Brevet FR2485029A1 — publié le 19811224

La présente invention concerne des tours d'ex- tinction de coke, notamment une tour d'extinction capable d'en- lever des gaz provenant de l'extinction du coke la matière particulaire, les gouttes de liquide et les vapeurs hydrosolu- bles. Pour fabriquer du coke, du charbon est soumis à l'action d'une température élevée dans des fours à coke pen- dant des périodes prolongées durant par exemple 16 à 17 heures. Le coke chaud résultant est ensuite éteint pour en diminuer rapidement la température. Cela s'effectue de façon typique en transportant le coke dans une tour d'extinction dans la- quelle de l'eau est pulvérisée directement sur le coke chaud et le refroidit d'environ 1 0930C à 820C. La chaleur émanant du coke est transmise à l'eau dont une partie s'évapore et est déchargée sous forme de vapeur par le sommet de la tour. Les vapeurs déchargées contiennent de la matière particulaire et des gaz inopportuns qui contribuent à la pollution de l'air. La tour d'extinction typique contient simplement des rangées de chicanes en bois disposées, en étant décalées les unes par rapport aux autres, au sommet de la tour pour collecter les gouttelettes d'eau et les particules par un impact par iner- tie contre les chicanes. Si de tels agencements servent bien à éliminer certains des constituants inopportuns des gaz dé- chargés de la tour d'extinction de coke, ils.ne sont pas entiè- rement satisfaisants et peuvent ne pas satisfaire des nor- mes plus contraignantes concernant la lutte contre la pollu- tion de l'air. Un procédé proposé pour combattre de telles matières polluantes consiste à utiliser des dispositifs clas- siques de lavage et d'épuration de gaz tels qu'ils sont actuel- lement à la disposition des services généraux d'autres indus- tries. Cependant, de tels dispositifs classiques exigent des épurateurs à très grande chute-de pression comportant des venturis, des ventilateurs à grande puissance ou un autre équipement onéreux qui est difficile à installer et à entre- tenir. De tels épurateurs risquent d'empêcher la tour d'ex- tinction de coke de fonctionner d'après le principe du tirage naturel, comme la plupart des tours le font maintenant, et ils seraient donc excessivement onéreux. La présente invention vise en conséquence à proposer, pour l'épuration des gaz dans une tour d'extinction de coke, un procédé qui est relativement simple et peu onéreux. La présente invention vise également à proposer un procédé perfectionné d'épuration de gaz dans une tour d'ex- tinction de coke, procédé pouvant fonctionner à l'aide du ti- rage naturel de la tour. La présente invention vise en outre à proposer un dispositif perfectionné d'épuration de gaz pour une tour d'extinction de coke. Selon un aspect de la présente invention, on effectue l'extinction du coke et l'épuration des gaz résultants en envoyant le coke chaud dans une tour d'extinction à sommet ouvert. L'enveloppe de la tour peut être de type classique. De l'eau est envoyée par le haut pour venir au contact du cokeX et la matière particulaire et les vapeurs hydrosolubles des gaz produits par le contact de l'eau avec le coke chaud sont enlevés par le passage des gaz et de l'eau, avant ce contact avec le coke chaud, à contre-courant à travers au moins une couche d'un corps formé de feuilles ondulées destinées à assu- rer le contact liquide/gaz. Dans chacune des feuilles du corps de contact, toutes les ondulations sont inclinées par rapport à l'horizontale,iet chacune des ondulations s'étend en continu,selon des lignes sensiblement droites, d'un bord à l'autre des feuilles. Les feuilles sont disposées en alter- nance de façon que les ondulations de deux feuilles croisent celles de la feuille intercalée. Les gaz lavés provenant de la couche de corps de contact passent ensuite par une structure d'élimination des brouillardspour en enlever toutes. les gout- telettes d'eau qui y restaient éventuellement encore. Les buts, caractéristiques et avantages préci- tés de l'invention, ainsi que d'autres encore, apparaîtront à l'examen de la description détaillée suivante d'un exemple illustratif de mise en oeuvre de l'invention, faite en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une.coupe verticale sché- matique d'une tour d'extinction de coke construite selon la présente invention; et la figure 2 est une coupe, légèrement agrandie, selon la ligne 2-2 de la figure 1. En examinant plus en détail le dessin et, tout d'abord la figure 1, on voit une tour 10 d'extinction de coke, permettant la mise en oeuvre du procédé de la présente inven- tion. L'enveloppe de la tour est d'un modèle classique, comme ceux actuellement en service dans l'industrie. En fait, le procédé de la présente invention est destiné à servir à réa- dapter des tours existantes mais,bien entendu, il peut tout aussi bien servir dans des tours nouvellement installées. La tour d'extinction de coke est typiquement une haute structure en bois capable de provoquer un tirage naturel. La structure comporte une ouverture inférieure 12 et une extrémité supérieure ouverte 14. L'ouverture 12 permet à un wagonnet 16 de chemin de fer, ou à un véhicule analogue, contenant le coke chaud 18 à éteindre, d'accéder à l'intérieur de la tour. Le dispositif d'épuration 20 selon la présente invention est logé à l'extrémité supérieure de la tour. Le dispositif constitue en un premier étage 22 qui, dans cette forme de réalisation de l'invention, consiste en une épaisseur de 60 cm d'une matière formant corps de contact liquide/gaz. Dans la forme actuellement préférée de réalisation de l'inven- tion, l'étage 22 consiste en deux couches séparées, 24, 26 d'une mnatière de garnissage comme, par exemple, la matière de garnissage de tour "PLASdek" vendue par The Munters Corporation. Cette matière est formée de feuilles ondulées d'une matière thermoplastique capable de résister aux températures élevées, comme"Noryl EN-265", les ondulations de chaque feuille étant toutes inclinées sur l'horizontale et s'étendant toutes con- tinuellement, selon des lignes sensiblement droites, d'un bord à l'autre de chaque feuille. Les ondulations de deux feuilles croisent celles de la feuille intercalée entre elles de façon à former des canaux entrecroisés. Les feuilles de la couche 24 sont disposées perpendiculairement à celles de la couche 26 de façon à assurer un trajet plus sinueux pour l'écoulement des gaz s'élevant du coke chaud contenu dans le wagonnet 16, afin de permettre au sein du corps de contact un meilleur enlè- vement de la matière particulaire par l'écoulement à contre- courant de l'eau et du gaz. Les couches 24, 26 de corps de contact consistent en de longs tronçons rectangulaires, ayant par exemple 30 cm x 30 cm x 1,8 m, de la matière de garnissage, supportés par un réseau de poutres en I 28 en une matière plas- tique à armature de fibres de verre, et en des conduits per- pendiculaires 30 supportés de toute façon commode dans la tour. Le corps de contact est alimenté en eau par un circuit 31 d'alimentation en eau. Ce circuit consiste en plusieurs tubes,-en une matière plastique ou analogue, sur lesquels sont fixées des buses 32 de pulvérisation. Ces buses peuvent être du type classiqque"Munters 1-C Cerami-Spray" disponibles dans le commerce et-peuvent être espacées de 0,9 m d'un centre-à l'autre. Dans un exemple illustrant la mise en oeuvre de l'invention, le débit de l'eau est de 272,5 1 par minute et par buse à une pression manomètrique de buse de 37,9 kPa. Avec cette disposition des buses et cette pression d'alimentation en eau, la couche 22 de corps de contact est mouillée par un débit total d'eau de 326 1 par minute et m soit 19,5 tonnes d'eau par m et heure. On trouve alors que la chute de pression absolue lors de la traversée de cette zone de la tour est de l'ordre de 3,8 mm d'eau, soit environ 37,3-Pa. L'eau est projetée en pulvérisation par les buses 32 sur la surface supérieure de la couche 22 de corps de contact et elle s'écoule le long des surfaces des feuilles ondulées des corps de contact en suivant des circuits sinueux, à contracourant des gaz s'élevant du coke chaud. En heurtant le coke, une partie de l'eau s'évapore et de la matière par- ticulaire s'élève avec les gaz chargés d'eau pour parvenir dans l'étage ou couche 22 de corps de contact. Dans cette couche 22, il se produit un échange de chaleur entre le liquide et les gaz, ce qui provoque l'échauffement de l'eau et le refroidissement des gaz. En plus de cet échange de chaleur, il se pro- duit également un transfert de masse du fait que l'eau en s'écoulant vers le bas dans sa traversée du corps de contact capture de la matière particulaire des gaz ainsi que des va- peurs hydrosolubles contenues dans les gaz ascendants. En outre, un peu de matière particulaire est retenue dans l'eau sous l'effet des impacts par inertie. Il a été trouvé qu'un étage 22,du type décrit ci-dessus, de garnissage d'une tour d'extinction de coke enlève la quasi-totalité des vapeurs hydrosolubles présentes dans des gaz s'élevant du coke chaud, et qu'il enlève en outre 99 % de la totalité de la matière formée de particules ayant au moins 6 microns. Un second étage 40 d'épuration est situé dans la tour au-dessus du circuit 31 d'alimentation en eau. Cet étage sert à enlever et à éliminer de ce qui va sortir de la tour les gouttelettes d'eau et/ou la vapeur d'eau condensée s'élevant du corps de contact. Cet étage ou cette couche con- siste en une structure classique pour l'élimination d'un brouillard, comme ce qui est vendu par The Munters Corporation sous le nom de "Mist Eliminator Series T-271". Ces élimina- teurs sont réalisés en de la matière thermoplastique "Noryl EN-265" et ils consistent en une série de panneaux latérale- ment espacés et incurvés en forme de chevron comme représenté sur la figure 1, et qui ont eux-mêmes des surfaces du type ondulé. Le support de ces panneaux d'élimination des brouil- lards est un réseau en matière plastique à armature de fibres de verreformé de poutres en I et de canaux, semblable à celui utilisé pour soutenir la couche ou l'étage 22 de corps-de con- tact. De préférence, le dispositif comporte un ensem- ble, destiné à servir avec l'étage 40 et à rejeter une pulvé- risation d'eau sur la partie inférieure des panneaux d'élimi- nation du brouillard. Ce dispositif consiste en plusieurs buses automatiques 42 du circuit 31 d'alimentation en eau, qui peu- vent être sélectivement actionnées pourprojeter de temps à autre une pulvérisation d'eau sur la partie inférieure des panneaux d'élimination du brouillard afin d'enlever par lavage la matière particulaire éventuellement retenue sur ces pan- neaux. Cet agencement empêche toute accumulation de matières solides à la partie inférieure des panneaux d'élimination du brouillard. Il a été trouvé que la chute absolue de pression lors de la traversée de l'étage d'élimination du brouillard, dans une tour de refroidissement construite selon la présente invention, correspond à 2,5 mm d'eau, soit 24,9 Pa, de sorte que la chute totale de pression dans la tour n'est que de l'ordre de 6,25 mm d'eau soit 62,2 Pa environ. Ainsi, avec le dis- - positif de la présente invention, la tour de refroidissement peut fonctionner sous l'effet du tirage naturel de la tour quoi que l'on puisse utiliser, si on le désire, un ou plusieurs ventilateurs pour faire circuler l'air dans la tour. Dans la tour de refroidissement selon la pré- sente invention, l'eau utilisée pour l'épuration de lavage exercera un effet supplémentaire de refroidissement sur les vapeurs s'élevant du coke chaud et elle condensera de la vapeur d'eau supplémentaire, ce qui diminue la pluie de condensation qui se forme souvent dans de telles tours après la sortie des vapeurs par le sommet 14. De plus, le gaz est très fortement débarassé de la matière particulaire et des gaz hydrosolubles. Cela est réalisé de manière peu onéreuse à l'aide de l'effet naturel de tirage de la tour. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'in- vention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'extinction du coke et l'épu- ration des gaz résultant, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à placer une charge de coke chaud dans tour fermée à sommet ouvert, à envoyer d'en haut vers ce coke de l'eau passant à travers au moins une couche d'un corps de contact liquide/gaz formé de feuilles ondulées disposées de façon que les ondulations d'une feuille croisent celles de chaque feuille adjacente, à faire passer par ce corps de contact, à contre- courant de cette eau, des gaz provenant de l'extinction du coke pour enlever de ces gaz, dans le corps de contact,..la matière particulaire, les gouttes de liquide et les vapeurs hydrosolubles, et à faire ensuite passer. ces gaz par une struc- ture d'élimination des brouillards afin d'enlever les goutte- lettes d'eau de ces gaz. 2. Procédé pour éteindre du coke et épurer les gaz qui en résultent, caractérisé en ce.qu'il comporte les éta- pes consistant à placer une charge de-coke chaud dans une tour d'extinction à sommet ouvert, à envoyer par-le haut de l'eau destinée à venir au contact du coke et à enlever la matière particulaire et les vapeurs hydrôsolubles des gaz provenant - du contact de l'eau avec le coke chaud, en faisant passer l'eau, avant son contact avec le coke chaud,à contre-courant des gaz par au moins une couche d' un corps de contact liquide/gaz for- mé de feuilles ondulées, toutes les ondulations de chacune de ces feuilles étant inclinées sur l'horizontale et s'éten- dant continuellement en lignes sensiblement droites d'un bord à l'autre des feuilles, les ondulations de deux feuilles croi- sant celles de la feuille intercalée, et à faire ensuite pas- ser ces gaz par une structure d'élimination des brouil- lards afin d'en enlever les gouttelettes d'eau. 3. Procédé selon la revendication 2, caracté. risé en ce que l'étape consistant à faire passer l'eau et les gaz par au moins une couche d'un corps de contact liquide/gaz consiste à faire passer l'eau et les gaz à contre-courant à travers deux couches d'un corps de contact liquide/gaz, les feuilles ondulées de chaque couche étant placées à 90 des feuilles ondulées de l'autre couche. 4. Procédé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la chute de pression lors de la traversée du corps de contact liquide/gaz et de la structure d'élimination des brouillards est de l'ordre de 62,2 Pa. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la chute de pression lors de la tra- versée du corps de contact est de l'ordre de 37,3 Pa. 6. Procédé selon les revendications 1 et 5 pri- ses ensemble, caractérisé en ce que la chute de pression lors de la traversée de la structure d'élimination des brouillards est de l'ordre de 24,9 Pa. 7. Procédé selon la revendication 1 ou les re- vendications 2, 4 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce l'étape consistant à faire passer de l'eau à travers le corps de contact liquide/gaz consiste à alimenter ce corps de con- tact en eau fournie à un débit de 326 1 par minute et m-. 8. Procédé selon- la revendication 1 ou les re- vendications 2, 4, 5-et 7 prises ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à projeter au moins périodi- quement et par en dessous de l'eau pulvérisée sur la structure d'élimination des brouillards.