Brevet FR2482477A1 — publié le 19811120

I La présente invention concerne un proc&d& de condi- tionnement de gaz de fumie pour en séparer la cendre fine dans un électrofiltre, par oxydation du gaz sulfu- reux contenu dans ces gaz pour former de l'anhydride sulfurique. L'élimination en 6lectrofiltre de la cendre fine contenue dans les gaz de fumée requiert une certaine conductibilité électrique des particules de cendre fine au moins dans une couche superficielle de ces parti- cules. Sinon, les particules pourvues d'une charge négative par une électrode d'émission ne peuvent céder la charge aux électrodes positives et restent donc sur celles-ci au lieu de tomber lors du battage, et fi- nissent par y former une crodte qui nuit au champ blec- trique du filtre et en réduit ainsi l'efficacité. Le conditionnement en question crée la conducti- bilité électrique nécessaire. L'anhydride sulfurique réagit avec la vapeur d'eau contenue dans les gaz de fumée pour former de l'acide sulfurique, lequel forme à la surface des particules de cendre fine, à partir des silicates alcalins, par exemple un sulfate acide alcalin qui est meilleur conducteur que les silicates alcalins. La formation d'anhydride sulfurique à partir de gaz sulfureux présent dans les gaz de fumée est connue par les demandes de brevet DE 1 457 058, 1 457 091, 1 457 093, 1 557 116 et 2 808 199. Selon ces documents, le gaz sulfureux est porté à réaction, par diverses mises en oeuvre de pentoxyde de vanadium ou d'oxydes ferriques en tant que catalyseurs, avec de l'oxygène résiduel présent en quantités suffisantes dans les gaz de fumée. Ces procédés sont cependant toujours restés trop codteux pour être appliqués pratiquement. De trop grandes quantités de catalyseur sont consommées. Le catalyseur est mis en oeuvre soit sous forme de pous- sières, auquel cas il est considéré d'avance comme perdu, soit sous forme d'un lit de catalyseur, auquel cas il est bient8t souillé et rendu inutilisable par la cendre fine. C'est pourquoi un autre procédé est habituellement employé. Il consiste à introduire déjà de l'anhydride sulfurique qui est soit préparé dans une installation séparée, à partir de soufre ou de gaz sulfureux, soit approvisionné tout prêt. Ce procédé est lui aussi lié à un prix de revient considérable. Le problème auquel l'invention a apporté une solu- tion Était donc de concevoir un procéd6 moins coûteux pour conditionner les gaz de fumée en vue d'en séparer, dans un électrofiltre, la cendre fine. Dans ce but, la solution selon l'invention prend pour base le procé- dé décrit dans le préambule de la présente description et prévoit d'ajouter aux gaz de fumée un composé déga- geant de l'oxygène actif. Du fait de cette adjonction, l'oxygène résiduel disponible dans les gaz de fumée en tant que partenaire de la réaction reste inutilisé pour l'oxydation du gaz sulfureux, mais ceci est sans inconvénient. Par contre, un avantage important est qu'il n'y a palls besoin de catalyseur. L'oxygène actif se lie sans catalyseur au gaz sulfureux pour former de l'anhydride sulfurique. Le composé dégageant de l'oxygène.actif maintenant nécessaire requiert seulement une petite fraction de la dépense qui était nécessaire pour la mise en oeuvre de catalyseurs ou pour l'anhydride sulfurique introduit tout préparé. Par rapport à celui-ci l'invention pré- sente en outre l'avantage de ne pas polluer l'environ- nement en plus avec du gaz sulfureux qui, lors du re- cyclage de la cendre fine dans la combustion en vue de sa fusion, se forme à--partir du sulfate acide alcalin produit sur les particules de cendre fine. De préférence, on introduit dans les gaz de fumée de l'eau oxygénée, un composé qui peut être obtenu à volonté à partir de réactifs disponibles en quantités pratiquement illimitées. Par contre, en utilisant du pentoxyde de vanadium comme catalyseur conformément à l'état de la technique on consomme un él1ment rare, le vanadium. Il est en outre propose, dans le cadre de lain- vention, d'amener l'eau oxygénée en solution aqueuses On opère ainsi avec un volume un peu plus grand que l'on peut ainsi répartir plus facilement et plus uni- formément dans la quantité considérablement plus grande de gaz de fumée. La plage de concentration de l'eau oxygénée dans la solution aqueuse n'est en principe aucunement limi- tée vers le bas. L'eau oxygénée n'a pas d'action lorsqu'elle est en solution: ce n'est qu'après qu'elle se soit évaporée dans les gaz de fumée qu'elle devient active, Une certaine limitation vers le haut résulte du fait que des solutions d'eau oxygénée présentant une concentration de plus de 75% sont explosives, Selon les sources d'approvisionnement dispo- nibles et les prix du marché, on peut toutefois faire appel, au lieu ou en plus d'une solution d'eau oxy- gênée, à d'autres composés dégageant de l'oxygène actif. Les peroxydes alcalins sont à citer parmi de tels composés. Un exemple d'application concrète est brièvement décrit ci-après. Une moitié d'électrofiltre d'une centrale ther- mique de production d'6nergie est conçue pour un dé- bit de gaz de fumée égal à 195 000 m3/h. La cendre fine contenue dans ces gaz requiert, par expérience, un conditionnement par 5 à 25 ppm (volume) de SO3 soit 975-à 4875 litres/heureo Le calcul stoechio: métrique montre qu'il faut, pour produire cette quan: tité de SO3 9 1418 à 7403 grammes de H202 5 c'est=à= dire 4,35 à 21i77 litres/heure d'une solution aqueuse à 34% que l'on trouve dans le commerce. Cette solution est introduite dans le carneau des gaz de lum6ée relié làlectrofiltre au moyen de buses de pulvérisation à air comprimé connues en soi débitant chacune 192 à 1,6 litre/heure; il faut donc prévoir de quatre à quatorze de ces buses. On pourra alors installer par exemple onze buses les unes à c8té des autres sur une section du carneau large de 4,5 m et haut de 1,4 m, ces buses étant toutefois disposées alternativement & une distance de 0,4 m et 1 m de la vodte du carneau. Des possibilit6s de régulation sont assurées, sans qu'il faille modifier le nombre de buses, sim- plement en faisant varier la concentration de la solu- tion et le débit de solution pulvéris6e par les buses. REVENDICATIONS 1. Procéde de conditionnement de gaz de fumée en vue d'en séparer la cendre fine dans un électrofiltre, par oxydation du gaz sulfureux contenu dans ces gaz pour former de l'anhydride sulfurique, ce procédé &tant remarquable en ce qu'il consiste à introduire dans les gaz de fumée un composé dégageant de l'oxygène actif, 2. Procédé selon la revendication 1, remarquable en ce que le composé dégageant de l'oxygène actif est de l'eau oxygénée, de préférence en solution aqueuse. 3. Procédé selon la revendication 1 ou--2, remaàqua- ble en ce que le composé dégageant de l'oxygÉne actif est un peroxyde alcalin,de pr6férence en solution aqueuse. e