Brevet FR2054615A1 — publié le 19710423

Les gaz chauds chargés de poussière produits dans les fours tournants ou les fours industriels ne peuvent être évacués dans l'atmosphère sans passer par un appareil quelconque d'élimination des poussières. L'appareil couramment employé dans ce "but est un 5 précipitateur électrostatique dont l'efficacité dépend en grande partie de la résistivité électrique des poussières» La résistivité des poussières est fréquemment de l'ordre 11 13 de 10 à 10 ohms.cm et il est parfois difficile de précipiter ces poussières en raison de leur caractère isolant, La résistivité 10 d'une poussière dépend, en particulier, de la température et de la teneur en humidité des gaz et augmente normalement avec la température jusqu'à un maximum, puis diminue ensuite à nouveau lorsque la température continue à augmenter. Une courbe-type de résistivité en fonction de la température est représentée en 15 A sur la figure ci-annexée. Il est évident d'après ce qui précède qu'on peut remédier à cette résistivité élevée en abaissant la température des gaz. Il est, en fait, connu d*agir ainsi et de traiter les gaz par injection d'eau ou de vapeur d'eau, additionnée ou non de divers produits chimiques. Etant donné que 20 les gaz sont ainsi refroidis, la poussière se refroidit également et, de plus, elle est humidifiée, ce qui a pour conséquence que sa résistivité est ramenée à une valeur acceptable pour laquelle il est possible de conserver un rendement élevé du --précipitateur. 25 Cependant, quand les gaz sont à des températures égales ou supérieures à environ 400CC, la proportion d'eau qui doit être injectée pour abaisser la résistivité à une valeur acceptable est considérable. Pour pouvoir injecter et distribuer des quantités aussi importantes d'eau, il est nécessaire d'utiliser 30 des tours de refroidissement ou des chambres d'injection d'eau spéciales, si bien que le coût en capital de l'installation est considérablement augmenté. Les quantités importantes d'eau ainsi ajoutées conduisent souvent à la formation d'une suspension dans l'installation, étant donné les difficultés d'une pulvérisa-35 tion et d'une distribution appropriées de l'eau injectée» De plus, il est difficile et coûteux de se procurer suffisamment d'eau dans certains endroits. 70 24902 2 2054615 l'invention se caractérise par un traitement préalable des gaz par introduction dans ceux-ci d'un ou plusieurs composés alcalin? solubles dans l'eau et formant des agents dpréparâtion avant qu'ils n'atteignent le précipitateur électrostatique. On a 5 observé qu'un composé alcalin soluble dans l'eau formant un agent de préparation et présent en petites quantités dans les gaz peut réduire la résistivité des poussières dans un rapport supérieur à 200 à 1. L'invention consiste non pas à refroidir les gaz, mais plutôt à les introduire dans le précipitateur à une tem-10 pérature supérieure à celle à laquelle la poussière a sa résistivité maximale. La courbe B du dessin représente la résistivité caractéristique d'un gaz dans lequel un composé alcalin soluble dans l'eau est présent. La manière exacte dont l'agent de prépara-15 tion améliore la précipitation est toutefois indéterminée et l'invention n'est aucunement limitée par une théorie de son mode d'action. Il est certain, cependant, que les propriétés électriques du gaz sont améliorées. - L'agent de traitement peut être introduit sous forme solide 20 dans les gaz, mais pour obtenir une répartition avantageuse, il est préférable de l'introduire sous forme d'une solution aqueuse contenant aussi peu d'eau que possible,- de manière à ne pas refroidir sensiblement les gaz. On peut citer comme exemples de composés alcalins appropriés E^SO^, Ha^SO^, KC1 et ÏTaCl, qui peuvent 25 être introduits, en tant qu'agents de traitement, dans des proportions correspondant à 0,05 à 2 parties de ÎTa20 ou E^O pour 100 parties de poussière. Cet agent de traitement peut être injecté . sous forme d'une solution aqueuse dont la concentration est de 10 par exemple. Si cette faible proportion de liquide est in-30 troduite dans les gaz chauds, on observe une-vaporisation immédiate de l'eau et une répartition effective de très fines particules de composés alcalins dans les gaz, et ces particules se déposent sur la poussière. D'aussi faibles quantités d'eau ne provoquent aucune formation de suspension au point d'injection 35 et il est évidemment inutile d'incorporer des tours de refroidissement ou des chambres d'injection spéciales. - 70 24902 3 205461S On peut appliquer avantageusement l'invention aux installations à four tournant du type dans lesquelles une matière granulaire brute est introduite dans le four par un réchauffeur dans lequel elle est réchauffée par les gaz chauds sortant du four tour-5 nant et passant ensuite à travers un précipitateur électrostatique. Des installations de ce type sont couramment utilisées dans l'industrie du ciment pour calciner la poudre crue de ciment. Dans une telle installation, le point d'injection d'une solution d'un composé alcalin soluble dans l'eau peut être avantageusement placé 10 entre le réchauffeur et le précipitateur ou, si le réchauxfeur est constitué par une série de cyclones, il peut être de préférence dans le dernier étage de cyclone. les matières premières du ciment sont formées en général de constituants contenant de la chaux et de constituants contenant de 15 l'argile. Ces derniers contiennent, dans la plupart des cas, des éléments volatils formés de composés alcalins qui sont, en général, des silicates et qui ne sont pas solubles dans l'eau ; s'ils étaient solubles dans l'eau, ils ne pourraient pas être constitués par des produits dont la nature serait celle de l'argile. Au cours de la 20 cuisson èt de la calcination dans le four, certains de ces constituants sont volatilisés et les gaz dégagés par la combustion les évacuent de la zone de calcination. lorsque ces gaz entrent en contact avec la poudre crue froide dans le réchauffeur, les constituants volatilisés se condensent sur les particules de cette 25 poudre - ou leurs gouttelettes se solidifient simplement - en formant des produits solubles dans l'eau, qui sont en particulier des sulfates, des chlorures ou des oxydes. Une forte proportion de dérivés des métaux alcalins et du chlore tend à provoquer l'agglomération de la poudre crue, et la teneur en dérivés alcalins et du 30 chlore peut devenir importante au point que la poudre crue chaude s'agglomère sur les parois du réchauffeur. Il existe parfois une circulation constante de dérivés alcalins entre le four tournant et le réchauffeur. lorsque la poudre crue contient des produits alcalins, 35 l'un des procédés de mise en oeuvre de l'invention consiste à séparer de la poudre crue réchauffée la fraction de celle-ci qui contient les produits alcalins, solubles dans l'eau, en forte 70 24902 4 2054615 concentration, afin de former l'agent de préparation. Cette fraction de la poudre peut être très avantageusement séparée dans le conduit, par lequel la poudre crue réchauffée est introduite, en général à la partie supérieure du four. 5 Cette fraction séparée de la poudre peut être introduite de diverses manières dans les gaz chauds. Par exemple, elle peut être mise en suspension dans un gaz ou elle peut être placée sur un transporteur mécanique qui l'introduit dans les gaz chauds circulant entre le réchauffeur et le précipitateur. Si elle est trans-10 portée en suspension, un procédé très avantageux consiste à dériver une partie du courant gazeux issu du four de la majeure partie du réchauffeur et à introduire ladite fraction séparée de la poudre dans ce courant. Toutefois, il est préférable de lessiver à l'eau cette fraction séparée de poudre, afin de produire une solu-15 tion aqueuse concentrée de constituants solubles dans l'eau et pouvant être injectés dans le conduit reliant le réchauffeur et le précipitateur ou dans le dernier étage d'un réchauffeur cyclone tel que mentionné plus haut. Un four rotatif et un réchauffeur sont normalement reliés 20 par un conduit dans lequel les gaz chauds issus du four circulent et transportent en suspension une certaine quantité de poudre brute introduite dans le four immédiatement avant et circulant ainsi normalement entre le réchauffeur et le four. Une partie du courant gazeux transportant cette poudre brute réchauffée peut 25 être dérivée, afin de former un courant séparé aboutissant en un point situé entre le réchauffeur et le précipitateur, ou pouvant passer par un petit cyclone dans lequel la poudre crue réchauffée est séparée et, ensuite, lessivée afin de former une. solution de matière alcaline ; cette poudre peut aussi être amenée par un 30 transporteur mécanique en un point d'introduction situé entre le réchauffeur et le précipitateur. Par ailleurs, la poussière captée par le précipitateur électrostatique peut aussi constituer l'agent de préparation et, donc, une partie de cette poussière peut être utilisée dans ce 35 but. * 70 24^02 5 2054615 REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation de poussières contenues dans des gaz chauds,par passage de ces gaz dans un précipitateur électrostatique, afin d'améliorer les caractéristiques électriques des gaz ainsi chargés, caractérisé en ce qu'on introduit dans les 5 gaz un agent de traitement constitué par un ou plusieurs composés alcalins solubles avant qu'ils n'atteignent le précipitateur électrostatique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de traitement est introduit dans les gaz sous forme de 10 solution aqueuse. 3. Procédé selon l'un© des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agent de traitement introduit dans les gaz est EgSO^, Na2S0^, KC1 ou HaCl, dans une proportion correspondant à 0,05 à 2 parties de E^O ou ^£0 pour 100 parties de 15 poussières. 4. Procédé dans lequel on fait passer la poudre crue de ciment, par l'intermédiaire d'un réchauffeur, dans un fcur tournant dans lequel elle se transforme par cuisson en clinker, les gaz provenant du fourneau, chauds et chargés de poussières, 20 étant dirigés dans le réchauffeur et ensuite dans un précipitateur électrostatique pour éliminer les poussières, caractérisé en ce qu'on introduit un ou plusieurs agents de traitement constitués par des composés alcalins solubles dans l'eau, dans les gaz chargés de poussières avant qu'ils n'atteignent le précipi-25 tateur. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent de traitement est introduit dans les gaz sous forme de solution, entre le réchauffeur et le précipitateur„ 6. Procédé selon la revendication 4, appliqué à l'utilisa-30 tion d'un réchauffeur constitué par une série de cyclones, caractérisé en ce que l'agent de traitement est introduit sous forme de solution dans le dernier étage de cyclones, dans le sens de circulation des gaz » 7. Procédé selon l'une des revendication 4, 5 et 6, carac-35 térisé en ce que la poudre crue de ciment réchauffée contient des composés alcalins solubles dans l'eau et en ce qu'une partie de cette poudre crue réchauffée est séparée du reste et est utilisée comme agent de traitement. 70 24902 6 2054615 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie de la poudre crue réchauffée qui est séparée du reste est prélevée sur un conduit par lequel la poudre crue réchauffée est introduite dans le four. 5 9- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la poudre crue réchauffée transporte des produits alcalins solubles dans l'eau et une partie du cou^ rant gazeux sortant du four et transportant de la poudre crue réchauffée est dérivée, cette poudre constituant l'agent de 10 traitement ou de préparation. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'agent de préparation ou de traitement est transporté en suspension dans un gaz en un point qui est situe entre le réchauffeur et le précipitateur et auquel il est intro-15 duit dans le courant gazeux se dirigeant vers le précipitateur. 11 . -Procédé selon l'une des revendications 7 à'9, caractérisé en ce que la partie de la poudre crue réchauffée formant l'agent de traitement ou de préparation-est lessivée à l'eau, afin de constituer une solution aqueuse concentrée de consti-20 tuants solubles dans l'eau, cette solution étant introduite dans les gaz avant que ceux-ci n'atteignent le précipitateur. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de la poussière captée dans le précipitateur électrostatique constitue l'agent 25 de traitement ou de préparation.