Brevet FR2459825A1 — publié le 19810116

L'invention concerne un procédé d'extinction d'une matière en vrac chauffée, en particulier du coke, au moyen d'un liquide qui s'é- coule de haut en bas à travers cette matière, celle-ci étant isolée de 1' air extérieur et la vapeur formée par le liquide d'extinction étant éva- cuée à courant direct par rapport au liquide d'extinction. L'extinction de matières en vrac chauffées, en particulier de coke, s'effectue dans des récipients d'extinction ouverts ou fermés et on fait ruisseler uniformément du liquide d'extinction sur ces matières. Le liquide d'extinction se vaporise partiellement et soustrait de la cha- leur à la matière chauffée. La vapeur formée par le liquide d'extinction est conduite dans l'atmosphère par une cheminée. Ce procédé présente, en particulier dans le cas de l'ex- tinction du coke, les inconvénients suivants: La vapeur d'extinction qui se forme dans la matière en vrac entraîne avec elle dans l'atmosphère des grains très fins sous forme de poussière. Par suite de réactions de gazéification qui se déroulent entre l'agent d'extinction et la matière en vrac, il se forme, par exem- ple dans le cas du coke, du H2, Co, C02, H2S et S02 qui sont également é- vacuès dans l'atmosphère et sont en outre perdus quant à l'énergie. Etant donné que l'agent d'extinction s'échappe dans l'at- mosphère à l'état de vapeur, il faut sans cesse le remplacer par de l'a- gent d'extinction nouveau, souvent par de l'eau potable qui est coûteuse. Un inconvénient particulièrement grave est que l'environ- nement de l'installation d'extinction est pollué dans un grand rayon par des vapeurs d'eau à caractère fortement acide et que, dans la région d' influence des vapeurs d'extinction qui se condensent, il se produit des corrosions notables. Dans l'extinction du coke, le caractère acide des vapeurs peut être attribué aux corrélations suivantes: Quand le coke est à haute température, le soufre présent dans la masse est principalement en combinaison organique. L'hydrogène formé pendant le processus d'extinction en vertu de la réaction du gaz à l'eau est en mesure, initialement c'est-à-dire à l'état naissant, de sé- parer du composé carboné, par réduction, le soufre situé au voisinage de la surface. Dans l'extinction du coke, ce processus se déroule aussi bien dans des récipients ouverts que fermés. Par exemple, on a observé que lorsque le coke contient avant l'extinction environ 10 kg de soufre par tonne, il a perdu après la fin du processus d'extinction environ 0,1 kg de soufre. Cette quantité de soufre s'est convertie en hydrogène sulfuré. Dans les chariots d'extinction ouverts classiques, pendant le processus d'extinction, le gaz à l'eau, et avec lui l'hydrogène sulfu- ré mentionné, brOlent en partie. Environ 50 % de l'hydrogène sulfuré se convertissent en SQ2* Les 50 % restants quittent tout de même la cheminée sous forme de H2S. En ce qui concerne le SO2 formé, avec la température qui règne, les processus de condensation et l'oxygène disponible dans la tour d'extinction, les conditions essentielles d'une catalyse humide sont rem- plies. C'est ce qui cause le bas pH et les effets très corrosifs des va- peurs d'extinction. L'invention a pour but de fournir un procédé d'extinction d'une matière en vrac chauffée dans lequel il n'y aura pas de vapeurs d' agent d'extinction causant des émissions polluantes mais dans lequel, au contraire, on pourra utiliser et/ou annihiler la chaleur, la poussière et le gaz contenus dans les vapeurs d'agent d'extinction. En partant du procédé défini plus haut, le problème posé est résolu, selon l'invention, par le fait que l'on utilise la chaleur de surchauffage de la vapeur d'extinction, évacuée de façon canalisée sans inclusion d'air, pour produire de la vapeur de service utilisable dans des appareils consommateurs et qu'ensuite, on condense complètement la vapeur d'extinction, les solides contenus dans cette dernière se déposant avec le condensat. Selon un mode d'exécution, on commence par conduire la va- peur d'extinction évacuée à un séparateur en vue d'un dépoussiérage préa- lable, avant de lui emprunter la chaleur de surchauffage. La chaleur de condensation, que contient encore la vapeur d'extinction après soustraction de la chaleur de surchauffage, peut être transmise de façon particulièrement avantageuse à un circuit d'eau chaude. Par le procédé selon l'invention, les solides déposés dans le condensat peuvent être éliminés sans difficultés particulières, de sorte que le condensat peut servir à nouveau d'agent d'extinction. Selon un mode d'exécution, on sépare les gaz permanents contenus dans la vapeur d'extinction, on les capte, puis on les soumet à une épuration et on en tire parti pour des processus chimiques ou pour le chauffage. Les gaz permanents séparés de la vapeur d'extinction peu- vent aussi être introduits avantageusement de façon continue dans du gaz brut de cokerie et servir, après épuration, au chauffage des fours. Le problème qui est à la base de l'invention et qui est d' éviter les émissions polluantes et, au lieu de cela, de tirer parti des énergies contenues dans la vapeur d'extinction peut aussi être résolu, selon l'invention, par un procédé d'extinction de coke au moyen d'eau s' écoulant de haut en bas à travers le coke qui est isolé de l'air exté- rieur, procédé remarquable par le fait que l'on canalise sans inclusion d'air la vapeur formée par l'eau et qu'on amène celle-ci directement à une installation à gaz à l'eau, les impuretés entrainées par cette vapeur et non soumises à la gazéification étant séparées dans un étage d'épura- tion qui fait suite, en même temps que les impuretés du gaz formé, et que les gaz contenus dans la vapeur sont conduits au gaz à l'eau engendré. Les avantages que l'on peut obtenir par le procédé selon l'invention sont, en particulier dans le cas de l'extinction du coke, les suivants: Il n'arrive pas de poussières ni de gaz polluants dans l' atmosphère. Le gaz est épuré des composés soufrés et utilisé alors, dans le sens d'une économie d'énergie, comme gaz de chauffage ou pour des processus chimiques. L'environnement de l'installation d'extinction n'est pas pollué par des vapeurs d'extinction qui se condensent et ont une forte action corrosive. Le liquide d'extinction condensé peut servir à nouveau à des usages d'extinction. Il en résulte une économie notable d'eau. La chaleur de surchauffage et de condensation contenue dans les vapeurs d'extinction peut être récupérée presque totalement. On illustrera par un exemple de calcul la signification du procédé selon l'invention, sur le plan de la lutte contre la pollution et de l'économie d'énergie. On fait fonctionner une cokerie ayant une capacité moyenne de 2 000 t de coke par jour selon la technique classique d'extinction, avec les pertes d'énergie et les émissions ci-après Pertes d'énergie: gaz à l'eau 100 000 Nm3/24 h énergie thermique contenue dans 2 200 GJ les vapeurs d'extinction Emissions: poussière 200 kg/24 h soufre sous forme de: H2S 100 kg/24 h S52 100 kg/24 h. Les énergies ci-dessus peuvent être utilisées à raison de 80 % par le procédé selon l'invention et les émissions polluantes peuvent - être évitées complètement. On décrit plus précisément ci-après un exemple d'exécution d'une installation d'extinction de coke pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, représentée schématiquement par le dessin ci-joint. Des vapeurs d'extinction de coke, formées par intermitten- ce, quittent à environ 700'C un récipient d'extinction 1 et sont largement dépoussiérées préalablement dans un séparateur 2. Du séparateur 2, les va- peurs sont conduites à une chaudière à chaleur passive 3, la section li- bre de tuyauterie étant réglable au moyen d'un obturateur 13. Dans la chaudière à chaleur passive 3, la chaleur de surchauffage de la vapeur d' extinction est utilisée pour produire de la vapeur de service. La tempé- rature de la vapeur d'extinction s'abaisse à environ 3000C. La vapeur de service (vapeur saturée à 12 bars) est emmagasinée dans un réservoir 4 d' ou elle est amenée à des appareils- consommateurs non représentés. Dans un condenseur 5 placé à la suite de la chaudière à chaleur passive 3, la vapeur d'extinction est complètement condensée et la poussière résiduelle se dépose avec le condensat. Dans un filtre 6, on sépare les solides du condensat et on amène le condensat à un réservoir à eau d'extinction 7 duquel il est sou- tiré, en tant qu'agent d'extinction destiné au récipient d'extinction 1. Dans le condenseur 5, la chaleur de surchauffage, que con- tient encore éventuellement la vapeur d'extinction, et la chaleur de con- densation sont transmises à un circuit d'eau chaude. L'eau chaude est em- magasinée dans un réservoir d'o elle est refoulée à travers des appareils consommateurs de chaleur 16 par lesquels elle cède la chaleur absorbée et elle arrive à un réservoir d'emmagasinage 9 o elle est gardée disponible pour le prochain cycle. Les gaz permanents contenus dans la vapeur d'extinction sont captés dans un réservoir 10 d'o ils sont amenés à traverser un épu- rateur à soufre 11. Le gaz contenant de l'hydrogène, ainsi épuré, est dis- ponible pour des processus chimiques ou pour le chauffage. Les gaz permanents peuvent aussi, sans interposition d'un réservoir à gaz 10, être amenés directement à passer par un épurateur de gaz brut de cokerie 12 et servir au chauffage des fours après un proces- sus d'épuration usuel. Il est aussi possible, par exemple, d'amener la vapeur d' extinction non épurée, aussitôt sortie du récipient d'extinction 1, à une installation à gaz à l'eau 14 indiquée en pointillés. Les impuretés en- trainées par la vapeur d'extinction, dans la mesure o elles n'ont pas été soumises à la gazéification, sont éliminées dans un étage d'épuration 2459825 qui fait suite, en même temps que les impuretés du gaz formé. Les gaz contenus dans la vapeur d'extinction sont ajoutés au gaz à l'eau formé. Egalement dans cette variante, on évite très efficacement les émissions de poussière et de gaz, ainsi que la pollution de l'environnement par des vapeurs d'extinction. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Procédé d'extinction d'une matière en vrac chauffée, en particulier du coke, au moyen d'un liquide qui s'écoule de haut en bas à travers cette matière, celle-ci étant isolée de l'air extérieur et la va- peur formée par le liquide d'extinction étant évacuée à courant direct par rapport au liquide d'extinction, procédé caractérisé par le fait que l'on utilise la chaleur de surchauffage de la vapeur d'extinction, éva- cuée de façon canalisée sans inclusion d'air, pour produire de la vapeur de service utilisable dans des appareils consommateurs et qu'ensuite, on condense complètement la vapeur d'extinction, les solides contenus dans cette dernière se déposant avec le condensat. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on conduit tout d'abord la vapeur d'extinction évacuée à un sépara- teur en vue d'un dépoussiérage préalable, avant de lui emprunter la cha- leur de surchauffage. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on transmet à un circuit d'eau chaude la chaleur que contient encore la vapeur d'extinction après soustraction de la chaleur de surchauffage. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on sépare les solides déposés dans le con- densat et que l'on réutilise le condensat comme agent d'extinction. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on sépare les gaz permanents contenus dans la vapeur d'extinction, qu'on les capte, qu'on les soumet-à une épuration et qu'on en tire parti pour des processus chimiques ou pour le chauffage. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on introduit de façon continue dans du gaz brut de cokerie les gaz permanents séparés de la vapeur d'extinction et qu'après une épuration, on les utilise pour le chauffage des fours. 7.- Procédé d'extinction de coke au moyen d'eau s'écoulant de haut en bas à travers le coke qui est isolé de l'air extérieur, procédé remarquable par le fait que l'on canalise sans inclusion d'air la vapeur formée par l'eau et qu'on amène celle-ci directement à une installation à gaz à l'eau, les impuretés entrainées par cette vapeur et non soumises à la gazéification étant séparées dans un étage d'épuration qui fait suite, en même temps que les impuretés du gaz formé, et que les gaz contenus dans la vapeur sont conduits au gaz à l'eau engendré.