Brevet FR2464984A1 — publié le 19810320

L'invention concerne un procédé de traitement par séchage et/ou préchauffage de charbon à cokefier par entraî- nement et/ou fluidisation dans une enceinte au moyen d'un gaz caloporteur servant également à transporter pneumatiquement le charbon hors de l'enceinte à travers une conduite qui l'amène à un poste de chargement à travers un dispositif séparateur, procédé dans lequel un liant hydrocarboné est injecté à l'état liquide dans le charbon en cours de traitement, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre du procédé. On a déjà proposé, par le brevet français N0 1265397 d'augmenter la qualité du coke sidérurgique obtenu à partir d'un charbon séché en ajoutant au charbon, avant ou a- près son séchage, un liant hydrocarboné, constitué par un brai de houille, un brai artificiel ou un bitume, ou encore un ex- trait ou résidu d'extraction, ledit liant hydrocarboné étant a- jouté de façon qu'il prenne une consistance pateuse 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. Plus récemment, on a proposé, dans la demande de brevet français publiée 2 326 464, d'ajouter le liant hydro- carboné par arrosage et/ou malaxage du charbon, le liant étant préalablement fondu ou mis en émulsion aqueuse. On a également proposé, par le brevet français 2 306 252 d'ajouter le liant hydrocarboné dans l'un des trans- porteurs du charbon déjà préchauffé et ce juste avant son en- fournement pour réduire les envols de poussières lors du char- gement dans le four à coke. Mais, dans le cas d'un procédé de préchauffa- ge du type décrit au début, tous ces procédés connus présentent des inconvénients. En effet, si on introduit le liant dans le charbon froid, et donc avant son introduction dans le sécheUr et/ou préchauffeur, les grainsde charbon plus ou moins impré- gnés du liant hydrocarbonés se trouvent brutalement soumis à la température élevée des fumées de séchage et/ou préchauffage qui sont parfois à 600 ou 800'C. Ce choc thermique a pour effet de vaporiser une partie du liant hydrocarboné qui passe donc en phase vapeur non arrêtée par les électrofiltres et fait perdre de l'efficacité du procédé contre les envols. En outre, le de- mandeur a pu constater qu'il se forme dans le sécheur et/ou préchauffeur d'importants dépôts, au point d'arrêter l'instal- lation si celle-ci est du type à broyeur interne. Quant au procédé d'introduction de liant hy- drocarboné dans l'un des transporteurs du charbon déjà séché et/ ou préchauffé, il fait perdre l'avantage des procédés pré- cédents,d'amélioration du rendement de captation des cyclones de séparation. Le but de l'invention est de proposer un nou- veau procédé et une nouvelle installation qui évitent les in- convénients précédents, c'est-à-dire qui permettent à la fois une amélioration de la qualité du coke, une réduction des en- vols lors du chargement, un bon rendement des cyclones de dé- poussiérage et donc la réduction de leur encombrement. Un autre but de l'invention est de permettre la réduction de la consommation de liant hydrocarboné chaque fois que la qualité du charbon à enfourner le permettra. C'est- à-dire qu'on devra pouvoir réduire la consommation de liant hydrocarboné à la quantité strictement nécessaire à la fois à un bon rendement des cyclones séparateurs suivant le sécheur et/ou préchauffeur par entraînement et/ou fluidisation et con- sécutivement à la réduction ou à la suppression des envols de poussières lors du chargement dans le four, Ces buts sont atteints, selon l'invention, dans un procédé du type décrit au début, grâce au fait qu'on injecte le liant hydrocarboné dans la zone de transport pneu- matique du charbon de l'enceinte au dispositif séparateur_ Selon une caractéristique avantageuse, le le liant hydrocarboné est un produit fondu tel que brai ou bi- tume de point de ramollissement, déterminé selon la norme fran- çaise NF - T 66 008, compris entre 30 et 1000C environ,fondu, de préférence, à une température comprise entre 150 et 2600C. Selon une variante, également avantageuse, le liant hydrocarboné est à l'état d'émulsion aqueuse liquide de bitume contenant 40 à 60 % environ de bitume du type de cel- les qui sont connues pour l'enrobage à froid de matériaux,tels que granulats routiers. Les buts de l'invention sont également at- teints dans 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 fluidisa- tion se continuant par une canalisation de transport pneumati- que, - un dispositif d'introduction dans ladite en- ceinte du charbon à y sécher et/ou préchauffer, - des moyens d'introduction dans ladite encein- te d'un gaz caloporteur à débit sensiblement constant servant également de fluide gazeux d'entraînement et/ou fluidisation du charbon à sécher et d'entraînement du charbon séché et/ou pré- chauffé dans la canalisation de transport pneumatique, - un dispositif séparateur charbon/gaz dans le- quel débouche ladite canalisation de transport pneumatique, par le fait que, pour la mise en oeuvre du procédé,- elle comporte, en outre, un dispositif d'introduc- tion de liant hydrocarboné débouchant dans ladite canalisation de transport pneumatique. Il est avantageux que le dispositif d'intro- duction de liant hydrocarboné soit un dispositif à débit régla- ble. Si le dispositif d'introduction du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou préchauffage par entraînement et/ou fluidisation est à débit connu et/ou réglable, il est conforme à l'invention que le débit du dispositif d'introduc- tion de liant hydrocarboné soit asservi au débit du dispositif d'introduction du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou pré- chauffage, que le dispositif d'introduction du liant hydrocar- boné soit un dispositif d'introduction du liant à l'état fondu ou à l'état d'émulsion liquide et que ce dispositif soit un dis- positif à pulvérisation. D'autres caractéristiques et avantages res- sortiront de la description qui sera donnée ci-après, unique- ment à titre d'exemple, d'un m od e de réalisation de l'inven- tion. On se reportera à cet effet à la figure unique annexée qui représente le schéma d'une installation selon l'invention. Dans son ensemble, l'invention est décrite dans son application à une installation du même domaine tech- nique que celui de la demande publiée FR 2 378 081. Une installation de traitement préalable de charbon à cokéfier comprend un broyeur-préchauffeur 1 de brcya- ge et préchauffage en lit fluidisé. Ce broyeur-préchauffeur 1 comprend une enceinte de fluidisation 2 à l'intérieur de la- quelle tourne un broyeur à marteaux 3. Le gaz de fluidisation et de chauffage pour la fluidisation et le préchauffage du charbon est produit dans une chambre de combustion 4 par com- bustion de gaz amené à son brûleur 5 par une canalisation 6 avec de l'air pulsé par un ventilateur 7. En outre, les fu- mées provenant du traitement préalable du charbon sont recy- clées dans la chambre de combustion par un ventilateur 8. Les gaz chauds provenant de la chambre de combustion4 sont amenés à travers un venturi 10 à une canalisation verticale 9 de transport pneumatique et de préséchage, dans laquelle débouche, d'unevis transporteuse 11, le charbon stocké dans une trémie 12 o il a été amené par un transporteur 13 de reprise sur parc 14. La canalisation verticale 9 débouche, comme il est connu en soi, dans l'enceinte 2 de fluidisation et de broyage et pré- chauffage. Du sommet de l'enceinte 2 part une conduite 15 de transport pneumatique du charbon broyé et préchauffé par le gaz de fluidisation agissant à nouveau comme vecteur gazeux de transport. La conduite 15 amène le gaz vecteur et le char- bon transporté à une batterie de cyclone 16 au vortex 17 du dernier ou du dernier groupe desquels est raccordée une cana- lisation 18 servant à collecter les gaz qui sont ensuite ré- partis en une conduite d'extraction 19 et une conduite de re- cyclage 20 par le ventilateur 8. Aux pointes 21 des cyclones 16, on recueille le charbon préchauffé prêt à être enfourné dans un- four à coke, ce pour quoi il est amené par'un ensemble transporteur 22 à une trémie à charbon chaud 23. Selon les procédés précédemment rappelés, il est connu d'introduire 0,5 à 3% en poids de liant hydrocarbo- né, tel que du goudron de houille dans l'ensemble transpor- teur 22, en E par exemple. Mais, si cela réduit bien les en- vols de poussières à l'enfournement, cela n'empêche pas l'en- traînement d'une trop grande quantité de poussières dans les gaz recueillis au vortex du dernier cyclone ou dernier groupe de cyclones, d'o perte de charbon par entraînement ou par dé- gradation dans la chambre de combustion 4. Il est également connu d'introduire 5 à 10% de liant hydrocarboné fondu dans le charbon froid, soit stocké sur parc 14, en A par exemple, soit dans un appareil malaxeur, tel que le transporteur à vis 11, c'est-à-dire en B. On a montré au début de la présente deman- de tous les inconvénients de ces procédés connus. Selon l'invention, on injecte un liant hydro- carboné fondu ou en émulsion liquide du type pour enrobage à froid dans la conduite 15 de transport pneumatique, par exem- ple en un ou plusieurs points D, au moyen d'une buse ou plu- sieurs buses de pulvérisation alimentées par la conduite d'a- menée 24, dont le débit est réglable au moyen d'une vanne 25. Le débit réglable est asservi par un circuit 30 à la vitesse de rotation, et donc au débit en charbon, de la vis transpor- teuse 11 d'introduction du charbon dans la canalisation 9, c'est-à-dire dans l'enceinte 2, de telle sorte que le pour- centage massique de liant introduit par rapport au charbon traité soit de 0,5 à 3 %, et de préférence 1%. Avec un bitume de point de ramolissement com- pris entre 30 et 10O0C fondu entre 150 et 2600C, sans toute- fois atteindre sa température de dégradation, et avec une émul- sion aqueuse de bitume, du type pour enrobage de granulats rou- tiers, pompable et pulvérisable à température ambiante, utili- sée à la température ambiante, le demandeur a obtenu une marche parfaitement stable de l'installation avec un taux de poussiè- res dans les fumées, prélevées à la sortie 28 d'un laveur humi- de 27 disposé sur la conduite d'extraction 19, de l'o drefde 0,15 g/m3N de fumées sèches. Ce résultat est à comparer à celui d'environ 1,0 g/m3N de fumées sèches au'on obtient sans intro- duction de liant. Ce résultat est totalement surprenant, si on le compare à celui résultant de l'introduction de 6% usuels de bitume introduit sur parc (point A)et si on se réfère à la mar- che instable du sécheur et/ou préchauffeur en cas d'introduc- tion du liant hydrocarboné en B. On pourrait songer à introduire le liant hydro- carboné dans l'enceinte elle-même, par exemple en C. Mais le demandeur a constaté que, si le liant est introduit dans la zon- ne d'action du broyeur, c'est-à-dire dans la zone o des grains insuffisamment broyes retombent dans l'enceinte, on obtient un fonctionnement instable lié à l'encrassement du mobile de broya- ge et des parois. On pourrait cependant rester conforme aux le- çons de l'invention en introduisant le liant à partir d'un point C' de l'enceinte o le charbon suffisamment broyé a pris un ré- gime d'entraînement dans le flux gazeux se dirigeant vers la conduite 15 d'entraînement. Mais la détermination du début de la zone d'entraînement dépend de trop de paramètres pour qu'on retienne un point C' d'introduction, à moins que ce point C' soit si près de la zone de raccord entre l'enceinte et la con- duite 15 d'entraînement que le fluide gazeux y ait déjà pris un régime d'entraînement et que cette zone de raccord soit dé- jà dans la zone de transport pneumatique au point de constituer, en quelque sorte, le début de la canalisation de transport pneu- matique. L'invention a été décrite en regard d'une ins- tallation de séchage et/ou préchauffage par fluidisation, Elle s'applique tout aussi bien à une installation de séchage et/ou préchauffage par entraînement à co-courant par des fumées chau- des. REVENDICATIONS 1 / Procédé de traitement préalable de char- bon à cokéfier par entraînement et/ou fluidisation dans une en- ceinte au moyen d'un gaz caloporteur servant également à trans- porter pneumatiquement le charbon hors de l'enceinte à travers une conduite qui l'amène à un poste de chargement à travers un dispositif séparateur, procédé dans lequel un liant hydrocar- boné est injecté à l'état liquide dans le charbon en cours de traitement, caractérisé en ce qu'on injecte ledit liant hydro- carboné dans la zone de transport pneumatique du charbon de l'enceinte au dispositif séparateur. 2 / Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'on asservit le débit de liant hydrocarboné au débit de charbon introduit dans l'enceinte d'entraîi nement et/ ou fluidisation. 3 /Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que le liant hydrocarboné est un produit fondu tel que brai ou bitume de point de ramollissement compris entre 30 et 100 environ. 4 / Procédé selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le produitfondu est injecté à une température comprise entre 150 et 260 C environ. / Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le liant hydrocarboné est une émulsion aqueuse liquide de bitume. 6 / Procédé selon la revendication2, caracté- risé en ce que le liant hydrocarboné est ajouté au charbon dans le rapport massique de 0,5 à 3%. 7 / Procédé selon la revendication 6, caracté- risé en ce que ledit rapport massique est de l'ordre de 1% de bitume. 8 / Installation de séchage et/ou préchauffage de charbon à cokéfier comportant: - une enceinte (2) de séchage et/ou préchauffage par échange thermique en régime d'entraînement et/ou fluidisation se conti- nuant par une canalisation de transport pneumatique (15), - un dispositif d'introduction (11) dans ladite enceinte (2) du charbon à y sécher et/ou préchauffer, - des moyens d'introduction (9) dans ladite enceinte (2) d'un gaz caloporteur à débit sensiblement constant servant égale- ment de fluide gazeux d'entraînement et/ou fluidisation du hb PtCu/prècdafferd b h / charbon à se ere ntanmn du charbon séché et/ou préchauffé dans la canalisation de transport pneumatique (15), - un dispositif séparateur charbon/gaz (16) dans lequel dé- bouche ladite canalisation de transport pneumatique (15), caractérisé en ce que, pour la mise en oeuvre du procédé se- lon la revendication 1, elle comporte, en outre, un disposi- tif d'introduction(24,25) de liant hydrocarboné dans ladite cana- lisation de transport pneumatique, / Installation selon la revendication 8, ca- ractérisée en ce que le dispositif d'introduction de liant hydrocarboné est un dispositif (25) à débit réglable, / Installation selon la revendication 8, dont le dispositif d'introduction du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou préchauffage par entrai nement et/ou flui- disation est à débit connu et/ou réglable, caractérisée en ce que le débit du dispositif d'introduction (24, 25) de liant hydrocarboné est asservi au débit du dispositif d'introduc- tion (11) du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou pré- chauffage (2), / Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'introduction (24, 25) du liant hydrocarboné est un dispositif d'introduction du liant à l'état fondu ou à l'état d'émulsion liquide, / Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif d'introduction du liant (24, 25) à l'état fondu est un dispositif à pulvérisation.