Brevet FR2465774A1 — publié le 19810327

L'invention concerne un procédé de traitement préalable de charbon à cokéfier, dans lequel on introduit ce charbon dans une enceinte d'entrainement et/ou fluidisation,au moyen d'un gaz caloporteur servant également d'agent effluent de transport pneumatique du mélange hors de l'enceinte et dont on sépare les produits solides ainsi transportés, après quoi on dépoussière à sec ledit gaz caloporteur ayant servi d'agent ef- fluent gazeux de transport et on récupère les poussières cap tées par dépoussiérage à sec. Elle concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé. L'invention concerne un procédé et une instar lation de séchage et/ ou chauffage par fluidisation et/ ou entraînement gazeux d'un matériau combustible granuleux et/ ou pulvérulent, tel qu'un charbon séché et/ou préchauffé pour l'enfournement en fours à coke de charbons peu cokéfiants par les techniques dites d'enfournement en sec et d'enfournement en préchauffé. Des procédés et installations du type que l'invention se propose de perfectionner sont décrits, par exemple, dans les demandes de brevets français publiées 2 281 971, 2 378 081 et 2 376 201, Pour tirer le meilleur parti de l'enfournement en sec ou de l'enfournement en préchauffé, les particules de charbon doivent être finement broyées, par exemple 80 % et même 90 % inférieurs à 2mm. Ces fines particules de charbon préchauffées à 2500C sont séparées du fluide d'entrainement au moyen de deux etages de cyclones dont le rendement de captation est de 98 à 99 %, Dans les dispositifs connus, les fumées à la sortie des cyclones peuvent être dépoussiérées par lavage à l'eau, les poussières récupérées ne sont alors pas utilisables pour l'enfournement.Lorsque les fumées sont épurées à sec au moins avant rejet à l'atmosphère, les poussières récupérées sont avantageuses à réintroduire dans les fines à coke, c'est-à-dire dans le charbon subissant ou ayant subi le traitement préalable. Mais ces poussières récupérées sont des particules sèches très réactives risquant de s'enflammer immédiatement au contact de l'air et s'envolant très facilement. I1 est donc nécessaire de les traiter de façon à les rendre inertes et manipulables. Elles sont difficilement mouillables à l'eau.De plus, les humidifier réduit 1 'in- térêt du dépoussiérage à sec. Par ailleurs, on a déjà proposé, par le brevet français nO 1 265 397 d'augmenter la qualité du coke sidérurgique obtenu à partir d'un charbon séché en ajoutant au charbon, avant ou après son séchage, un liant hydrocarboné, constitué par un brai de houille, un brai artificiel ou un bitume, ou encore un extrait ou résidu d'extraction, ledit liant hydrocarboné étant ajouté de façon qu'il prenne une consistance pâteuse ou liquide.Un autre avantage connu de l'introduction de liant hydrocarboné est de réduire la quantité d'envols de poussières au moment du chargement du charbon dans le four à coke, C'est pour la même raison qu'on a également proposé, par le brevet français nO 2 306 252, d'ajouter le liant hydrocarboné dans l'un des transporteurs du charbon déjà préchauffé et ce juste avant son enfournement pour réduire les envols de poussières lors du chargement dans le four à coke, Le but de l'invention est de proposer une solution au problème de la récupéra tion, de la manutention et du réemploi des poussières récupérées grace à un traitement particulier qui va être exposé, Ce but est atteint par un procédé du type de crit au début, dans lequel on injecte à l'état liquide un liant hydrocarboné d'appoint dans le charbon à l'une des étapes de traitement, grâce au fait qu'on piège les dites poussières dans un liquide carboné chaud et on utilise ledit liquide carboné chaud chargé des dites poussières comme liant hvdrocarboné d'appoint, au moins partiel. Selon un mode de réalisation avantageux, on injecte ledit liquide carboné chaud, chargé des dites poussières, dans le charbon après le point de sortie de séparation d'avec le gaz caloporteur ayant servi d'agent effluent gazeux de transport Il est avantageux que le liquide carboné sot très mobile et très mouillant pour les poussières. A cet effet il sera avantageusement choisi dans le groupe constitué par les hvdrocarbures plus ou moins liquides à température ambian- que teEs/que Se fuel lourd, les bitumes pétroliers. De cette façon on obtiendra un mélange pompable permettant son incor poration au charbon préchauff-é, comme indiqué précédemment. Le but de l'invention est également atteint par une installation de séchage et/ou préchauffage de charbon à cokéfier comportant - une enceinte de séchage et/ou préchauffage par échange thermique en régime d'entraînement et/ ou fluidisation se continuant par une canalisation de transport pneumatique. - un dispositif d'introduction dans ladite encein te du charbon à y sécher et/ ou préchauffer. - des moyens d'introduction dans ladite enceinte d'un gaz caloporteur à débit sensiblement constant servant éga lement de fluide gazeux dlentrainement et/ou fluidisation du charbon à sécher et/ou prXchauffer et d'entraînement du char bon séché et/ou préchauffé dans la canalisation de transport pneumatique. - un dispositif séparateur charbon/gaz dans le quel débouche ladite canalisation de transport pneumatique, - un dépoussiéreur à sec des fumées évacuées et/ ou recyclées dans le circuit de gaz caloporteur permettant de capter les poussières entraînées. - un moyen d'introduction de liant hydrocarboné liquide dans le charbon à l'une des étapes du traitement, grâce au fait qu'elle comprend un dispositif de piégeage en liquide carboné des poussières captées par le dé poussiéreur. Il est avantageux que les moyens d'introduction du liant hydrocarboné liquide dans le charbon débouchent en a val du point de sortie du charbon du dispositif séparateur charbon/gaz, de préférence dans une vis mélangeuse de trans port, telle qu'il est connu en soi. I1 est également avantageux que l'installation comporte, outre ce moyen d'introduction du liant hydrocarboné liquide dans le charbon, un moyen contigu classique d'introduction directe de liant hydrocarboné et/ou liquide carboné, D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, qui sera donnée ci-après uniquement à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention. -On se reportera, à cet effet, aux dessins annexés, dans ~ lesquels la figure 1 est un schéma simplifié d'une instar lation conforme à l'invention, la figure 2 est un schéma de détail de la partie essentielle de l'invention, Une installation de préchauffage de charbon comporte un sécheur-broyeur préchauffeur désigné dans soue ensemble par 10. Celui-ci comprend une conduite 11 verticale d'entraIne- ment ascendant du charbon par des fumées chaudes, un transporteur à vis 12 amenant le charbon d'une trémie 13 à la conduite 11 en un point situé au-dessus d'un venturi 14 prévu dans la partie inférieure de la conduite 11. Au-dessus de la conduite 11 est disposée une en-- ceinte de fluidisation 15 dans la partie inférieure de laquelle débouche ladite conduite 11, en dessous d'un broyeur rotatif à percussion 16. Au sommet de l'enceinte 15 prend naissance une conduite 17 d'entraînement du charbon préchauffé et broyé dans l'enceinte 15. La conduite 17 permet d'entraîner ce charbon vers une batterie de cyclones 18 comportant deux étages, cyclone primaire et cyclones secondaires, à la pointe desquels on récupère ce charbon sur un transporteur a vis 19 vers une trémie de stockage en vue de son enfournement ultérieur dans un four à Cc- ke. Au vortex des cyclones 18, on récupère les fumées dans une conduite 21 de recyclage au moyen d'un ventilateur 22. L'installation comporte une chambre de combustion 20 débouchant à la base de la conduite ascendante 11. Cette chambre de combustion est alimentée par un double brûleur 30 en tous points semblable à celui qui est décrit dans le brevet français 77 01871 (publication nO 2 378 081 ), c'est-à-dire qu'il comprend un brailleur 31, appelé bradeur principal,en fonce tionnement normal pour le préchauffage du charbon, l'autre 36, appelé brûleur d'appoint,pour la mise en attente de l'installation en cas d'interruption de l'alimentation en charbon par le transporteur 12.Chaque brûleur est pourvu de moyens de régulation de l'air comburant pour que la combustion soit sensiblement neutre et comporte en outre des moyens de régulation du combustible asservi à des mesures de température dans l'encein- te de fluidisation. Un ventilateur 22 recycle par des gaines 23 une partie des fumées prélevées en 21 en quantité régulée telle que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue constante dans l'enceinte de fluidisation 15. L'installation comporte encore un dépoussiéreur à sec 24 sur la conduite 21, avant rejet à l'atmosphère. On a décrit jusqu'ici l'essentiel de ce qui est connu par les procédés et dispositifs connus, les dispositifs annexes de commande et régulation représentés dans la moitié gauche de la figure et non rappelés ci-dessus étant également connus en soi, par exemple par la demande de brevet francais publiée nO 2 378 081, sans qu'il soit plus besoin de les décrire à nouveau, Conformément à l'invention, les poussières captées dans le dépoussiéreur à sec sont envoyées dans le transporteur à vis à travers un dispositif de piégeage en liquide carboné, simplement figuré par le rectangle 60 à la figure 1, mais représenté schématiquement dans sa totalité à la figure 2. Au point de décharge du dépoussiéreur à sec 24 est prévue une vis d'Archimède 62 approvisionnant un dispositif de malaxage et d'homogénéisation 63 de capacité suffisante alimenté en produit hydrocarboné liquide et chaud par une conduite 64. Le mélange est mis en circulation fermée dans la conduite 64 au moyen d'une pompe 67. L'appoint de liquide pur se fait par une conduite 68 dans le dispositif 63. Une fraction de mélange, correspondant à la production de suies associée à la quantité de liquide suffisante pour la manutention et nécessaire pour le procédé, est prélevée du circuit de circulation fermée et amenée par une conduite 70 vers le point d'utilisation. Dans l'exemple décrit, le point d'utilisation est le convoyeur à vis 19 précité. I1 est avantageux de prévoir un point supplémentaire d'introduction du liquide carboné en 74 sur la vis mélangeuse 13. L'ensemble des conduites est réchauffé au moyen de vapeur, les conduites peuvent être balayées à la vapeur pour être purgées et il est avantageux d'asservir la pro portion du mélange liquide suies au débit de charbon préchauf- fé, comme il est connu en soi pour l'appoint de liant hydrocar-- boné à un charbon préchauffé. On voit que l'invention permet de récupérer sans humidification à l'eau les suies récupérées dans un dé'- poussiéreur à sec, de manipuler les suies sans danger et sans pollution et de les transporter en un point d'utilisation à une hauteur compatible avec la pression de refoulement de la pompe. Dans le cas de l'enfournement préchauffe sous forme de fines, l'invention permet en outre de recycler les suies de dépoussiérage à sec dans la pâte à coke préchauffée avec le fuel qui, par ailleurs utilisé seul, aurait permis de limiter les envols lors de l'enfournement et de limiter les envols lors de l'enfournement avec le mélange fuel-suies. A titre d'exemple, pour une installation permettant de préchauffer 65 t/h de charbon sec, il est produit à l'électrofiltre 100 à 200 kg/h de suies. On rajoutera au total environ 0,8% en poids de fuel lourd nO 2 chauffé à 1500C (pourcentage rapporté à la quantité totale de charbon préchauffé). Une fraction du fuel à raison de 400 kg/h environ est pulvérisée à la vapeur dans le mélangeur , Le reste, soit 150 kg/h environ est pulvérisé pur sur le charbon préchauffé dans la vis mélangeuse. Dans le cas de l'enfournement préchauffé de fines de charbon compactées soit par bouletage, soit par pilon nage, l'invention permet en outre de recycler les suies dans la pâte à coke préchauffée avec un bitume pétrolier, qui par ailleurs, utilisé seul, aurait permis d'apporter à la pâte à coke préchauffée la cohésion nécessaire pour former soit des boulets, soit un pain pilonné à partir de charbon sec et chaud et de préparer soit des boulets, soit un pain pilonné après avoir ajouté dans la vis mélangeuse la quantité totale de liant nécessaire dont tout ou partie aura servi à manipuler les suies. A titre d'exemple, pour une installation permettant de préchauffer 65 t/h de charbon sec, il est produit à l'électrofiître 100 à 200 kg/h de suies, On rajoute par exemple au total 6 % en poids d'un bitume pétrolier chauffé à 1500C (pourcentage rapporté à la quantité totale de charbon préchauffé). Une-fraction du bitume par exemple 650 kg ( ou moins ) est pulvérisé à la vapeur dans le mélangeur. Le reste, soit 3 250 kg/h est ajouté sur la vis mélangeuse au charbon préchauffé. On obtient ainsi un mélange charbon-liant apte soit au bouletage, soit au pilonnage en ayant recyclé les suies du dépoussiéreur à sec. L'invention a été décrite en regard d'une installation de séchage et/ou préchauffage par fluidisation. Elle s'applique tout aussi bien a une installation de séchage et/ou préchauffage par entraînement à co-courant par des fumées chaudes. REVENDICATIONS l.Procédé de traitement préalable de charbon à cokéfier, dans lequel on introduit ce charbon dans une enceinte d'entrat- nement et/ou fluidisation,au moyen d'un gaz caloporteur servant également d'agent effluent de transport pneumatique du mélange hors de l'enceinte et dont on sépare les produits solides ainsi transportés, après quoi on dépoussière à sec ledit gaz caloporteur ayant servi d'agent effluent gazeux de transport et on récupère les poussières captées par dépoussiérage à sec, procédé dans lequel on injecte à 11 état liquide un liant hydrocarboné d'appoint dans le charbon à l'une des étapes du traitement, caractérisé en ce qu'on piège lesdites poussières dans un liquide carboné chaud et on utilise ledit liquide carboné chaud chargé des dites poussières comme liant hydrocarboné d'appoint, au moins partiel. 2. Procédé selon la revendication 1, caracteri- sé en ce qu'on injecte ledit liquide carboné chaud, chargé desdites poussières, dans le charbon après le point de sortie de séparation d'avec le gaz caloporteur ayant servi d'agent effluent gazeux de transport. 3, Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le -liquide carboné est du groupe constitué par les hydrocarbures liquides, température ambiante ou après pré cnauffage, tel que le fuel lourd, les bitumes pétroliers. 4. Installation de séchage et/ou préchauffage de charbon à cokéfier comportant - une enceinte de séchage et/ou préchauffage par échange thermique en régime d'entraînement et/ou fluidisation se continuant par une canalisation de transport pneumatique - un dispositif d'introduction dans ladite enceinte du charbon à y sécher et/ou préchauffer - des moyens d'introduction dans ladite enceinte d'un gaz caloporteur à débit sensiblement constant servant e galement de fluide gazeux d'entraînement ettou fluidisation du charbon à sécher etZou préchauffage et d'entraînement du charbon séché et/ou préchauffé dans la canalisation de transport pneumatique, - un dispositif séparateur charbon/gaz dans len quel débouche ladite canalisation de transport pneumatique - un dépoussiéreur à sec des fumées évacuées et/ ou recyclées dans le circuit de gaz caloporteur permettant de capter les poussières entraînées - un moyen d'introduction de liant hydrocarboné liquide dans le charbon à l'une des étapes du traitement, caractérisé en ce qu'elle comprend un dispositif de piégeage en liquide carboné des poussières captées par le dépoussiéreur 5.Installation selon la revendication 4, caraco térisé en ce qu'elle comprend des moyens de reprise du mélange ge liquide carboné + poussières et d'injection de ce mélange dans le circuit du moyen d'introduction du liant hydrocarboné à l'une des étapes de traitement. 6. Installation selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens d'introduction du liant hydrocarboné liquide dans le charbon débouchent en aval du point de sortie du charbon du dispositif séparateur charbon/gaz 7. Installation selon la revendication 6, comportant, à la sortie de charbon du dispositif séparateur charbon/ gaz, une vis mélangeuse de transport, caractérisée en ce que les moyens d'introduction du liant hydrocarboné débout chent dans ladite vis mélangeuse. 8. Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'elle comporte une pompe de recirculation et une canalisation de recirculation du contenu du dispositif de piégeage. 9. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte, outre le premier moyen d'introduction du liant hydrocarboné liquide dans le charbon, un second moyen contigu d'introduction directe de liant hydrocarboné et/ou liquide carboné.