étage de filtrage mécanique. Le brevet français 1 528 986 décrit un procédé de cette nature. La présente invention a pour but de réduire les dépenses nécessitues par le nettoyage efficace du gaz de protection avec la méthode connue et de créer un procédé bon marché de nettoyage du gaz de protection à rendement élevé. Ce nouveau procédé garantit par ailleurs une parfaite sécurité de fonctionnement : il s'avère peu susceptible aux perturbations, de manière à assurer le parfait déroulement des opérations. Dans la présente invention, les gouttelettes d'eau entraînées par le gaz de protection à la suite de son lavage sont séparées sans abaissement important de la température du gaz; puis le gaz de protection saturé d'humidité est refroidi à une température légèrement supérieure à celle du point de congélation de l'eau jusqu'à formation d'une grande quantité de très petites gouttelettes d'eau d'un diamètre inférieur à 2t . Ces gouttelettes d'eau très fines fixent une partie importante des impuretés très fines encore contenues dans le gaz de protection. Le réemploi du gaz de protection nécessite un gaz très bien épuré. A l'entrée du gaz dans l'installation de régénération, le gaz de protection contient essentiellement comme impuretés des particules solides de SnS et du H2S gazeux. Beaucoup de ces particules solides ont une granulométrie très faible et soS mal éliminées par les dispositifs de lavage humide de type courant : Les grains de pous sière d'un diamètre inférieur à 2 t ne sont pas retenus au moyen des laveurs humides connus OU ne le sont que dans une très faible mesure. Le degré d'épuration de ces très fines poussières dépend essentiellement de la taille des gouttelettes dteau produites dans le laveur humide et qui humectent les grains de poussière. L'efficacité de rétention des poussières à grains très fins sera d'autant meilleure que les gouttelettes d'eau produites dans le laveur humide seront plus fines. Les laveurs humides de type courant peuvent produire des gouttelettes d'eau dont le diamètre minimum est de l'ordre de Aussi, il s'avère que les laveurs à gaz du type courant sont pratiquement inefficaces pour les impuretés dont le diamètre est inférieur à 3 Bien entendu il stavère possible de séparer, après le lavage humide, de petites fractions incorporées au gaz grâce à des appareils de filtrage à sec. Toutefois ce mode opératoire est assez coûteux parce que les filtres stencrassent relativement vite et doivent être changes. D'après l'invention, on obtient l'effet recherché en intercalant à la suite du lavage humide proprement dit, un autre type de lavage humide, au cours duquel les très fines gouttelettes d'eau requises ne sont pas produites par division de gouttes d'eau plus grosses, mais par condensation à partir de la phase gazeuse. On obtient ainsi des gouttelettes extrêmement fines où les grains de poussière à éliminer'son-t.en partie utilisés comme germes de condensation pour les gouttelettes d'eau, ce qui augmente l'effet d'épuration. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux du -procédé de l'inven- tion, le refroidissement du gaz de protection en vue de la production d'un grand nombre de très fines gouttelettes s'effectue dans un échangeur thermique à grande surface, dont la température superficielle est maintenue constante à un niveau légèrement supérieur à celui du point de congélation de l'eau. Grâce-à des temps de séjour prolongés du gaz dans ltéchangeur thermique, on atteint un degré de dessiccation très proche de la valeur théorique.Un autre aspect de l'invention est qu'elle permet d'améliorer le degré d'épuration et de simplifier l'entretien de l'installation : il s'agit de l'addition à l'eau de lavage de réactifs chimiques qui dissolvent les impuretés solides du gaz de protection retenues par le laveur humide et maintiennent ce-lles-ci en solution dans liteau de lavage. On évite ainsi le dépôt de boues dans l'installation ellemême et dans ses canalisations, ce qui a pour effet de rendre les opérations plus simples et plus propres. On utilise de préférence comme réactif de l'hydroxyde de sodium. On veillera en outre à dissoudre le maximum d'acide sulfhydrique dans l'eau de lavage, grace à l'addition de réactifs à celle-ci, et à éliminer ainsi ce produit du gaz de protection. L'hydroxyde de sodium constitue unréactif chimique remplissant ces deux conditions. Il sera ajouté par exemple, sous forme de lessive de soude à l'eau de lavage, dans des proportions telles que celle-ci accuse une valeur PH de 10 à 12. La méthode ci-dessus décrite convient remarquablement pour l'épu- ration du gaz de protection dans la partie de tête de l'installation Float, comme le prévoit le procédé connu. Le gaz de protection chaud se trouve aspiré dans le premier tiers de la cuve du bain puis est réintroduit dans ce premier tiers après épuration. Il peut autre également utilisé, et c'est là aussi un objet de l'invention, dans les conditions suivantes : le gaz de protection obligatoirement évacué à l'extrémité de la cuve du bain float par tout verture destinée au passage de la bande de verre, se dégage normalement dans l'atmosphère. Il est, dans le cas présent, aspiré, épuré d'après la méthode décrite, puis réintroduit dans la cuve du bain à l'extrémité de tête de celle-ci. La description détaillée ci-après de l'invention et les plans corresnondants font ressortir d'autres caractéristiques de l'invention. Celles-ci montrent FiF.1 - La coupe d'une installation de "floatglas" avec installation de gaz de protection; Fig.2 - La structure, schématiquement représentée, d'une installation, correspondant à l'application de la méthode conforme à l'invention. On voit,d'après la figure 1, que dans le procédé "Float", le verre fondu est déversé à travers une fente constituée par un seuil 2 et par une porte 3 réglable en hauteur sur un bain d'étain fondu. La bande de verre 5 se forme sur le bain d'étain 6; elle est déplacée sur le bain d'étain au moyen des rouleaux de convoyage 7 disposés derrière la cuve du bain d'étain. Le profil de température requis est réglé dans le sens longitudinal du bain d'étain au moyen d'équipements de chauffage non représentés ici, ce qui garantit la constitution sur le bain d'étain d'une bande de verre d'épaisseur régulière, qui est refroidie jusqu'à l'état plastique puis solidifiée par refroidissement plus poussé. Elle peut alors être extraite sans dommage à l t extrémité de la cuve contenant le bain d'étain. Cette cuve est isolée par un toit 8 de l'atmosphère extérieure. Une atmosphère de gaz de protection est entretenue dans la chambre ainsi constituée; elle se compose d'azote avec addition d'hydrogène de tordre de 0,5 à 72. Le procédé utilisé par l'invention comporte deux circuits d'épuration du gaz de protection. Le premier circuit se trouve au premier tiers du bain de "floatglas", tout comme avec le procédé connu. Le gaz est aspiré par les ouvertures 11, découle par les canalisations 12, 13, jusqu'à l'installation d'épuration RG, à travers une vanne refroidie non représentée. Il y pénètre à une température de 200 à 2500C.-Le gaz est ramendé, après épuration, dans la cuve du bain par les canalisations 14, 15. La fonction de ce circuit consiste à améliorer la qualité de la surface de la bande de verre, car on évite que les produits de condensation des impuretés du gaz de protection ne se déposent sur la bande de verre encore plastique. Dans un deuxième stade prévu par l'invention, le gaz de protection est évacué par l'ouverture 20 par laquelle la bande de verre sort de la cuve, puis est aspiré, acheminé à nouveau par la conduite 22 vers une installation de régénération RG. Il est enfin réintroduit par les conduits 23, 24, dans la cuve contenant le bain d'étain. Il est possible, grâce à ce circuit, de capter et de régénérer le gaz de protection qui stéchappe .constamment par ltouvertu- re 20, en raison de la surpression nécessaire dans la cuve du bain de "floatglas". L'apport de gaz frais se trouve ainsi réduit de façon considérable. Il est également possible bien entendu d'alimenter les deux circuits au moyen d'une installation commune de régé nération. L'installation d'épuration i de régénération proprement dite est représentée sur la figure 2. Le gaz pollué est aspiré par deux pompes à gaz à injecteur 31, 32, montées en série. Ces pompes à gaz humidifient simultanément le gaz avec l'eau de lavage pulvérisée; dans ces conditions la plus grande partie des impuretés se trouve retenue par les laveurs humides 33, 34, proprement dits. Le gaz traverse successivement les laveurs humides 33 et 34. Chacun des deux laveurs humides dispose de son propre circuit d'eau, entretenu par les pompes à circulation 35 et 36. Les échangeurs thermiques 37 et 38 sont intercalés sur le circuit d'eau. Ces échangeurs thermiques refroidissent ensuite l'-eau d'épuration échauffée par le gaz de protection chaud. On ajoute à l'eau d'épuration, au moyen d'une pompe de dosage 40, 20% de NaOH et de l'eau fratche avec la pompe 41; cela côté aspirant des pompes à circulation 35, 36. L'eau franche est préalablement adoucie et dégazéiSée au moyen d'un traitement par dépression. On obtient, en ajoutant de la lessive de soude, la transformation chimique des impuretés du gaz insolubles dans l'eau en sels solubles dans l'eau. Ainsi le SnS insoluble dans lteau se transforme, d'après les formules de réaction, en stannite de sodium soluble dans liteau et en sulfure de sodium également soluble SnS + 3NaOH-ENa bain (OH)3 + Na2S SnS + 4NaOHNa2LSn (OH)47 + Na2S La transformation en sels solubles dans l'eau des impuretés retenues évite les dépôts indésirables et l'engorgement des canalisations et permet d'obtenir une grande régularité de fonctionnement. La lessive de soude a pour autre effet indirect éliminer du gaz l'acide sulfhydrique qui constitue également une part importante des impuretés du gaz de protection. L'eau seule ne peut éliminer qu'un faible pourcentage du H2S présent, car la solubilité de H2S dans l'eau est très limitée. La lessive de soude permet de transformer l'acide sulfhydrique en sulfure de sodium, conformément à la formule : H2S + 2 NaOH En conséquence, le gaz sulfhydrique en formation est constamment dissous dans l'eau de lavage et, par suite, éliminé. Le gaz préparé dans les deux laveurs humides 33 et 34 quitte le laveur humide 34 par la conduite 42 et est dirigé sur un séparateur de gouttes 43, dans lequel se déposent les gouttes d'eau entratnées par le gaz. A partir de là, le gaz atteint le producteur des microgouttelettes 44. A son entrée dans l'appareil 44, le gaz a une température d'environ 200C et une humidité relative de 100qb, La température du gaz estabaissée à 10C à la sortie de l'appareil 44. Ce refroidissement est obtenu au moyen d'un échangeur thermique à effet intense et à grande surface active de refroidissement; la température des surfaces de refroidissement ne doit pas entre inférieure au point de congélation de l'eau. Presque toute la teneur en vapeur d'eau du gaz se trouve convertie en gouttelettes d'eau extrêmement fines par suite de cette chute de température; cellesci humectent et retiennent grâce à leur très fine divison et a leur faible diamètre les fractions les plus ténues d'impuretés encore contenues dans le gaz. Les impuretés interceptées sont ensuite évacuées avec les condensations. Dans ces conditions, l'appF reil 44 intercepte pratiquement les dernières impuretés solides encore contenues dans le gaz. La soufflante à piston rotatif 45 assume alors le transport du gaz entièrement épuré des éléments pulvérulents et le refoule à travers un absorbeur 46 qui retient l'acide sulfhydrique et les restes d'eau encore contenus dans le gaz. Enfin le gaz traverse, pour des raisons de sécurité, un nouvel absorbeur 47 d'où il est réintroduit dans la cuve du bain de "floating-glass". Le tableau ci-dessous montre le rendement de l'installation d'épuration décrite et, en particulier, du producteur de microgouttes 44. Ce tableau reproduit les valeurs d'analyse des principales impuretés du gaz aux points de mesure reportés sur la figure 2. Pour des raisons de simplification, les valeurs d'analyse des combinaisons de soufre et d'étain ne sont pas reproduites, mais seulement celles du soufre et de l'étain sous une forme élémentaire : A A B C D Température ( C) 210 20 I 15 Sn (ppm ) 1 0,5 0,2 0 S (ppm ) I 7 0,2 0,1 0 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de verre en feuilles selon ]e procédé "float", dans leouel une bande de verre sans fin est constituée sur un bain de métal fondu tel nue l'étain, au-dessus duquel est entretenue une atmosphère de gaz de protection, dont une partie est cons tamisent soutirée, épurée nuis ramenée vers la cuve dri bain, le gaz de nrotection nollué abandonnant d'abord la plus grande partie de ses impuretés dans un ou plusieurs laveurs humides, un séparateur d'eau monté en aval éliminant ensuite l'humidité oui s'est introduite dans le gaz de nrotection Rii cours du lavage humide, le gaz étant finalement traité par un étage de filtrage mécanique, caractérisé en ce que les gouttelettes d'eau entraînées par le gaz de protection lors du barbotage sont séparées sans abaisseient important de la température du gaz, puis le gaz de protection saturé d'humidité est refroidi intensément jusqu'à la formation d'une grande ouantité de très petites aouttelettes d'eau d'un diamètre inférieur à 2 P , issues de la phase gazeuse, à une température légèrement supérieure à celle du point de congélation de l'eau, ces gouttelettes d'eau très fines humectant une partie importante des impuretés très fines contenues dans le gaz de protection et les fixant dans l'eau de condensation. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que le refroidissement du gaz de protection à une température légèrement supé- rieur à celle du point de congélation de l'eau pour la production d'une brande quantité de très petites aouttelettes d'un diamètre in férieur à 2 est effectué dans un échangeur thermique à grande surface dont la température en surface est légèrement supérieure à celle du point de congélation de l'eau, permettant d'obtenir ainsi, gracie à des temps de séjour prolonuès du paz dans l'échanaeur thermique, un degré de dessiccation très proche de la valeur theorique. 3. Procédé selon revendications 1 et 2, caractéri,é en ce oue l'on ajoute des réactifs chimiques 'a l'eau utilisée pour le lavage humide, les impuretés solides contenues dans le gaz de nrotection etant dissoutes et maintenues en solution dans l'eau de lavage. 4. Procédé selon revendications 1 à 3, caractérisé par l'addition de réactifs chimiques à l'eau utilispe pour le lavage humide, afin de dissoudre le maximum de composés gazeux du soufre, tel oue l'acide sulfhvdrioue, dans l'eau de lavage. 5. Procédé selon revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'on ajoute de la soude à l'eau de lavage. 6. Procédé selon revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'on élimine ltoxygène dissous dans l'eau destinée au lavage, avant son utilisation. 7. Procédé selon revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'eau destinée au lavage est adoucie avant son utilisation. 8o Application des procédés selon ltensemble des revendications 1 à 7 pour l'épuration et la régénération de tout le volume de gaz de protection évacué à la sortie de la bande de verre de la cuve contenant le bain d'étain, ce gaz étant réintroduit en tête de la cuve après épuration et régénération.