Brevet FR2331610A1 — publié le 19770610

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour le traitement des liquides provenant du refroi is- sement du gaz à la sortie des fours à coke. Le refroidissement du gaz sortant des fours à coke est, d'une manière générale > réalisé à l'heure actuelle en deux temps tout d'abord, le gaz sortant des fours est soumis, à son entrée dans le barillet, à une intense pulvérisation d'eauammoniacale qui abaisse fortement sa température et abat la plus grosse partie des goudrons et produits solides qu'il entraîne, Ensuite > le gaz ainsi traité est envoyé à la condensation primaire où son refroidissement est poursuivi dans des appareils du type "direct" ou "indirect", l'eau ammoniacale de production et le goudron étant regroupés avec les produits sortant du barillet. Dans le but, d'une part de pouvoir recycler au système de pulvérisation du barillet une eau ammoniacale pratiquement exempte de goudrons et, d'autre part, d'obtenir des goudrons à faible teneur en eau, l'ensemble des liquides collectés provenant, dans les conditions précitées, du barillet et de la condensation primaire est traité dans une installation de décantation. Les installations de décantation utilisées jusqu'à présent sont, d'une manière générale, du type statique, la séparation des liquides collectés en eau, goudron et parties solides ou semisolides s'effectuant par la différence des densités. La composition de certaines pites à coke d'une part, de nouvelles techniques de chargement des fours d'autre part, provoquent, dans certains cas, l'apparition dans les liquides collectés d'émulsions indissociables par les procédés de décantation statique aux régimes de température traditionnels. Ces émulsions ont généralement la propriété de transformer l'interzone du mélange eau-goudron du décanteur en un volume croissant d'une substance émulsionnée qui vient perturber le phénomène de décantation et,en particulier, ne permet plus que l'obtention de goudron à forte teneur en eau. Le but de l'invention est de réaliser une installation de traitement capable de fonctionner de façon continue , c'est-à-dire dans laquelle le volume des émulsions est maintenu dans des limites telles qu'elles ne peuvent perturber le fonctionnement du décanteur, et pérmettent de séparer, comme dans le cas où le problème des émulsions ne se pose pas, de l'eau recyclable pour le refroi dissement,un#goudron commercialisable et des déchets solides ou sem--solides. Un autre but de l'invention est de permettre d'obtenir le résultat ci-dessus en partant d'installations de types courants, éventuellement déjà en place ou en fonctionnement, et en ne leur apportant que des modifications très limitées, ce qui procure un avantage économique évident. Dans le procédé de l'invention, seule une fraction des liquides séjournant dans le bac de décantation et se trouvant dans une zone de niveaux fixée à l'avance est extraite du bac et est envoyée dans un séparateur centrifuge. L'invention met en oeuvre plusieurs principes connus-la séparation par décantation statique,la séparation par centrifugation -I'orfginalité de l'invention étant de conserver les avantages de la séparation statique,en principe dans un même réservoir,de la majeure partie de l'eau, du goudron et des produits solides,et de permettre cette décantation en limitant l'emploi de la séparation centrifuge à la décontamination de la zone de mélange eau-goudron de sa partie émulsionnée indissociable statiquement. A cet effet,les liquides collectés arrivent dans le réservoir de décantation,le goudron de densité plus élevée que l'eau s'accumule à la partie inférieure du réservoir et l'eau décantée à la partie supérieure. Outre la séparation en eau et goudron,le réservoir peut également assurer les fonctions de séparation et d'évacuation des particules solides (poussier de coke, de charbon, etc...) que renferment les liquides collectés. Le réglage de l'extraction du goudron permet de faire varier le niveau de l'interface eau-goudron. Le contre de cette zone de séparation permet également de déceler l'apparition d'une phase d'émulsion. Pour éviter que cette substance ne vienne perturber le procei sus normal de décantation,un système selon l'invention,dont l'une des originalités est de présenter l'avantage de constituer un dispositif de prises à niveau variable et réglable,permet d'en effectuer le prélèvement de façon continue ou discontinue et de la traiter dans un séparateur centrifuge qui réalise la dissociation de l'eau, du goudron et de la partie solide ou de forte consistance pâteuse.Les sorties d'eau et de goudron du séparateur centrifuge sont raccordées respectivement au réservoir de repompage au barillet et au réservoir à goudron qui reçoivent les liquides décantés provenant du réservoir de décantation.Les sédiments évacués par la centrifugeuse tombent dans un bac. Le fonctionnement du circuit de séparation par centrifuga tion est continu ou intermittent en fonction des informations fournies par le dispositif de contre de la zone de séparation dans le décanteur statique. On comprendra mieux l'invention i partir de la description ci-après d'un mode de réalisation particulier, pris uniquement à titre d'exemple illustratif sans aucun caractère limitatif, d'une installation de traitement des liquides de refroidissement du gaz à la sortie des fours à coke en se référant aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue schématique illustrant une installation préférée, utilisée pour le traitement des liquides de refroidissement du gaz à la sortie des fours i coke. Fig. 2 est une vue fragmentaire de l'installation montrant en coupe longitudinale une réalisation préférée du décanteur statique et une réalisation particulière du système de prdlbvement d'émulsions. Fig. 3 est une vue en plan-coupe du décanteur statique de la fig. 2. Fig. 4 est une vue en élévation-coupe du décanteur statique de la fig. 2. Comme représenté sur les figures I et 2, les liquides à traiter arrivent dans le décanteur 10 par le tube plongeur ll débouchant dans un bae de réception 12 délimité par une paroi inclinée 13, les parois latérales 14 du décanteur et une paroi verticale 15Jet etalimentent, par débordement au-dessus de la cloi- son 15 utilisée comme déverseur, le compartiment de décantation 16. Par décantation statique due aux différences des densités > l'eau monte dans le sens de la flèche 18 # 3e goudron et les produits so- lides descendent dans le sens de la flèche 19. La zone hachurée 17 indique la zone de mélange eau-goudron. Les produitrqgolides, situés dans le volume délimité par le fond 20, les parois longitudinales 14, la paroi arrière 21 et la paroi inclinée 22,sont acheminés hors du liquide par un convoyeur à raclettes dont les brins supérieur 23 et inférieur 24 sont guidés par des galets de renvoi 25. Par son déplacement dans le sens de la flbehe 26, le brin inférieur 24 du convoyeur à raclettes transporte les produits so- lides dans une goulotte verticale 27 d'où ils tombent par gravité dans un dispositif d'évacuation. L'eau décantée déborde par un déversoir 28 dans un réservoir interne 29 constitué par la paroi verticale 21 et les parois latérales 14 du décanteur , une paroi verticale interne 30, un fond 31. Elle sort par une tubulure 32 et est dirigée, comme schématisé sur la fig. 1, par la tuyauterie 33 sur le réservoir 34 de repompage vers le barrillet. Il se forme sous la zoneei7Jdans l'espace constitué par les parois latérales 14, 21 et 22 /le fond 20 du réservoir, unecouche de goudron dont la teneur en eau est décroissante dans le sens vertical descendant. Le goudron s'évacue par une tubulure verticale 35, une tubulure 36 coulissant autour de la tubulure 35, un réservoir 37 et une tubulure de sortie 38 reliée au réservoir intermédiaire de stockage de goudron 40 par une tuyauterie 39, comme indiqué sur la fig. 1 et 2. Le décanteur fonctionnant sur le principe de l'équilibre des colonnes liquides de densltés différentes, c'est la charge complémentaire provoquée par l'accroissement de la hauteur du goudron résultant de la décantation qui crée la force ascendante qui provoque le débordement du goudron par la tubulure 36. I#n résulte que la variation du niveau supérieur de la tubulure 36 par action sur le mécanisme 41, qui provoque le coulissement de la tubulure 36 autour de la tubulure 35, entratne la variation de la position de la zone 17 dans le réservoir , donc la variation du temps de décantation de la phase goudron. Des robinets de jauge 42,visibles sur les fig. 2, 3 et 4, et dont le nombre n'a pas un caractère limitatif, permettent de contrôler l'incidence des réglages de niveau de la tubulure 36 sur la position de la zone 17 dans le compartiment de décantation 16. Ils permettent également de constater toute perturbation dans le processus de décantation résultant de l'apparition de substances émulsionnées dans la zone 17 qui présenterait alors un écartement vers le haut et vers le bas (flèches 18 et 19) et des perturbations des intersurfaces avec les phases eau et goudron. Ce sys- tème simple de contrtle n'est décrit qu'à titre illustratif, tout autre système concourant au même but pouvant Aetre utilisé. Le prélèvement des substances émulsionnées steffectue dans la zone 17 par un dispositif permettant de l'effectuer à un niveau réglable variable, de façon continue ou discontinue, ponctuellement ou sur toute la largeur du décanteur, le dispositif décrit ci-après ne l'étant qu'à titre d'exemple. Un élément creux 43 repose sur l'une des parois 14 par un palier 44 et traverse l'autre paroi 14 par l'intermédiaire d'un dispositif 45 permettant sa rotation tout en assurant l'étanchéité aux liquides. Sur le corps de l'élément creux 43 sont prévus des ajutages de prélèvement 46 dont le nombre, la forme, la longueur et l'orientation représentés sur les fig. 2, 3 et 4 n'ont qu'un caractère illustratif. L'extrémité sortante de l'élément creux 43 est équipée d'un mécanisme de rotation qui peut être, à titre purement indicatif un engrenage 47 solidaire de l'élément 43 entratné par un engrenage 48, lui-même solidaire d'un volant de manoeuvre 49 permettant le réglage du niveau de prise des ajutages de prélève- ment 46.A titre également indicatif, l'organe de commande de la rotation de l'élément 43 peut être un servomoteur commandé par un système de contrôle et de rég#ulation ou de programmation. Comme représenté sur les fig. 1, 3 et 4, la dépression nécessaire à l'aspiration du prélèvement et à son transfert dans le séparateur centrifuge 51 est réalisée par la pompe 50 du séparateur centrifuge 51 qui est reliée par la tuyauterie 52 à ltextrémité sortante de ltélément 43 par l'intermédiaire d'un élément spécial droit ou en angle 53 réalisant un emboetement tournant étanche. L'élément 53 porte une tubulure 54 pour permettre des prélèvements ou l'injection de fluides gazeux, liquides ou de produits solides en suspension ou dissous favorisant le fonctionnement du dispositif ou la décantation statique ou mécanique. Le prélèvement d'émulsion peut aussi se faire sur un même réservoir par plusieurs éléments creux, des corps creux à double sortie, des systèmes traversant des parois de réservoir autres que les parois 14J pour diriger une partie des produits de la zone 17 directement ou indirectement vers un décanteur mécanique. Le prélèvement aspiré par la pompe 50 du séparateur centrifuge 51 entre dans le bol de centrifugation du séparateur centrifuge 51 et, comme indiqué sur la fig. 1, la phase eau séparée sort par le piètement 55 et par la tuyauterie 56, est envoyée au réservoir 34 de repompage d'eau décantée vers le barillet, la phase goudron séparée sort par le piètement 57 et par la tuyauterie 58 et est envoyée au réservoir intermédiaire de stockage 40. La phase constituée par les produits solides et le reliquat indissociable est extraite par ltorifice 59 pour prendre le mme circuit d'évacuation que les produits tombant de la goulotte 27. Un certain niveau de températur favorisant le processus de séparation,et de plus étant nécessaire pour la circulation du goudron, un st!s'vème d'isolement thermique 60 es parois latérales du réservoir et un couvercle 61 limite la déperdition des ca- lories apportées par des liquides de refroidissement du gaz. es tubulures 62 et 63 permettent l'alimentation d'un corps de chauRrn#, non représenté pour la clarté di; dessin,qui permet d'élever,stil y a lieu, le niveau de température obtenu par équilibre naturel. A la mise en service de l'installation, les niveaux externes des liquides étant établis par le jeu des déversoirs, il faut par contrôle par les robinets de jauge 42 et réglage du niveau de sortie du goudron par action sur le mécanisme 41, établir la zone 17 au niveau de consigne dans le réservoir 10, repérer la hauteur de la zone 17 et mettre en service le dispositif de prélèvement et de décantation mécanique dès que la zone 17 présente des anomalies. Il ressort de la descriptlon ci-dessus que l'installation offre les avantages de simplicité d'une installation statique tra ditionnele tout en ayant le perfectionnement nécessaire aux traitements des produits non dissociables var différences de densités et/ou action thermique modérée, perfectionnement indispensable au bon fonctionnement de ladite décantation statique. Bien que la présente invention soit décrite en regard d'un exemple préféré de réalisation, il va de soi que l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes dlapplicatlor t de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés. REVENDICATTONS 1. Procédé de traitement des liquides collectés lors du refroidissement des gaz sortant des fours i coke, ledit procédé comprenant une décantation statique desdits liquides et caractérisé en ce qu'une seule fraction des liquides séJournant dans le bac de décantation et se trouvant dans une zone de niveaux fixée i 1 avance est extraite du bac et est envoyée dans un séparateur centrifuge. 2. Procédé selon la revendication lscaractérisé en ce que la zone de niveaux où est extraite la fraction des liquides envoyés au séparateur centrifuge correspond à la zone où se trouvent principalement les émulsions d'eau et de goudron, au-dessous de la zone pauvre en goudron et au-dessus de la zone pauvre en eau. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on injecte des produits pour traiter les liquides, tels que des produits pour favoriser la décantation, au niveau où on extrait la fraction destinée au séparateur centrifuge. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 A 3, caractérisé en ce que dans le décanteur est disposé un élément d'extraction muni dtau moins un aJutage de prél#v.ment relié au séparateur centrifuge. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément d'extraction comprend un tube horizontal por de tant plusieurs ajutages/ prélèvement,disposé perpendiculairement au trajet suivi par les liquides dans le décanteur/immergé dans ceux ei. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube horizontal est monté à rotation autour de son axe et en ce que les extrémités des ajutages de prélèvement sont espacées de cet axe de telle façon qu'en faisant tourner le tube horizontal, on fait varier de la quantité désirée le niveau auquel on prélève le liquide destiné au séparateur centrifuge. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 d 6 > caracté- risé en ce qu'il comprend des moyens pour injecter dans les liquides à traiter, par les ajutages de prélèvement fonctionnant alors en sens inverse, des additifs pour le traitement desdits liquides. 8.Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire varier le niveau de la fraction des liquides du décanteur qui est envoyée au séparateur centrifuge, ces moyens permettant de déplacer le niveau de déversement d'une des fractions situées au-dessous ou au-dessus de ladite fraction envoyée au séparateur centrifuge. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un tube vertical télescopique réglable, dont la partie inférieure plonge dans le décanteur au-dessous du niveau de la fraction qui est envoyée au séparateur centrifuge, et dont la partie supérieure est en communication avec l'évacuation des fractions pauvres en eau. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des- moyens pour chauffer et/ou empêcher le refroidissement des liquides à traiter dans le décanteur.