Brevet FR2378237A1 — publié le 19780818

L'invention se rapporte à un procédé pour nettoyer les chaudières ou fours par les conduits de fumée. On a déjà proposé depuis longtemps d'utiliser des vapeurs d'ammoniac pour nettoyer les chaudières par les conduits de fumée, On a ainsi proposé d'injecter d'abord des vapeurs d'ammoniac pour provoquer I'éclatement, sans ramollissement préalable,du du tartre déposé sur les conduits de chauffe. En meme temps, on envoyait au travers des tubes de l'eau de refroidissement qui contribuait à l'éclatement du tartre. A la même époque, on a proposé d'introduire dans les carneaux des vapeurs de composés d'ammonium, d'hydrogène sulfuré et des quantités abondantes de vapeur d'eau et, immédiatement après l'arrêt du traitement par ces vapeurs, de pulvériser les surfaces de chauffe à l'eau chaude,puis à l'eau froide.On plaçait au-dessous des surfaces de chauffe à nettoyer des cuves ouvertes qui servaient à recueillir la solution de sel d'ammonium à vaporiser ou d'ammoniaque. La vaporisation du contenu des cuves s'effectuait en suite avec volets de fumée et clapets de chaudière fermés au moyen dtun ou plusieurs serpentins de vapeur placés dans l'appareil. On a également proposé de diriger, à partir d'un récipient fermé, des conduits dans toutes les ouvertures de la chaudière et d'introduire par ces conduits la vapeur d'ammoniac dans le foyer, la chambre de surchauffe et les surfaces de chauffe subséquentes. Toutefois, lorsqu'on opère de cette manière, il faut déjà deux jours au moins pour disposer les conduits3 car la mise en place des conduits amenant les vapeurs doit être accompagnée de mesures de sécurité particulières. Le traitement subséquent par les vapeurs demandait également plusieurs jours de sorte que, pour les grosses chaudières, des durées de nettoyage de 8 à 14 jours étaient courantes. Pour les procédés courants à présent, les durées de nettoyage de 6 à 8 jours sont encore communes mais en général, on ne travaille plus avec des vapeurs mais avec pulvérisation directe de lessives alcalines sur les surfaces à nettoyer. La présente invention vise un perfectionnement du procédé~de traitement par les vapeurs d'ammoniac, permettant de nettoyer les chaufferies et les fours dans des durées beaucoup plus courtes et de manière beaucoup plus économique. D'autres buts et avantages de l'invention apparaitront la lecture de la description ci-après. Ces buts et avantages ont été atteints dans un procédé -pour nettoyer les chaudières ou fours par les conduits de fumée selon la technique aux vapeurs d'ammoniac, ce procédé se caractérisant en ce que lion injecte d'abord de l'ammoniac à l'aide de vapeur dgeau dans le foyer et, le cas échéant, les conduits subséquents et, l'eau d'égouttage commençant à apparaitre, on pulvérise en même temps que la vapeur d'ammoniac de 11 eau en quantité telle que le pH de l'eau d'égouttage recueillie ne tombe pas au-dessous de 7,4, on règle dans la phase subséquente -de nettoyage la quantité d'ammoniac introduite en respectant le pH minimal et, lorsque le traitement aux vapeurs d'ammoniac est terminé, on nettoie par pulvérisation d'eau. De préférence, l'ammoniaque est injectée a une pression dlau moins 3 bars et de préférence d'au moins 6 bars dans le foyer. La vapeur d'eau est prélevée dans l'usine et se trouve,par exemple,à une température de 400 à 6000C. L'ammoniaque utilisée contient de préférence 25 7. d'ammoniac, le solde consistant en eau, et on peut utiliser l'ammoniaque provenant des cokeries à la composition habituelle. De préférence, les vapeurs d'ammoniac sont injectées de bas en haut dans le foyer et le conduit correspondant, alors que l'eau de pulvérisation - séparée localement de la vapeur d'ammoniac - - est injectée à la partie supérieure de la chaudière. L'eau de pulvérisation ruisselle donc essentiellement du haut vers le bas. En général, l'eau d'égouttage commence à apparaître de 1 & 3 heures après le début du traitement aux vapeurs dsammoniac. On procède alors immédiatement à une mesure de pH et on pulvérise ensuite l'eau en combinaison avec la vapeur d'ammoniac. L'avantage du procédé selon l'invention réside en ce que l'injection permet de parvenir a une fine répartition du mélange de vapeur d'eau et d'ammoniaque,de sorte que tout le foyer ou le conduit de fumée peut etre pratiquement alimenté dans une mesure suffisante par les vapeurs d'ammoniac au moyen d'un seul injecteur. Certes,il est important que,dans ce type d'injection de vapeurs d'ammoniac, on veille très soigneusement à une fine pulvérisation et nébulisation, évitant l'utilisation de grandes quantités de vapeurs. Par conséquent, on introduit d'environ 50 à 2 100 1 dtammoniaque en une duree d'environ 1 à 2 heures pour 1000 m de surface de chauffe à nettoyer.Au bout d'environ 1 h 30 à 2 h, l'eau commence à s'égoutter et3à partir de ce moment,il est très important que les vapeurs d'ammoniac soient introduites en quantités qui sont fonction du pH mesuré. L'eau peut être pulvérisée à la température habituelle en quantité telle que le pH de l'eau d'égouttage recueillie ne tombe pas audessous de 7,4. Cela signifie qu'au début il faut pulvériser très peu d'eau, et qu'au fur et à mesure du nettoyage de la chaudière, on accroit en continu la quantité d'eau. La combinaison entre la pulvérisation d'eau et l'injection de vapeur d'ammoniac conduit à un bon nettoyage des surfaces de chauffe, l'ammoniac empechant l'écoulement dune eau trop acide. Or. doit également veiller b ce que l'eau introduite soit bien pulvérisée pour parvenir à un effet de nettoyage régulier à tous endroits. Un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention se caractérise en ce que dans la trémie du foyer et le cas échéant dans les trémies des conduits subséquents, on dispose un injecteur à vapeur servant à aspirer liammoniaSue et dans les ouvertures on place des dispositifs de pulvérisation d'eau. Ces dispositifs sont équipés d'arroseurs ou de tuyères d'arrosage rotatives assurant une fine pulvérisation de l'eau. I1 est recommandé de placer les dispositifs de pulvérisation à l'intérieur de la chaufferie aussi haut que possible alors que les injecteurs sont placés aussi bas que possible, de sorte que l'eau puisse provoquer un nettoyage du haut vers le bas alors que les vapeurs s'écoulent du bas vers le haut. L'avantage particulier de l'invention réside en ce que la mise en place des injecteurs ne demande qu'une courte durée de préparation et en ce que l'on obtient toujours une eau de nettoyage qui peut être évacuée sans difficulté. On a constaté que la combinaison de l'injection de vapeur d'ammoniac avec la pulvérisation simultanée d'eau assurai t un nettoyage efficace et rapide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après en référence aux figures des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schémaciquement une chaufferie nettoyée par la technique connue aux vapeurs d'ammoniac, - la figure 2 représente schématiquement une chauf ferie nettoyée par le procédé selon l'invention, 3 et - la figure 3 représente graphiquement le cours de l'opération de traitement aux vapeurs en fonction du temps. En référence aux figures 1 et 2, une chaudière de 400 t environ comporte un foyer 1, un surchauffeur 2 et un conduit de chauffe subséquent 3. Le surchauffeur et le conduit de chauffe subséquent sont accesibles par plusieurs ouvertures 4. Dans ces ouvertures 4 on place des conduits 5, conformes à la technique antérieure (figure 1) approvisionnés en vapeur d'ammoniac par un vaporiseur 6. Pour fixer ces conduits en toute sécurité, il fallait auparavent des constructions pénibles car les conduits servaient à l'apport de la vapeur d'eau. Au cours du traitement par les vapeurs on introduisait à l'aide des conduits placés dans la chaudière de l'eau froide3 les vapeurs d'ammoniac étant censées provoquer l'éclatement du tartre solide existant sur les conduits de la chaudière. On avait également proposé antérieurement de pulvériser des surfaces de chauffe avec de l'eau chaude puis avec de l'eau froide après le traitement aux vapeurs d'ammoniac. Dans le procédé selon l'invention (figure 2) on dispose simplement dans la trémie 7 du foyer et éventuellement du conduit de chauffe subséquent des injecteurs 8 assurant une pulvérisation suffisamment fine des vapeurs chaudes d'ammoniac. En combinaison avec ces vapeurs d'ammoniac, de l'eau peut etre introduite par des dispositifs de pulvérisatipn 9 (arroseurs ou tuyères d'arrosage rotatives) placés dans les orifices 4, en particulierdansla partie supérieure de la chaudière. La mise en place des dispositifs de pulvérisation 9 et le déplacement des tuyaux souples (non représentés) demandent peu de temps car l'apport d'eau froide n'exige aucune mesure spéciale pénible dé construction. L'installation présentée schématiquement dans la figure 2 des dessins annexés permet de nettoyer 1000 m de surface de chauffe avec 150 à 200 1 seulement d'ammoniaque et on peut nettoyer par exemple 2 5000 m de surface de chauffe en moins de 50 heures de travail. I1 n'est pas nécessaire de faire un montage dans le foyer car les dispositifs de pulvérisation rotatifs peuvent être introduits par les hublots. L'eau sale est à un pH qui ne provoque aucune difficulté dans- les conduits d'évacuation. Le graphique de la figure 3 des dessins annexés représente le cours typique des opérations de nettoyage selon l'invention. On a représenté en ordonnes les quantités de vapeurs d'ammoniac et d'eau et en abscisses les durées en heures. La courbe en trait continu représente la variation de quantité pour les vapeurs d'ammoniac,la la courbe en trait interrompu la variation de quantité pour l'eau de pulvérisation. La mise en place préalable de l'injecteur et des dispositifs de pulvérisation demande 2 heures. On injecte ensuite pendant 2 heures une quantité constante de 2 vapeurs d'ammoniac} par exemple 75 1 au total pour 1000 m de surface de chauffe. On alimente ensuite les dispositifs de pulvérisation avec des petites quantités d'eau au début, ces quantités étant augmentées en continu jusqu'à la fin du traitement par les vapeurs alors que la quantité d'ammoniac diminue en permanence.Les quantités de vapeurs d'ammoniac et d'eau de pulvérisation introduites dépendent du pH de l'eau sale qui ruisselle. Ce pH ne doit pas tomber au-dessous oe 7,4. La limite supérieure de ce pH sera de préférence de 10,0. La durée totale de traitement aux vapeurs est d'environ 12 heures. A ce moment, il ne faut pratiquement plus de vapeurs d'ammoniac pour le nettoyage (cf figure 3). Après le traitement aux vapeurs, il y a une journée de travail au cours de laquelle on pulvérise de fortes quantités d'eau par les dispositifs de pulvérisation (figure 3). Le jour suivant, on peut exécuter les derniers travaux. La durée totale de nettoyage est de moins de 50 heures 2 pour 5000 m de surface de chaudière. Par contre, les procédés antérieurs nécessitaient pour la même surface de chauffe environ 180 heures de travail. Un autre avantage du procédé selon l'invention réside en ce que la combinaison entre les vapeurs d'ammoniac et l'eau de pulvérisation n'exige pas l'écoulement d'eau froide dans les conduits. REVENDICATIONS 1. Procédé pour nettoyer les chaudières ou fours par les conduits de fumée selon la technique aux vapeurs d'ammoniac, ce procédé se caractérisant en ce que l'on injecte d'abord dans le foyer et, le cas échéant,les conduits subséquents3 de l'ammoniac à l'aide de vapeur d'eau et, au moment où l'eau commence a s'égoutter, en même temps qu'on introduit les vapeurs d'ammoniac on pulvérise de l'eau en quantité telle que le pH de 11 eau d'égouttage recueillie ne tombe pas au-dessous de 7,4, on règle dans la phase subséquente de nettoyage la quantité d'ammoniac ajoutée en respectant ce pH minimal et lorsqu'on a terminé le traitement aux vapeurs d'ammoniac on nettoie par pulvérisation d'eau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vapeurs d'ammoniac sont injectées dans le foyer sous une pression d'au moins 3 bars. 3. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans les trémies 7 du foyer et,le cas échéant,des conduits subséquents, on dispose un injecteur à vapeur 8 pour l'aspiration de 11 ammoniaque et des dispositifs de pulvérisation 9 pour l'eau dans les ouvertures du foyer, du surchauffeur et le cas échéant des conduits ~subséquents.