Brevet FR2453885A1 — publié le 19801107

Procédé d'extinction de coke non-Polluant et tour d'extinction pour la mise en oeuvre de ce procédé La présente invention se rapporte à un procédé pour éteindre le coke sans émission de gaz ou de vapeur, dans lequel on exécute les processus de transformation se produisant au moment de l'extinction dans une tour isolée de l'extérieur, le coke incandescent étant à cet effet arrosé avec de l'eau, la fraction de l'eau d'extinction qui reste liquide étant évacuée séparément, la fraction vaporisée de l'eau d'extinction étant mélangée avec de l'eau et condensée et le condensat mélangé résultant évacué par une pompe, tandis que les gaz dégagés par l'extinction sont aspirés vers le haut et sont évacués de manière non-polluante. L'invention comprend également une tour d'extinction pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connait un procédé qui s'applique plus particulièrement W l'extinction par voie humide des cokes de charbon de terre ou de houille et qui contribue à la protection de l'environnement en évitant les émissions de gaz, de vapeurs et de poussières qui se produisent au cours des processus de transformation du coke dans la tour d'extinction, processus au cours desquels les gaz d'extinction jouent un prédominant après qu'on s'est aperçu que ces gaz contiennent, entre autres, de I'hydrogène sulfuré, qui peut être gênant. Le procédé connu résout ce problème en prescrivant d'aspirer sans émission ces gaz d'extinction et d'évacuer, par pompage, le mélange condensé de la tour d'extinction.Contrairement à l'opinion antérieure, il n'en résulte aucune perte appréciable du fait que les gaz d'extinction ne contiennent pas un pourcentage significatif d'hydrogène et du fait que le déroulement en circuit fermé du processus permet, entre autres, de déterminer de manière relativement précise, la teneur finale en eau du coke. Par ailleurs, on a constaté avec surprise que pendant la condensation, on obtient un mélange condensé à environ 950C qui n'est pratiquement pas contaminé, De plus, on a également constaté qu'à la différence de la forme de réalisation préférée connue, dans les conditions actuelles, ce mélange condensé ne représentait pas une source de chaleur utilisable. Â partir de ces considérations, l'invention s'est fixé pour but de trouver une possibilité d'utilisation justifiée du point de vue économique pour ce mélange condensé. L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixés en ce que, entre les phases d'extinction, on projette le mélange condensé d'en haut dans la tour et en ce qu'on crée dans celle-ci un tirage naturel ou un tirage naturel renforcé par un tirage artificiel et en ce qu'on le maintient jusqu'à ce que l'eau soit refroidie, L'invention permet de réunir les conditions économiques nécessaires pour le refroidissement du mélange condensé en vue de sa réutilisation, ailleurs que dans une installation de récupération de chaleur en utilisant à cet effet la tour de refroidissement dans les intervalles compris entre les phases successives d'extinction. On économise ainsi les frais de construction et d'exploitation d'un refroidisseur supplémentaire. De préférence, et selon une autre particularité de l'invention, on fait circuler en circuit fermé au moins une partie du mélange condensé entre les phases de condensation et de refroidissement. Ainsi, il devient possible d'utiliser le mélange condensé lui-meme à plusieurs reprises, en diminuant sensiblement la consommation d'eau0 De préférence, pendant le refroidissement du mélange condensé, on fait circuler en circuit fermé l'eau d'arrosage car l'on obtient ainsi un refroidissement répété et, une diminution correspondante du contenu en chaleur sensible du condensats Une autre forme de réalisation de l'invention est caractérisée par 11 utilisation du tirage artificiel servant à l'aspiration des gaz d'extinction pour renforcer le tirage naturel pendant le refroidissement du mélange condensé, Cette forme de réalisation est, elle aussi, caractérisée en ce que pendant les intervalles entre les phases de refroidissement successives on dispose des installations prévues pour Irévacuation nonpolluante des produits de transformation se dégageant pendant l'extinction du coke pour le refroidissement0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel s - la figure 1 est une vue schématique, c'est-à-dire où tous les détails qui ne sont pas nécessaires pour la bonne compréhen sion de l'invention ont été supprimés, d'une tour de refroi dissement conforme à l'invention et représentant une première forme de réalisation de celle-ci ;; - la figure 2 est un diagramme des courants de matières et de chaleur tenant compte des pertes, mais sans représenter les réservoirs-tampons, pendant l'exécution du procédé de l'in vention ; - la figure 3 représente schématiquement une variante de réalisation de la tour d'extinction de l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique de la partie supérieure d'une tour de refroidissement conforme à une variante de réalisation ;; et, - la figure 5 est une représentation correspondant à la figure 4 d'une autre variante d'exécution de l'invention0 En se référant à la figure 1 on voit une tour d'extinction 10 sous laquelle s'étend un hall 2 dans lequel des wagonnets 3 roulant sur des rails 4, peuvent être introduits après qu'une porte basculante a été ouverte0 La position ouverte de la porte basculante 5 a été esquissée en tirets sur le dessins ta porte 5, qui est représentée fermée en traits continus, ferme hermétiquement l'entrée du hall 2, lequel est ainsi isolé de ltextérieur. Au-dessus du wagonnet 3 s'étend une conduite 6 qui alimente en eau plusieurs jets 7 projetant l'eau d'extinction sur le coke incandescent remplissant le wagonnet. Les gaz et les vapeurs qui résultent de cette extinction s'élèvent naturellement dans la cheminée 8 de la tour d'extinction 1 dans laquelle sont installés, dans l'exemple de réalisation représenté, plusieurs niveaux superposés d'embranchements 9-11 pour amener de l'eau aux jets 12-14, embranchements qui partent d'une conduite principale 15 pouvant être alimentée, à l'aide d'une pompe 16, à partir d'un réservoirtampon 17, avec un mélange condensé. Ce mélange condensé provient de la transformation en vapeur de l'eau d'extinction projetée par les jets 12-14. Cette eau condensée est recueillie en 18 et, de là, peut Qtre dirigée, par une conduite 19' comportant un organe d'arrêt 20', vers le réservoir-tampon 170 Après la condensation, les gaz résultant de l'extinction du coke gagnent, en traversant un séparateur de gouttes 19 installé au-dessus des conduites de condensat 9-11, la région d'aspiration 20 d'un ventilateur 21 dont l'utilité sera précisée plus loin0 Pendant l'extinction du coke, le ventilateur 21 ne fonctionne pas0 Ceci permet aux gaz résultant de l'extinction de traverser la turbine du ventilateur pour gagner, du fait que le couvercle 22 est fermé, la zone d'action d'un autre ventilateur 23 qui aspire les gaz dégagés par l'extinc- i tion, de l'espace 24 situé au-dessus de la turbine 21 du ventilateur, ces gaz étant ainsi refoulés dans une conduite indiquée schématiquement en 25. On réalise ainsi une évacuation contrôlée des gaz d'extinction qui peuvent, par exemple, être introduits dans les barillets des fours à coke. Le couvercle 22 peut être déplacé le long d'un arc de cercle esquissé en tirets, entre sa position de fermeture, dessinée en traits continus et une position ouverte 27 indiquée en tirets. Quand le couvercle 22 est fermé, il obture l'extrémité supérieure de la cheminée 8. L'étanchéité du couvercle est assurée par le fait que celui-ci comporte à sa partie inférieure une bordure 29 qui trempe dans une gouttière circulaire 28 remplie d'eau entourant le bord supérieur de la tour d'extinction. En service, le couvercle 22 étant fermé et la porte 5 ouverte, on introduit un wagonnet chargé avec du coke incandescent dans le hall 2 de la tour et on l'amène à la position représentée sur la figure lo Ensuite, on ferme la porte 5 et on met en marche les rampes d'arrosage 7. Les vapeurs résultantes stélè- vent dans la cheminée 8 de la tour 1 où l'eau projetée par les jets 12-14 condense celles-ci.Le mélange condensé résultant est recueilli en 18, tandis que l'excès d'eau d'extinction stécoule en 30 et gagne une fosse 31. Les gaz d'extinction s'élevant au-dessus des jets d'arrosage 12, 14 sont refoulés dans la conduite 25 par la mise en marche du ventilateur 230 Quand la phase d'extinction est terminée, on retire le wagonnet du hall 2 de la tour après avoir couvert la porte 5. Pendant l'intervalle entre deux phases successives d'extinction, la tour représentée sur la figure 1 sert de refroidisseur0 A cette fin, on laisse la porte 5 ouverte et on amène le couvercle 22 à sa position d'ouverture 270 il en résulte dans le hall 2 et dans la cheminée 8 un appel d'air naturel dont i l'action est renforcée par la mise en marche du ventilateur 21.Le mélange condensé contenu dans le réservoir-tampon 17 est dirigé, à l'aide de la pompe 16 vers les rampes d'arrosage 12-14 et est ainsi projeté dans la cheminée 8, ce qui le re froidit. Suivant la mesure dans laquelle on désire refroidir le mélange condensé, celui-ci peut être recirculé plusieurs fois, Au besoin, on pourrait encore renforcer l'intensité du tirage dans la cheminée 8 en mettant en marche le ventilateur 23. Le diagramme de la figure 2 représente la circulation de la chaleur dans une telle tour d'extinction et de refroidissement pour une tonne de coke Température de départ du coke = 100000 Température finale du coke = 2000C cp du coke = 1465 J/kgOC a T de l'eau = 300C cp de l'eau = 4187 J/kgOC vapeur d'eau = 0,4 m3/tonne de coke avec a T = 100 C r = 2344720 J/kg Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 3, le hall 2 de la tour d'extinction 1 est situé directement sous la cheminée et est accessible des deux côtés, de sorte que la porte 5 a été complétée par une seconde porte 35 située sur le côté opposé du hall 20 L'exemple de réalisation de la figure 4 diffère des exemples précédents en ce que le couvercle 22 peut être transféré de sa position fermée à sa position ouverte 27 par une translation dans un même plan sur des galets 36-38. Après cela, le couvercle 22 repose sur plusieurs poutres de support 39 qui sont fixées à la face supérieure dehla tour0 La variante de réalisation de la figure 5 diffère des prec6" dentes en ce que son couvercle est subdivisé en plusieurs clapets, dans le cas de tours rectangulaires ou carrées en quatre clapets, qui sont représentés par les clapets 40 et 41. Dans la position de fermeture 42, ces clapets obturent l'ou- verture supérieure 43 de la tour 1 ou de sa cheminée 8 hermétiquement, comme dans les autres exemples de réalisation0 Quand ils occupent la position ouverte, esquissée en traits mixtes, les clapets 40, 41 viennent se placer dans le plan de la paroi latérale 44 ou 45 correspondante de la tour, ce qui est également le cas des clapets non représentés0 Ceci a pour conséquence d'allonger la cheminée 8 d'une partie 46 égale à la hauteur des clapets 40, ce qui renforce le tirage naturel de la tour, R3.YENDICATIONS 1. Procédé pour éteindre le coke de manière non-polluante sans émission de gaz ou de vapeur, dans lequel on exécute les phases de transformation se produisant au moment de l'extinction dans une tour isolée de l'extérieur, le coke incandescent étant à cet effet arrosé avec de l'eau, la fraction de l'eau d'extinction qui s'écoule étant évacuée séparément, la fraction vaporisée de l'eau d'extinction étant mélangée avec de 11 eau et condensée et le condensat résultant évacué par une pompe, tandis que les gaz dégagés par l'extinction sont aspirés vers le haut et sont évacués sans émission, caractérisé en ce que, entre les phases d'extinction, on projette le mélange condensé d'en haut dans la tour et en ce quton crée dans celle-ci un tirage naturel ou un tirage naturel renforcé par un tirage artificiel et en ce qu'on le maintient jusqu'à ce que l'eau soit refroidie. 2e Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on recycle au moins en partie le mélange condensé entre la condensation et le refroidissement0 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait circuler l'eau d'arrosage pendant le refroidissement du mélange condensé0 40 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise le tirage artificiel servant à l'aspiration des gaz d'extinction pour renforcer le tirage naturel pendant le refroidissement du mélange condensé, 50 Tour d'extinction pour la mise en oeuvre du procédé spécifié dans l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend un couvercle (22, 27, 40, 41) fermant l'ouverture supérieure (42) de sa cheminée et un l dispositif d'actionnement permettant de déplacer ledit couvercle entre une position de fermeture (22, 42) et une position d'ouverture (27, 40, 41)o 6. Tour d'extinction selon la revendication 5, caractérisée en ce que le couvercle (22, 27) peut être déplacé par glissement ou roulement dans son plane 7. Tour d'extinction selon la revendication 6, caractérisée en ce que le couvercle est divisé en plusieurs clapets (40, 41) qui, en position d'ouverture, allongent la cheminée (8) de la tour.