Brevet FR2167808A1 — publié le 19730824

On sait que le gaz brut de fours à coke sortant des tuyaux de montée à une température moyenne de 700 à 800 C est amené dans le barillet goudron-gaz, où il est arrosé au moyen d'eau, dirigée en circuit fermé et finement répartie par des buses. Il est ainsi saturé d'eau pour 95 % environ et refroidi à 90 ou 100"C. Le refroidissement et a saturation du gaz de fours coke se poursuivent dans la conduite d'aspiration du gaz. Cette eau en circuit fermé possède une température de 70 à 800c et est faiblement ammoniacale. Elle est prélevée sous la forme d'eau clarifiée dans le séparateur de goudron et d'eau disposé dans le circuit de traitement-du gaz brut, à raison de 3 à 4 m3 par tonne de charbon sec à cokéfier. Pour séparer l'eau du goudron, on utilise des séparateurs fonctionnant sans pression particulière, ainsi que d'autres contenant un clarificateur préliminaire et un étage séparateur sous pression. L'eau pour ce circuit fermé de refroidissement primaire est prélevée directement au séparateur de goudron et d'eau dans le premier cas et, dans le second cas, sur un laveur installé en aval du clarificateur préliminaire dans le parcours de l'eau.Après ce premier refroidissement, le gaz de fours à coke est soumis à un refroidissement supplémentaire en circuit fermé, le plus souvent direct, qui ramène sa température à une valeur de 25 à 350C. Il est connu de prélever pareillement l'eau de refroidissement pour ce circuit fermé secondaire, à raison de 3 à 4 m), de la séparation goudron-eau, ctest-à-dire du séparateur de goudron et d'eau, ou du laveur. Après avoir parcouru un réfrigérant et le ou les refroidisseurs de gaz, cette eau de refroidissement secondaire est ramenée de même au séparateur de goudron et d'eau ou au clarificateur préliminaire.Dans les refroidisseurs de gaz, les hydrocarbures tels que les benzènes les naphtalines et les goudrons, se dissolvent, en plus du NH3, du C02 et d'une faible quantité de H2S, dans une proportion correspondant à sa température de 69 à 700 C, et il sue produit en outre une émulsion des substances organiques. Or, on a constaté que ces substances en solution et en émulsion ne sont pas suffisamment séparées dans le circuit fermé par le séparateur de goudron et d'eau ou par le clarificateur préliminaire et le laveur avec retour dans le ou les refroidisseurs de gaz, ainsi que par les changements de température dans ces appareils. De ce fait les substances sont ramenées dans les refroidisseurs de gaz, où il se produit un enrichissement en goudrons et naphtalines, qui a pour censéquenee la formation d'incrustations sur les éléments intérieurs des refroidisseurs de gaz, en particulier sur les répartiteurs, les surfaces réfrigérantes et les dispositifs d'écoulement et collecteurs. On a tenté vainement d'y remédier en montant des séparateurs spéciaux dans la conduite d'eau de refroidissement ; l'amenée aux refroidisseurs de gaz d'un mélange de goudron et d'eau venant de la séparation des goudrons n'a pas apporté non plus d'amélioration sensible. Par suite de l'encrassement, le rendement des refroidisseurs de gaz baisse et la température nécessaire de 25 à 350C ne peut plus entre atteinte à la sortie du gaz, ce qui rend indispensables des mises à l'arrêt fréquentes et des nettoyages coûteux des refroidisseurs de gaz. On a trouvé maintenant qu'on peut refreidlr directement du gaz brut de fours à coke par un circuit fermé d'eau de refroidissement primaire et un circuit fermé d'eau de refroidissement secondaire dirigé à travers le barillet de goudron et de gaz ainsi qu'à travers la séparation de goudron et d'eau,'sans rencontrer les difficultés sus-mentionnées. Le nouveau procédé est caractérisé en ce que le circuit fermé de refroidissement secondaire de la séparation de goudron et d'eau, qui peut être constituée par un séparateur de goudron et d'eau de type connu ou par un système de clarificateur préliminaire et de séparateur sous pression chauffé à la vapeur par exemple, est ramené par l'intermédiaire d'un réfrigérant dans le refroidissement des gaz et, contrairement au procédé connu dans lequel l'eau de refroidissement poursuivant son parcours est ramenée directement dans la séparation de goudron et d'eau, est ramené d'abord dans le barillet de goudron et de gaz, puis de celui-ci dans la séparation de goudron et d'eau. On a constaté que le détour par le barillet de goudron et de gaz crée des conditions favorables pour la clarificatien et l'épuration de l'eau de refroidissement souillée venant du refroidissement du gaz. Vraisemblablement en raison de la température plus élevée dans le barillet de goudron et de gaz, les émulsions sont totalement détruites et le goudron se condensant à haute température absorbe, de l'eau de refroidissement injectée, les goudrons et naphtalines en soulution et en émulsion qui sont par la suite séparés proprement et complètement de l'eau au plus tard dans la séparation de goudron et d'eau, de sorte qu'après le refroidissement cette eau peut être pompée sans danger dans le refroidissement du gaz où il ne peut se pro duire d'incrustations ni de dépôts. Le refroidissement de l'eau allant de la séparation du goudron et de l'eau au refroidissement du gaz est effectué indirectement, le plus souvent à l'eau, jusqu a une température d'environ 250C. Lorsque le charbon cokéfié possède le taux dthumi- dité usuel de 7 à 10 , le procédé selon l'invention assure sans appareillage supplémentaire une clarification et une épuration parfaites de l'eau. Un gaz brut de fours à coke, empoussiéré, prove nant par exemple de la cokéfaction d'un charbon préalablement séché et contenant jusqu'à 1 % d'humidité, est lavé à l'eau avant le refroidissement. La séparation gaz-condensat est aménagée dans ce but en un laveur et l'eau de lavage clarifiée nécessaire est pa reillement prélevée de la séparation du goudron et de I'eau,puis envoyée au laveur, refroidie ou non refroidie. L'eau de lavage enrichie en poussière revient à la séparation de goudron et d'eau. Dans le cas où la séparation de goudron et d'eau est précédée d'une séparation de goudron épais, l'eau chargée en poussière est introduite de préférence dans cette dernière. Le gaz dépoussiéré par ce lavage s'écoule dans le refroidissement de gaz qui peut être aussi bien direct qu 'in- direct et reste exempt d'incrustation lorsque le circuit fermé de lavage est aménagé conformément à l'invention. Les schémas des figures 1 et 2 annexés illustrent le nouveau procédé. Par une tubulure 1, le gaz brut arrive dans le barillet goudron-gaz 2, où il est arrosé d'eau amenée par des conduites 3 à 6 et pulvérisée par des buses 7 et 8 ; le gaz est ainsi amené à se condenser. Un mélange de goudron, d'eau et de gaz est extrait par une conduite 9 et séparé en une phase liquide et une phase gazeuse dans un séparateur de gaz et de con densat 10. Le goudron et l'eau parviennent par une conduite ll dans un séparateur 12, d'où le goudron épais est extrait par une conduite 13. Le goudron et l'eau s'écoulent par une condui te 14 dans un séparateur de goudron et d'eau 15,d'où le goudron brut est prélevé par une conduite 16. L'eau en excédent est évacuée par une conduite 17. Par la conduite 3, l'eau de ruissellement du circuit fermé de refroidissement primaire est reprise et ramenée dans le barillet goudron-gaz par la conduite 4 et les buses 7. Par une conduite 18 est prélevée l'eau pour le circuit fermé de refroidissement secondaire, qui est refroidie dans le réfrigérant 19 et envoyée par une conduite 20 à un refroidisseur de gaz direct 21.Le refroidisseur de gaz 21 contient des étages répartiteurs et refroidisseurs 22, 23, ainsi qu'un circuit fermé de refroidissement interne, constitué par des conduites 24, 26, une pompe 25 et une buse de pulvérisation 27. Le gaz à refroidir entre par une conduite 28 dans le refroidisseur et en ressort par une conduite 29. L'eau de refroidissement se rassemble dans le bas du refroidisseur de gaz 21, s'écoule par une conduite 30 dans un récipient collecteur de retour 31 et est ramenée ensuite par les conduites 5 et 6 au barillet goudron-gaz, dans lequel elle est pulvérisée par la buse 8.Pour le lavage du refroidisseur de gaz 21 au moyen d'un mélange de goudron et d'eau, celui-ci est prélevé dans le séparateur de goudron et d'eau par une conduite 32 munie d'une vanne 3), recueilli dans un réservoir d'eau de lavage 34 et distribué par une conduite 35 au-dessus du répartiteur supérieur 22 du refroidisseur de gaz 21. Dans le schéma de la figure 2, le séparateur 10 est aménagé en un laveur de poussière 36 pour du charbon préalablement séché. L'eau de lavage est prélevée par les conduites 18 et 37 au pied du séparateur de goudron et d'eau 15 > pulvérisée par une buse 38 et-s'écoule en même temps que le mélange de goudron et d'eau arrivant par la conduite 9, dans le séparateur de goudron épais 12, d'où elle est ramenée par la conduite 14 dans le séparateur de goudron et d'eau 15. Les débits et températures sont portés dans les schémas. REVENDICATIONS 1.~Procédé de refroidissement direct de gaz brut de fc fours à coke avec un circuit fermé d'eau de refroidissement primaire et un circuit fermé d'eau de refroidissement secondaire dirigé à travers le barillet de goudron et de gaz ainsi qu'à travers la séparation de goudron et d'eau, procédé caractérisé en ce que le circuit fermé d'eau de refroidissement secondaire est ramené de la séparation de goudron et d'eau par l'intermédaire d'un réfrigérant dans le refroidissement du gaz, puis d'abord dans le barillet de goudron et de gaz en ensuite seulement dans la séparation de goudron et d'eau. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu t un gaz brut de fours à coke, empoussiéré, est lavé avant le refroidissement au moyen d'eau clarifiée provenant de la séparation du goudron et de'l'eau, l'eau de lavage enrichie en poussière étant ramenée dans la séparation de goudron et d'eau. ).- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le refroidissement du gaz est effectué directement ou indirectement.