Brevet FR2281419A1 — publié le 19760305

La présente invention concerne l'extinction sèche du coke, appliquée actuellement à grande échelle dans les cokeries, et notamment les procédés de stabilisation de la température dans la récupération de la chaleur du coke lors de son extinction sèche. On connatt un procédé de circulation d'un courant de gaz dans le circuit d'une installation d'extinction sèche du coke, appliqué dans les cokeries, consistant en ce que le circuit est parcouru par un gaz inerte qui est refoulé par un ventilateur dans la partie inférieure de la chambre d'extinction, après quoi ce gaz traverse le lit de coke dans la zone d'extinction en entraînant des particules de poussières et va à une chambre de précipitation des grosses poussières. le gaz chargé de poussières fines sortant de la chambre de précipitation va à la chaudière de récupération, où il cède sa chaleur, puis il traverse un dispositif cyclonique servant à capter les poussières du gaz. Ensuite, le ventilateur refoule le gaz dans la chambre et le cycle se répète. Ce procédé connu a ses inconvénients. Ainsi, le régime du four à coke varie (période de cokéfaction, de rechargement, etc..), le moindre dérangement dans l'étanchéité de la chaudière de récupération, la chambre d'extinction et les voies de gaz de l'installation d'extinction sèche du coke, provoquent des modifications de la composition du gaz de circulation. la teneur en constituants "indési- rables", (inflammables et explosifs) tels que CO, H2, CH4, peut alors soit croitre monotonement, soit changer brusquement. Ceci peut produi -re des troubles qui entraînent des frais notables et désorganisent la marche de l'atelier de cokéfaction et du système d'alimentation en vapeur et énergie de la cokerie. L'expérience de la production montre que la montée du pourcentage des constituants indiqués provoque des explosions locales (claquements) dans les voies de gaz de la chaudière de récupération, des éjections de gaz aux obturateurs du dispositif de déchargement de la chambre d'extinction et d'autres phénomènes similaires. Les fluctuations de la composition du gaz de circulation prédéterminent également la perte au feu du coke dans la chambre d'extinction. L'exploitation se heurte à de grandes complications dues à la poussière de coke se formant pendant l'extinction sèche. Dans les installations existantes d'extinction sèche du coke, certaines mesures sont prises pour lutter contre les fluctuations de la composition du gaz de circulation et contre l'accroissement de la teneur en poussière de coke. Ainsi, à la partie supérieure de la chambre d'extinction, à travers des rondelles spéciales montées sur quelques regards, on injecte dans le canal collecteur circulaire de la chambre d'extinction de l'air, pour que les constituants combustibles du gaz de circulation achèvent de brûler. La contrôlabilité de ce processus est insuffisante et- la transformation du canal collecteur de la chambre d'extinction en chambre d'achèvement de la combustion est d'un avantage douteux, car ce canal n'est pas prévu pour un tel régime thermique.En outre, lors des montées brusques du pourcentage des constituants combustibles dans le gaz de circulation, une telle mesure ne peut résoudre complètement le problème, par suite de l'injection litée d'air dans le canal collecteur. les modes de dépoussiérage mis en oeuvre dans les circuits des installations d'extinction sèche du coke amployées actuellement, à l'aide de chambres de pré-dépoussiérage et de cyclones, ne permettent pas non plus de résoudre radicalement le problème de la réduc- tion maximale de la teneur du gaz en poussière de coke. le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est proposé de mettre au point un procédé de stabilisation de la température du gaz de circulation et de stabilisation de la teneur en poussière de coke dans le circuit d'une installation d'extinction sèche du coke, telle que les appareils principaux de l'ins- tallation d'extinction sèche du coke reçoivent un courant de gaz ayant une teneur en constituants combustibles et en poussière de coke fine (grosseur des particules inférieure à 0,5 mm) pratiquement constante, c'est-à-dire sans augmentation du pourcentage de ces constituants dans le gaz de circulation. Ce but est atteint avec un procédé de stabilisation de la température dans la récupération de la chaleur du coke lors de son extinction sèche, dans lequel le gaz de circulation qui se forme pendans l'extinction sèche du coke et qui- est chargé de constituants combustibles est brûlé et dirigé vers une chaudière de récupération pour y produire de la vapeur, caractérisé eg ce que, quand les paramètres thermiques et énergétiques de la vapeur dans la chaudière de récupération s'écartent du niveau constant prescrit, le gaz de circulation est complètement brûlé par admission dans le circuit d'un mélange combustible contenant de l'air avec un gaz de chauffage, naturel, de coke ou similaire en pouvoir calorifique, à une température de 1000 à 12000 C. Un tel mode opératoire permet d'assurer la constance des paramètres thermiques et énergétiques de la vapeur produite par la chau dière de récupération, indépendamment des processus d'arrivée du coke à l'installation d'extinction sèche du coke, et ce, à l'aide de moyens technologiques relativement peu compliqués et peu coûteux. D'après une autre variante de réalisation de l'invention, le procédé de stabilisation de la température est caractérisé en ce qt' une partie du gaz de circulation sortant de la chambre d'extinction du coke pour aller à la chaudière de récupération, égale à 0,8 1,5 %, est dérivée vers une zone d combustion complémentaire dans un mélange d'air et de gaz de chauffage, les gaz combustibles se formant dans cette zone tant réunis au courant général de gaz de circulation. Le pourcentage indiqué pour la quantité de gaz de circulation dérivé est choisi en partant des conditions réelles de marche des installations récupérant 12 chaleur du coke éteint à sec, de façon à obtenir des régimes de stabIlisation optimaux. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail i propos d'un exemple-de réalisation pratique illustré par un dessin qui représente le schéma de principe d'une installation pour la récupération de la chaleur du coke éteint à sec, fonctionnant conformément à l'invention. Le procédé de stabilisation de la température conforme à l'invention diffère de ceux appliqués jusqu a présent en ce que 0,8 à 1 s5 rS du gaz de circulation à une température proche de 8000 C, ayant dans sa composition des constituants combustibles et de la poussière fine et sortant d'une chambre 1 de pré-dépoussiérage, est refoulé par un ventilateur 2 dans une chambre d'achèvement de la combustion 3, dans laquelle, pour assurer la combustion, on injecte simultanément un gaz de chauffage sous pression et de l'air pulsé par un ventilateur 4. le pourcentage de gaz de circulation prélevé sur le circuit de l'installation pour l'achèvement de la combustion dépend du surplus de constituants combustibles dans le courant général de gaz de circulation par rapport à la teneur normale, et il est régulé automatiquement par un étrangleur 5 ou tout autre dispositif régulateur. Le gaz-sortant d'une chaudière de récupération 6 est refoulé par une pompe à air 9, traverse un filtre-décanteur 10 et revient à une chambre 7 d'extinction du coke. L'achèvement de la combustion se déroule à 1000 - 12000 C. Le gaz de circulation ayant achevé sa combustion est restitué de force au courant général de gaz de circulation par un ventilateur g, en amont de la chaudière de récupération 6, ce qui permet de récupérer la chaleur dégagée complémentaire par l'achèvement de la combustion. Du fait de l'achèvement de la combustion des constituants combustibles et de la poussière fine dans le circuit de l'installation d'extinction sèche du coke, la quantité de gaz en amont de la chambre 7 d'extinction augmente. C'est pourquoi on prévoit l'évacuation du gaz en excès du circuit par un tube collecteur 8.Dans un tel circuit les conditions de régulation de la charge en gaz de la chambre 7: s'améliorent notablement. il est bien plus aisé de régler le débit par variation de la quantité de gaz dérivée à l'échappement que par entrée d'air à travers les inétanchéités du circuit, ce second mode provoquant en outre des pertes au feu supplémentaires du coke dans la chambre 7 d'extinction. On a établi qu'en marche normale, la perte au feu de coke dans l'installation d'extinction sèche du coke est d'environ 0,1 %, avec formation de CO. Avec une telle perte au feu, dans une installation de 56 t/h de débit il se forme 135 m3 normaux/h de CO. Pour un volume total des gaz de circulation de 80 000 m3 normaux/h, il faut achever la combustion d'environ 1 % de gaz pour que les constituants combustibles obtenus brûlent. La quantité de constituants combustibles formés pouvant varier dans un sens ou dans l'autre, il faut prévoir une variation du pourcentage prélevé sur le courant de gaz général pour l'achèvement de la combustion de 0,8 à 1,5. Dans le processus décrit ci-dessus, le gaz de chauffage peut être du gaz naturel ou du gaz de coke, ou bien tout autre constituant combustible accessible dans les conditions pratiques, pourvu qu'il ait un pouvoir calorifique suffisant. Les spécialistes dans ce domaine connaissent bien ces prescriptions, et la composition exacte du gaz de chauffage ou son origine ne sont pas décisifs pour la réalisation du procédé. Pratiquement, puisque la stabilisation de la composition du gaz de circulation et l'achèvement de la combustion de ce gaz visent en définitive la stabilisation de la température obtenue dans la chaudière de récupération, pour la réalisation du procédé faisant l'objet de l'invention, la chaudière de récupération peut être dotée de dispositifs de mesure connus, susceptibles de contr8ler les paramètres thermliques et énergétiques de la vapeur qu'elle produit. Ces dispositifs peuvent contrôler aussi bien la température de la vapeur produite que sa pression ou sa saturation thermique. Xes dispositifs de contrôle et mesure (non représentés sur le dessin) émettent, quand les paramètres thermicues et énergétiques de la vapeur s'écartent du niveau constant prescrit, un signal d'admission dans le gaz en circulation d'un mélange d'air et de gaz de chauffage pour l'achèvement de la combustion des constituants combustibles restés dans le gaz de circulation. L'admission du mélange combustible est interrompue quand le régime de marche de la cnaudière de récupération s'est rétabli, ce qui peut être le résultat, par exemple, du rétablissenent de l'admission normale du coke à la chambre d'extinction sèche. Outre ces avantages évidents en ce qui concerne l'efficacité thermique et énergétique de la marche des installations récupérant la chaleur du coke éteint à ec, l'invention supprime les troubles se produisant lors de l'exploitation des fours à coke et améliore notablement les conditions sanitaires du travail. il va de soi que toutes sortes de modifications peuvent être apportées au mode de réalisation ci-dessus en ce qui concerne l'in- jection des gaz combustibles, le mode de mélange, etc.., sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. Revendications 1 - Procédé de stabilisation de la température dans la récupération de la chaleur du coke lors de son extinction sèche, dans lequel le gaz de circulation qui se forme pendant l'extinction sèche du coke et qui est chargé de constituants combustibles est brûlé et dirigé vers une chaudière de récupération pour y produire de la vapeur, caractérisé en ce que, quand les paramètres thermiques et énergétiques de la vapeur dans la chaudière de récupération s'écartent du niveau constant prescrit, le gaz de circulation est complémentairement brûlé par admission dans le circuit d'un mélange combustible contenant de l'air avec un gaz de chauffage, naturel, de coke ou similaire en pouvoir calorifique, à une température de 1000 à 12000C. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du gaz de circulation sortant de la chambre d'extinction du coke pour aller à la chaudière de récupération, égale à 0,8-1,5 %, est dérivée vers une zone de combustion complémentaire dans un mé- lange d'air et de gaz de chauffage, les gaz combustibles se formant dans cette zone étant réunis au courant général de gaz de circulation.