Brevet FR2526671A1 — publié le 19831118

1. L'invention concerne une tour de lavage pour une installation de désulfuration de gaz de fumée en aval d'un foyer de chaudière, en particulier d'une chaufferie de centrales électriques, comprenant une entrée de gaz de fumée, une sortie de gaz de fumée,un dispositif pour l'amenée d'un liquide de lavage, un puisard de liquide de lavage avec des conduites d'arrivée d'oxygène horizontales et des dispositifs pour l'amenée d'additifs dans le puisard de liquide de lavage, la section de la tour de lavage au-dessus du puisard de liquide de lavage fonctionnant comme section d'absorption et un mélange de sulfite de calcium et de sulfate de calcium pouvant être soutiré du puisard de liquide de lavage En général, le liquide de lavage se compose d'eau avec une addition de chaux, d'hydrate de chaux, de roche calcaire, de dolomite, de craie ou d'agents analo- gues Il va de soi que le liquide de lavage est recyclé par l'intermédiaire d'une conduite de retour De plus, on utilise généralement non pas de l'oxygène pur mais de l'air ou de l'air enrichi d'oxygène Pour des raisons terminologiques, on emploiera exclusivement le terme d'alimentation en oxygène dans le cadre de la présente invention. Toutefois, dans la tour de lavage bien connue de ce genre (DE-OS 29 28 061), les conduites d'alimentation en oxygène qui ne sont indiquées que schématiquement ne forment pas une structure géométrique particulière et leur fonction est limitée à l'alimentation en oxygène Dans le contexte des installations pour la désulfuration des gaz de fumée en aval d'une chaufferie, la tour de lavage bien connue a donné de bons résultats en ce qui concerne la désulfuration atteinte (VGB Kraftwerkstechnik, 1981, p 938-944) Le mélange de sulfite de calcium et de sulfate de calcium soutiré du puisard de liquide de lavage présente cependant une forte teneur en sulfite de calcium, raison pour laquelle il ne peut être utilisé directement comme plâtre ou transformé en plâtre sans modification particulière Un retraitement est donc nécessaire. La présente invention a pour objet de perfectionner une tour de lavage du genre précité de telle façon que le mélange soutiré de sulfite de calcium et de sulfate de calcium présente une teneur considérablement accrue en sul- fate de calcium et qu'il peut être utilisé directement com- me plâtre ou transformé en plâtre sans modification particu- lière. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les conduites d'alimentation en oxygène forment une grille qui sépare une zone d'oxydation au-dessus de la gril- le d'une zone de réaction en dessous de la grille et que le dispositif pour l'introduction d'additifs est situé en des- sous de cette grille L'invention met à profit le fait que les tuyaux d'alimentation en oxygène groupés en une grille avec un écartement suffisamment faible des barreaux créent une séparation dans le puisard de liquide de lavage et la division en deux zones ayant des fonctions différentes. Dans la zone d'oxydation, le sulfite dissous est oxydé en sulfate par l'oxygène introduit Dans la zone de réaction s'effectuent l'introduction des additifs et une précipita- tion de plâtre par augmentation du p H Du fait de la mise en place de la grille horizontale, les deux zones sont séparées du point de vue fonctionnel de telle façon que l'oxydation et la réaction consécutive se déroulent d'une manière très définie et conduisent à un mélange avec une teneur accrue en sulfate de calcium Il en est ainsi en particulier si, conformément au mode de réalisation préféré de l'invention, les conduites d'alimentation en oxygène de la grille se composent d'une pluralité de capots parallèles ouverts vers le bas qui présentent des perforations de sortie d'oxygène ouvertes vers le haut et si la distance entre les rigoles est choisie de telle façon (en tenant compte de la vitesse d'écoulement du liquide de -lavage envoyé vers la canalisa- tion de retour dudit liquide) qu'un refoulement ne se pro- duit pas Il est avantageux de prévoir le fonctionnement de telle façon qu'un coussin d'oxygène se crée à l'intérieur des rigoles et empêche ainsi le liquide de lavage de "tomber en pluie" de la zone d'oxydation dans la zone de réaction à travers les perforations de sortie d'oxygène Le dispositif pour l'introduction des additifs est constitué, de préfé- rence, par des tuyaux avec des perforations de sortie ou des orifices de sortie analogues dirigés vers le bas Pour augmenter l'effet de séparation, l'invention prévoit que les tuyaux du dispositif pour l'introduction des additifs sont placés entre les capots de l'alimentation en oxygène ou immédiatement en dessous de leurs intervalles L'augmenta- tion de la vitesse d'écoulement du liquide de lavage à cet endroit assure une bonne distribution des additifs. Il est également prévu dans le cadre de l'invention que l'oxygène mis en oeuvre pour l'oxydation et soumis à une pression effective de 1 bar en raison de la colonne de liquide au-dessus des capots est refroidi par-eau et saturé avant l'entrée dans le dispositif d'amenée ou dans la grille afin d'éviter des agglutinations sur les orifices ou perfo- rations de sortie, car le liquide chargé d'une forte teneur en sel et en matières solides qui mouille les bords des orifices de sortie a tendance à s'évaporer de telle façon que les sels et matières solides précités forment des croûtes s'il n'y a pas un refroidissement par eau et une saturation de l'oxygène. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente, schématiquement, une coupe verticale d'une tour de lavage selon l'invention. La figure 2 représente, à plus grande échelle, le détail A de l'objet de la figure 1. La figure 3 représente une vue d'en haut de l'objet de la figure 2. La figure 4 représente une coupe de l'objet de la figure 3 suivant la ligne B-B - La figure 5 représente une coupe de l'objet de la figure 3 suivant la ligne C-C. La tour de lavage 1 représentée dans les dessins est destinée à une installaion pour la désulfuration de gaz de fumée en aval d'une chaufferie Elle comprend une entrée de gaz de fumée 2, une sortie de gaz de fumée 3, un dispo- sitif 4 pour l'amenée d'un liquide de lavage, un puisard de liquide de lavage 5 avec canalisation de retour du liquide de lavage 6 et les dispositifs 7 ou 8 pour l'amenée deoxygène ou d'additfs dans le puisard de liquide de lavage - La section de la tour de lavage au-dessus du puisard de liquide de lavage 5 fonctionne comme section d'absorption. Le puisard de liquide de lavage 5 permet de soutirer un mélange de sulfite de calcium et de sulfate de calcium. Il ressort d'un examen comparé en particulier des figures 2 et 4 que-le puisard de liquide de lavage 5 comporte une grille horizontale 9 de conduites d'alimentation en oxygène 10 qui sépare une zone d'oxydation 0 au-dessus de la grille 9 d'une zone de réaction R en dessous de la grille 9. En dessous de la grille 9 se trouvent également les disposi- tifs 8 pour l'introduction des additifs Dans l'exemple de réalisation et selon un mode de réalisation préféré de l'in- vention, les conduites d'alimentation en oxygène de la grille 9 sont constituées par une pluralité de capots 10 parallèles ouverts vers le bas et présentant des perforations de sortie d'oxygène Il ouvertes vers le haut La distance entre les rigoles 10 est choisie de telle façon que, compte tenu du liquide de lavage s'écoulant vers la canalisation de retour 6, il ne peut se produire un refoulement de la zone de réaction R vers la zone d'oxydation O A l'intérieur des rigoles 10 se trouve un coussin d'oxygène 12 de telle façon que le liquide de lavage ne peut "tomber en pluie" de la zone d'oxydation O dans la zone de réaction R Le dispositif pour l'introduction des additifs est constitué par des tuyaux 8 qui présentent des perforations de sortie 13 diri- gées vers le bas. Dans la tour de lavage 1 selon l'invention on obtient en premier lieu, comme de règle, dans la zone d'absorption du sulfite à partir de l'anhydride sulfureux ou de l'anhydri- de sulfurique des gaz de fumée en ajoutant les additifs mentionnés en fonction du p H du liquide de lavage et en fonction de la teneur en oxygène résiduel des gaz de fumée. Ce sulfite est ensuite transformé en sulfate dans la zone d'oxydation 0 Cela se fait dans la zone d'oxydation O définie dans le puisard de liquide de lavage 5 de la tour de lavage 1 Une modification du p H par addition d'acide sul- furique n'est pas nécessaire Il est avantageux d'effectuer l'oxydation du sulfite à un p H inférieur à 7, et de préférence entre' 4 à 6,5 Cette oxydation est réalisée dans la zone d'oxydation 0 par l'alimentation en oxygène et elle conduit au sulfate de-calcium Dans la zone de réaction R se produit alors une précipitation de gypse par augmentation du p H à la suite de l'introduction d'additifs de telle façon qu'il est possible de soutirer du puisard de liquide de lavage 5 un mélange à très forte teneur en sulfate de calcium qui peut être utilisé directement ou transformé sans modifica- tion en plâtre. Dans la tour de lavage 1 selon l'invention, la grille 9 est conformée de façon à séparer la zone d'oxyda- tion O de la zone de réaction R Rapportés à la section transversale dans la région de la grille 9, les éléments intérieurs doivent être grands par rapport aux sections restant libres De ce fait, le liquide de lavage qui s'écoule vers le bas passe avec une vitesse accrue devant les éléments intérieurs évitant ainsi tout refoulement L'oxygène sortant des perforations de sortie d'oxygène Il barbote dans la zone d'oxydation O et assure ainsi l'oxydation du sulfite en sulfate De plus, ces bulles d'oxygène provoquent un puis- sant brassage du liquide de lavage dans la zone d'oxydation O et de ce fait une oxydation définie Etant donné que les capots sont ouverts vers le bas, un dépôt de boue y est impos- sible Dans l'exemple de réalisation (cf fig 3), l'arrivée d'air est assurée par l'intermédiaire d'un canal central d'alimentation en oxygène 14 Dans la pratique, les capots sont conformés en rigoles 10 et présentent, par exemple, une largeur de 1 m, tandis que les intervalles entre les rigoles sont de l'ordre de 0,5 m ou moins En général, les additifs sont dilués avec de l'eau de recyclage. L'invention concerne, certes, une tour de lavage pour une installation de désulfuration de gaz de fumée en aval d'une chaufferie, mais elle s'applique également à une tour de lavage pour une installation de désulfuration de sources de SO 2 en général. REVENDICATIONS 1 Tour de lavage pour une installation de désul- furation de gaz de fumée en aval d'une chaufferie, en par- ticulier d'une chaufferie de centrales électriques, compre- nant une entrée de gaz de fumée, une sortie de gaz de fumée, un dispositif pour l'amenée d'un liquide de lavage, un pui- sard de liquide de lavage avec des conduites d'arrivée d'oxygène horizontales et des dispositifs pour l'amenée d'additifs dans le puisard de liquide de lavage, la section de la tour de lavage au-dessus du puisard de liquide de lavage fonctionnant comme section d'absorption et un mélan- ge de sulfite de calcium et de sulfate de calcium pouvant être soutiré du puisard de liquide de lavage, caractérisée par le fait que les conduites d'alimentation en oxygène ( 10) forment une grille ( 9) qui sépare une zone d'oxydation ( 0) au-dessus de la grille ( 9) d'une zone de réaction (R) en dessous de la grille ( 9), et que le dispositif ( 8) pour l'introduction d'additifs est situé en dessous dé la grille ( 9). 2 Tour de lavage selon la revendication 1, caracté- risée par le fait que les conduites d'alimentation en oxygène de la grille ( 9) sont constituées par une pluralité de capots ( 10) parallèles ouverts vers le bas et présentant des perforations de sortie d'oxygène ( 11) ouvertes vers le haut, et que l'intervalle entre les capots ( 10) est choisi de façon à empêcher un refoulement. 3 Tour de lavage selon la revendication 2, caracté- risée par le fait qu'un coussin d'oxygène ( 12) est maintenu en dessous des capots ( 10). 4 Tour de lavage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le dispositif pour l'introduction d'additifs est constitué par des tuyaux ( 8) avec des orifices de sortie, par exemple des perforations de sortie ( 13), dirigés vers le bas. 5 Tour de lavage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'oxygène amené pour assurer l'oxydation est refroidi par eau et saturé avant l'entrée dans le dispositif d'amenée ( 7) ou dans la grille ( 9).