Brevet FR2285169A1 — publié le 19760416

La présente invention concerne un procédé de contrôle de la corrosion qui résoud les problèmes des attaques chimiques et de l'adhérence dé la poussière sur les parois intérieures des appareils a travers lesquels passent des gaz résiduaires sortant des fours de fusion du verre. Les appareils traitant des gaz venant des fours verriers, comme par exemple des chaudières thermiques pour résidus et des appareils auxiliaires anti-pollution tels que des collecteurs de poussière, présentent en général une vie très courte, compte tenu de la progression rapide de la corrosion. D'une manière typique, des collecteurs à poussière ne resteront pas habituellement en fonctionnement après quelques mois de travail. En plus, de la poussière visqueuse colle sur les parois internes des tubulures et des enveloppes et sur les parties mobiles de ces appareils Ceci bien entendu affecte d'une manière défavorable l'efficacité thermique de l'équipement.En plus, lors du séchage des solides, les solides amortissent les mouvements des parties mobiles et obstruent les passages du gaz, ce qui détermine même des arrêts non souhaités du fonctionnement de l'appareillage. Par conséquent, un premier objet de la présente invention est de fournir un procécé qui permet de surmonter avec succès les difficultés ci-dessus men tionnées rencontrees jusqu'à présent dans les dispositifs de l'art antérieur. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé permettant d'éviter la corrosion des appareils traitant les gaz sortant des fours de fusion du verre. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé permettant d'éviter une perte de l'efficacité thermique d'un tel appareil. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé permettant d'éviter que les poussières a bas point de fusion et les solides en cours de séchage se déposent sur les parties mobiles de tels appareils. De plus, un objet de la présente invention est de fournir un procédé pour obtenir tous ces buts précédents, et une simplification de l'entretien et une prolongation substantielle de la vie des appareils d'une manière relativement simple. Le procédé selon la présente invention est caractérisé par la dispersion uniforme et le soufflage d'une poudre fine d'un oxyde ou d'oxydes, d'un hydroxyde ou d'hydroxydes, ou d'un métal ou de métaux alcalins dans le courant de-gaz sortant du four de fusion de verre, en des points situés juste avant l'admission de ces gaz dans'appareil situé en aval et dans lequel les gaz sont traités. L'expression "métal alcalin" qui est utilisée ici désigne l'un quelconque des métaux alcalins ou des métaux alcalino-terreus. Des composés typiques de métal alcalin sont les oxydes et les hydroxydes de magnésium, de sodium, de potassium, de calcium, etc ... bien que l'on puisse utiliser d'autres oxydes ou hydroxydes de métal alcalin. Ces composés sont soufflés, soit seuls, soit en mélange de deux ou de plusieurs, dans le courant gazeux. Nos recherches, pour résoudre les problèmes ci-dessus mentionnés de corrosion et de dépôt de poussière résultant des phénomènes chimiques que nous avons identifiés, viennent juste d'aboutir. Il est maintenant clair que les gaz sortant des fours à fusion de verre contiennent habituellement, à des températures inférieures à environ 4600 C des gaz fortement corrosifs à base d'acide sulfurique, de pyrosulfate de sodium à bas point de fusion, de pyrosulfate de potassium, de sulfate acide de sodium, du sulfate acide de potassium, etc ... La corrosion des appareils peut être attribuée à ces composés nocifs présents dans les gaz. De même, les pannes de l'appareil peuvent être attribuées à une chute de l'efficacité thermique ou à l'encrassement des parties mobiles par le dépôt de poussière entraînée avec lesdits composés sur les parois internes des tubulures et sur les parties mobiles de l'appareil. Des recherches complémentaires sur les mécanismes responsables de ces phénomènes ont maintenant clarifié les points suivants : Les gaz sortant d'un four à fusion de verre sont à une température d'environ 5000 à 6000 C au voisinage de la sortie du four. Dans la zone de température élevée, les gaz sortants contiennent des particules de poussière de carbonate de sodium, de carbonate de potassium, de sulfate de sodium, de sulfate de potassium, etc .. et des vapeurs d'acide sulfurique, d'anhydride sulfurique, etc ... Lorsque la température baisse à environ 4609 C ou plus bas, ces composés solides et gazeux commencent à entrer en réaction selon les équations représentées par les formules (1) à (10) données ci-dessous. Ces réactions donnent des produits à bas point de fusion qui, à leur tour, créent des problèmes de corrosion et de dépôt de poussière. Les points de fusion et de décomposition des substances mises en cause sont réunis dans le tableau ci-après. Na2CO3 + H2SO4 # Na2SO4 + H2O + CO2 .........................(1) K2C03 + H2S 4 ) K2S04 + H20 + CO2 ................. .......... (2) Na2S04 + H2S04 r 2NaHS04 ................................ (3) Na2CO3 + 2H2SO4 # ZNaHSO4 + H2O + CO2 ...........................(6) K2SO4 + H2SO4 # 2KHSO4 ..........................................(7) K2CO3 + 2H2SO4 # 2KHSO4 + H2O + CO2 .............................(10) Point de Point de Produit de réaction fusion écomposition ( C) ( C) Sulfate acide de sodium NaRSO4 186 320 Pyrosulfate de sodium Na25207 400,9 460 Sulfate acide de potassium KHSO4 210 décomposé Pyrosulfate de potassium K2S2O7 # - 300 Les produits à bas point de fusion ainsi préparés subissent ensuite les réactions suivantes (11) à (13) qui attaquent rapidement les métaux 2NaHS04 + Fe Na2S04 + FeSO4 + N ......................... (12) K2S2O7 + Fe + H2O # K2SO4 + FeSO4 + H2 ....................(13) Ce problème de corrosion est résolu, selon la présente invention, en soufflant la poudre fine d'un oxyde on d'oxydes ou d'un hydroxyde ou dthydro- xydes d'un métal ou de métaux alcalins dans les gaz résiduaires sortant du four à-fusion de verre, ce qui permet a l'additif de se combiner avec les composés nocifs pour donner des produits à points de fusion élevés qui diffusent complè- tement dans les gaz sortants. En prenant le magnésium comma exemple de métal alcalin que l'on ajoute, il est seulement nécessaire d'introduire une poudre fine essentiellezent uniforme d'oxyde de magnésium et/ou d'hydroxyde de magnésium, de dimension de particule comprise entre 5 et 100 , de préférence d'environ 10 p, dans les gaz résidiaires à l'aide de dispositifs sppxopriés de scuffiege à on taux de 1 à 10 mg équivalent 1n3 normal, de préférence de 4 à 8 mg équiuleût /w3 normal L'oxyde et/ou lthydroxyde soufflé dans les gaz de la manière décrite y est presque uniformement dispersé, et il neutralise les vapeurs acides ét la poussière à bas point de fusion contenues dans les gaz par les réactions (14) et (15) tandis que, en même temps, il transforme les produits à bas points de fusion sous forme de produits à points de fusion élevés (avec des points de fusion supérieurs à 9000 C). H2SO4 + Mg(OH)2 # MgSO4 + 2H2O ...............................(14) 2NaHSO4 + Mg(OH)2 # Na2SO4 + MgS04 +' 2H20 ............... (15) Les réactions de neutralisation inhibent fortement la corrosion de 11 appareil qui avait été jusqu a présent considérée comme inévitable. De même, la transformation des poussières à bas points de fusion sous forme de poussière à points de fusion élevés est fortement salutaire en ce sens qu'elle évite l'adhérence de la poussière et son séchage sous forme d'une masse solide. D'autres métaux alcalins peuvent donner des réactions semblables de neutralisation et de transformation. Par exemple H2S04 + CaO --- > CaS04 + H20 .................................. (16) Na2S2O7 + Mg(OU)2 # Na2SO4 + MgSO4 + H2O ...................(17) +H0 K2S207 + Ng(OH)2 K204 + MgSO4 2 (18) 2NaHSO4 + CaO ) Na2SO4 + CaS04 + H20 ..................... (19) 2KHS04 + CaO # K2S04 + CaS04 + H20 -.- (20) Na2S2O7 + CaO # Na2SO4 + CaSO4 ................................(21) K2S2O7 + CaO # K2SO4 + CaSO4 ...................................(22) Les conditions de réactions, telles que la dimension de particules de l'additif et la quantité que l'on doit souffler dans les gaz, peuvent correspondre à celles utilisées pour les composés de magnésium. La présente invention est illustrée par l'exemple suivant en se référant au dessin qui l'accompagne. On comprendra, bien entendu, que l'invention n'est pas limitée à cet exemple, mais qu'il est possible d'envisager des modifications et des variations sans se départir de l'esprit et du domaine de la présente invention. Sur le dessin - la figure 1 est un diagramme schématique d'un atelier de fusion du verre dans lequel on a introduit le procédé de la présente invention ; et - la figure 2 est une vue schématique d'un appareil de soufflage d'une poudre que l'on utilise dans l'atelier de la figure 1. La poudre fine que lton manipule est un oxyde ou des oxydes et/ou un hydroxyde ou des hydroxydes d'un métal ou de métaux alcalins. EXEMPLE On réalise des expériences sur l'installation de fusion du verre représentée sur la figure 1. L'installation comprend un four à fusion de verre 1 comportant un régénérateur, une chaudière thermique des résidus 2 permettant d'utiliser la chaleur résiduaire des gaz sortant du four, un ventilateur à tirage induit 3, un collecteur de poussière 4, et une cheminée 5, toutes ces parties co m miquant entre elles, dans l'ordre mentionné, à l'aide de tubulures 6. Le ventilateur à tirage induit 3 est installé pour forcer les gaz résiduaires à passer dans le collecteur à poussière 4 et la cheminée 5. La température des gaz à la sortie du four verrier 1 est d'environ 5000 à 6000 C. Le courant de gaz, stil était directement admis dans les installations situées en aval, donnerait utile poussière fortement corrosive à bas point de fusion à ces températures inférieures à environ 4600 C.Comme on l'a déjà signalé, la poussière provoquerait ensuite une corrosion et un bouchage des appareils auxiliaires. Pour éviter ces inconvénients, on souffle des poudres fines d'oxyde de magnésium, dthydroxyge de magnésium, d'oxyde de calcium, d'hydroxyde de calcium, d'oxyde de potassium, d'hydroxyde de potassium, d'oxyde de sodium et d'hydroxyde de sodium, tous ces produits présentant un diamètre d'environ 10tu, étant insufflés soit seuls, soit en mélanges, dans le courant gazeux dans la tubulure 6. Les additifs sont introduits aux endroits A, B et C, ou immédiatement avant l'appareil adjacent au four, avec un rapport d'alimentation compris entre 4 et 8 mg équivalents/m normal. Pour le soufflage, an utilise des appareils de soufflage dont l'un est schématiquement représenté sur la figure 2. Comme on peut le voir, chaque trémie 7 contenant la poudre fine est reliée à son extrémité inférieure par l'intermédiaire du tube 8 à un dispositif de dosage 9, qui à son tour est relié à un venturi 11 monté sur un tuyau de soufflage 10. A une des extrémités du tuyau 10, on installe un ventilateur à jet 12, de telle sorte que la poudre fine qui est amenée sous un débit constant de l'appareil doseur 9 soit soufflée par l'intermediaire du tuyau 10 dans le courant gazeux dans chaque tuyau 6. L'oxyde ou les oxydes et/ou lthydroxyde ou les hydroxydes d'un métal ou de métaux alcalins ainsi introduits sous la forme de poudre fine dans-les tuyaux neutralise les gaz résiduaires et réagit avec la poussière qu'ils contiennent pour donner des produits secs, pulvérulents à points de fusion élevés, qui présentent un pouvoir collant faible aux températures de fonctionnement de l'appareil. On observe que ceci réduit considérablement l'adhérence de la poussière sur les parois internes et sur les parties mobiles de l'appareil et que la corrosion de ces parties diminue à environ 1/10 de celle des parties ordinaires. REVEND ICAT IONS 1.- Procédé de controns de la corrosion et d'autres troubles dans l'appareillage auxiliaire des fours à fusion de verre et a travers lesquels on fait passer des gaz résiduaires corrosifs sortant des fours, caractérisé par le fait qu'il comprend le soufflage uniforme d'une poudre fine d'un composé ou de composés de métal alcalin dans le tuyau avant l'entrée dans chaque appareil dans lequel les gaz sont admis. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le composé ou les composés de métal alcalin sont un ou plusieurs composés choisis dans le groupe comprenant les oxydes et les hydroxydes de métaux. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le composé ou les composés de métal alcalin sont un ou plusieurs composés choisis dans le groupe comprenant l'oxyde de magnésium, l'hydroxyde de magnésium, l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium, l'oxyde de sodium, lthydroxyde de sodium, oxyde de potassium, et l'hydroxyde de potassium. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la poudre fine de composé ou des composés de métal alcalin présente une dimension de particule comprise entre 5 et 100ou, de préférence d'environ 10 , et que la quantité de poudre à souffler dans l'appareil est comprise entre I et 10 ug équivalents/m3 normal, de préférence entre 4 et 8 mg équivalents/ 2 normal.