Brevet FR2530483A1 — publié le 19840127

L'invention concerne une tour de lavage pour une installation de désulfuration de gaz de fumée en aval d'une chaufferie, 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 et des dispositifs pour l'amenée d'oxygène et d'additifs dans le puisard de liquide de lavage, d'o l'on peut soutirer un mélange de sulfite de calcium et de sulfate de calcium, le puisard de liquide de lavage étant équipé d'un dispositif de circulation qui empêche le dépôt de boue de gypse. Dans les installations bien connues dans la pratique pour la désulfuration de gaz de fumée en aval d'une chaufferie auxquelles appartient la tour de lavage du genre précité, l'anhydride sulfureux ou l'anhydride sulfurique contenu dans le gaz de fumée est transformé en sulfite de calcium et/ou en sulfate de calcium en ajoutant à l'eau de lavage des additifs (par exemple chaux, roche calcaire ou aussi d'autres additifs) Pour éviter des dépôts de gypse sur les parois du laveur et des éléments intérieurs, on utilise un liquide de lavage forte- ment chargé de matières solides sous forme de gypse et qui contient, par exemple, 20 à 150 g de gypse par litre. Cette forte teneur en gypse a pour effet que de la boue de gypse se dépose dans le puisard de liquide de lavage, et cela pendant le service et surtout pendant les temps d'arrêt C'est pourquoi la tour de lavage bien connue de ce genre est équipée d'une pluralité d'agitateurs mécaniques qui empêchent le dépôt de matières solides Toutefois, cela ne va pas sans certains inconvénients D'une part, les agitateurs réclament des dépenses d'entretien importantes. En outre, des traversées d'arbres compliquées à travers la paroi de la tour de lavage sont nécessaires, ce qui entraîne des problèmes d'étanchéité Les agitateurs eux-mêmes ne doivent pas présenter des défaillances, sinon la boue de gypse, en se déposant, deviendra trop compacte et empêchera par la suite le redémarrage des agitateurs En conséquence, il faut donc également prévoir des groupes électrogènes de secours -Par ailleurs, il est extrêmement gênant, en cas d'arrêt d'une telle insta'laticn, d'être obligé d'évacuer le liquide de lavage avec sa Aorte teneur en gypse pour empêcher l'apparition des défauts décri ts On cherche donc à maintenir le liquide de avage avec sa teneur en matières solides dans l'installation afin que le gypse soit immédiatement disponible dans la concentration néces- saire au moment du démarrage. La présente invention a pour objet de perfectionner une tour de lavage du genre précité de telle façon que des agitateurs mécaniques ne sont plus nécessaires pour empêcher le dépôt de boue de gypse et que, en cas d'arrêt, le liquide de lavage avec sa teneur en matières solides peut rester à l'intérieur de l'installation laquelle peut néanmoins être remise en marche sans difficulté. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif de circulation est réalisé sous forme de dispositif de lavage à contrecourant avec au moins un tuyau d'aspiration raccordé à la partie supérieure du puisard de liquide de lavage, une pompe et au moins un tuyau de lavage à contre-courant engagé dans la partie inférieure du puisard de liquide de lavage Dans la tour de lavage selon l'invention, le tuyau d'aspiration peut être raccordé à la zone d'oxydation Cela est particulièrement avantageux si la tour de lavage fonctionne, au-dessus du puisard de liquide de lavage, en tant que section d'absorption et si le puisard de liquide de lavage comporte une grille horizontale de conduites d'alimentation en oxygène qui sépare une zone d'oxydation au-dessus de la grille d'une zone de réaction en dessous de la grille, le dispositif pour l'introduction des additifs étant situé en dessous de la grille Le dispositif de lavage à contre-courant selon l'invention peut fonction- ner ici d'une manière particulièrement efficace étant donné que le tuyau de lavage à contre-courant engagé dans la partie inférieure du puisard de liquide de lavage assure en même temps un-mélange intensif des additifs ajoutés avec le liquide de lavage Selon une autre caractéristique de l'in- vention, le tuyau de lavage à contre-courant est engagé dans la pointe du fond conique et au moins un tuyau de lavage à contre-courant supplémentaire est raccordé tangentiellement dans la région du bord du fond conique Des conduites de raccordement et des vannes permettent de commander une pompe en tant que pompe pour le dispositif de lavage à contre- courant. Les avantages obtenus résident dans le fait que pour une tour de lavage selon l'invention, un dispositif de circulation mécanique équipé d'agitateurs n'est plus néces- saire Il est surprenant de constater que le lavage à contre- courant permet d'empêcher un dépôt de boue de gypse dans une tour de lavage selon l'invention et d'obtenir une remise en suspension du gypse décanté pendant les arrêts de fonction- nement Il n'est donc pas nécessaire pour une tour de lavage selon l'invention d'évacuer le liquide de lavage avec sa teneur en matières solides de la tour de lavage pendant les arrêts de l'installation. La description qui va suivre, en regard des dessins annexes 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 i représentée dans les dessins est destinée à une installation 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 j un dispositif 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 d'oxygène ou d'additifs dans le puissard de liquide de lavage 5. 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 de la' figure 1 que le puisard de liquide de lavage 5 est équipé d'un dispositif de circulation U. Celui-ci empêche la décantation du gypse dans le puisard de liquide de lavage 5. Il ressort d'un-examen comparé en particulier des figures 2 et 4 que, dans l'exemple de réalisation et selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 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 O au-dessus de la grille 9 d'une zone de réac- tion R en dessous de la grille 9 En dessous de la grille 9 se trouvent également les dispositifs S pour l'introduction des additifs Dans l'exemple de réalisation, les conduites d'alimentation en oxygène de la grille 9 sont constituées par une pluralité de capots 10 parallèles ouverts ver 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 C 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'introduc- tion des additifs est constitué par des tuyaux 8 qui pré- sentent des perforations de sortie 13 dirigées vers le bas. Dans la tour de lavage 1, on obtient en premier lieu, comme de règle, dans la zone d'absorption du sulfite à partir de l'anhydride sulfureux ou de l'anhydrite sulfu- rique 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 transforme 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 sulfurique 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 utili- sé directement ou transformé sans modification en plâtre. Dans la tour de lavage 1, la grille 9 est confor- mée de façon à séparer la zone d'oxydation 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 0 et assure ainsi l'oxydation du sulfite en sulfate De plus, ces bulles d'oxygène provoquent un puissant brassage du liquide de lavage dans la zone d'oxydation 0 et de ce fait une oxydation définie Etant donné que les capots sont ouverts vers le bas, un dépôt de boue y est impossible, Dans l'exemple de réalisation (cf figure 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 i 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. Le dispositif de circulation U déjà mentionné est réalisé sous forme de dispositif de lavage à contre-courant et fonctionne, dans l'exemple de réalisation, avec deux pompes l 5 a, 15 b dont le tuyau d'aspiration 16 est raccordé à la partie supérieure du puisard de liquide de lavage 5 et d'o part une conduite de lavage à contre-courant 17 qui mène dans la partie inférieure du puisard de liquide de lavage 5. Dans l'exemple de réalisation et selon un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, le tuyau d'aspiration du - dispositif de lavage à contre-courant U est raccordé, pour les deux pompes 15 a,15 b, à la zone d'oxydation 0 Dans l'exemple de réalisation, le puisard de liquide de lavage 5 comporte un fond conique 18 qui se termine en pointe vers le bas Une conduite de lavage à contre-courant 17 est raccordée à la pointe 19 du fond conique o elle est engagée dans le puisard de liquide de lavage 5 Une deuxième conduite 20- débouche tangentiellement dans la région du bord 21 du fond conique Dans l'exemple de réalisation, les pompes du dispositif de lavage à contrecourant U servent en même temps de pompes pour un retour normal du liquide de lavage. Le dispositif de circulation U est connecté de façon à permettre un lavage à contre-courant du tuyau d'aspiration 16 et du puisard de liquide de lavage 5 Même après des arrêts prolongés et avec des dépôts de gypse de plusieurs mètres de hauteur, le dégagement du puisard de liquide de lavage 5 fonctionne parfaitement bien. Les tours de lavage 1 sont équipées, selon leur taille, d'une, de deux ou de plusieurs pompes 15 a, 15 b, etc Dans le cas de l'utilisation de deux pompes ou plus, il est possible de déconnecter des pompes lorsque la charge est réduite Pour le démarrage de l'installation ou de pompes préalablement arrêtées, on procède de la manière suivante: Par exemple, pompe 15 b vanne 22 ouverte, vanne 23 fermée, vanne 24-fermée, démarrage de la pompe 15 b, vanne 25 ouverte Ce montage assure un lavage à contre- courant avec de l'eau claire ou de la lessive faiblement chargée en matières solides, à savoir en arrière dans le tuyau d'aspiration 16 et dans le pu-isard de liquide de lavage 5 Les canalisations et le puisard 5 sont dégagés (par exemple 1 à 5 min) Puis, on commute sur marche nor- male, c'est-à-dire vanne 23 ouverte, vanne 22 fermée, vanne 24 ouverte, vanne 25 fermée -Le démarrage de la pompe 15 a peut se faire d'une manière analogue Le puisard de liquide de lavage 5 présente, de préférence, une forme conique (par exemple 600) Un dépôt de gypse pendant le fonctionnement est alors impossible Pour le service avec une seule pompe, le point d'aspiration se situe dans la pointe 19 du fond conique, pour le service à deux pompes, il se situe dans la pointe 19 du fond conique et tangentiellement dans la région du bord du fond conique Pour le service à trois pompes, l'aspiration se fait deux fois dans la pointe 19 du fond conique et une fois sur le fond conique 18 ou inversement. Le point d'aspiration dans la pointe 19 du fond conique assure une évacuation parfaite de la boue de gypse. Le point d'aspiration sur le fond conique 18 assure un mouvement gyroscopique du liquide de lavage et empêche des dépôts sur les parois. Lors des opérations de lavage à contre-courant, le dégagement de la pointe 19 du fond conique est assuré par la pompe 15 b et lé dégagement des parois, dans'le cas d'un grand diamètre de la tour de lavage, par la pompe 15 a qui imprime au liquide de lavage un mouvement de rotation Le mouvement de rotation assure également pendant la marche normale un bon mélange des additifs avec le liquide de lavage. Dans une tour de lavage 1 ainsi conçue, il est ainsi possible, même au bout d'une semaine, de soulever en tourbillons des dépôts de gypse consécutifs à un arrêt de l'installation. REVENDICATIONS 1 Tour de lavage pour une installation de dêsulfu- ration de gaz de fumée en aval d'une chaufferie, comprenant une entrée de gaz de fumée, une sortie de gaz de furée, un dispositif pour l'amenée d'un liquide de lavage, un puisard de liquide de lavage et des dispositifs pour l'amenée d'oxygène et d'additifs dans le puisard de liquide de lavage, d'o l'on peut soutirer un mélange de sulfite de calcium et de sulfate de calcium, le puisard de liquide de lavage étant équipé d'un dispositif de circulation qui empêche le dépôt de boue de gypse, caractérisée par le fait que le dispositif de circulation est réalisé sous forme de dispo- sitif de lavage à contre-courant (U) avec au moins un - tuyau d'aspiration ( 16) raccordé à la partie supérieure du puisard de liquide de lavage ( 5), une pompe ( 15 a, 15 b) et au moins une conduite de lavage à contre-courant ( 17) engagée dans la partie inférieure du puisard de liquide de lavage ( 5). 2 Tour de lavage selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que le tuyau d'aspiration ( 16) est raccordé à la zone d'oxydation ( 0). 3 Tour de lavage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la conduite de lavage à contrecourant ( 17) débouche dans la pointe ( 19) du fond conique et qu'au moins une conduite de lavage à contre- courant supplémentaire ( 20) débouche tangentiellement dans la région du bord ( 21) du fond conique. 4 Tour de lavage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que, à l'aide de conduites de raccordement et de vannes ( 22, 23, 24, 25), une pompe ( 15 a, 15 b) peut être commutée en même temps comme pompe pour le dispo- sitif de lavage à contre-courant (U).