Brevet FR2526036A1 — publié le 19831104

La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé destinés à recueillir et à précipiter les substances solides libérées lors du refoulonlonl d'évlcS31iol) CJtJ coke, ledit dispositif coinprenant une calotte qui recouvre intégralement ou partiellement le côté de la batterie de fours à coke oû le coke se trouve, une installation de dépoussiérage et un conduit d'évacuation par aspiration qui relie ces deux éléments. Après la cokéfaction du charbon dans des fours de cokéfaction à chambres horizontales, le coke incandescent à une température d'environ 1 000"C est refoule de la cambre en étant repoussé dans le cariot d'extinction. I1 en résulte l'émission de substances qui sont recueillies par des calottes mobiles collectrices de poussières ou par des dômes qui recouvrent le côté coke de la batterie de fours à coke, ou bien encore par des dispositifs techniques équivalents, après quoi elles sont en général précipitées ou rendues inoffensives dans une installation stationnaire de dépoussiérage. La calotte collectrice de poussières ou le dôme est relié à l'installation fixe de dépoussiérage par un conduit d'évacuation par aspiration. Pour relier la calotte collectrice mobile d'un côté au conduit d'évacuation, on utilise par exemple un chariot déverseur qui est, par exemple, monté mobile sur ledit conduit d'évacuation. En guise d'installations de dépoussiérage, on utilise des filtres texturés, des filtres électrostatiques humides ou des laveurs a Venturi.Etant donné que la quantité de gaz à aspirer est très grande et atteint par exemple 300 000 m3 par heure dans des fours à chambres vastes, les installations de dépoussiérage nécessaires doivent être implantées moyennant une complexité et des coûts correspondants. Mis à part les coûts d'investissement élevés, en particulier pour les filtres texturés et les filtres électrostatiques, les coûts d'exploitation obèrent le fonctionnement, en particulier à cause de la forte consommation d'énergie que nécessitent en premier lieu les laveurs à venturi. Après qu'ils ont passé par l'installation de dépoussiérage proprement dite, les gaz d'échappement épurés sont rejetés à.l'atmosphère par l'intermédiaire d'une cheminée des gaz d'échappement. Le coke chauffé à une température d'environ 1 000"C est transporté par le chariot d'extinction jusqu'à la tour d'extinction dans laquelle il est refroidi, par addition d'eau subite et intense, jusqu'à approximativement la température ambiante. Les grandes quantités de vapeur d'eau qui sont alors dégagées sont évacuées à l'atmosphère par la cheminée de tour d'extinction. En vue de réduire les émissions de matières solides, on a prévu,dans la région supérieure des tours d'extinction,des persiennes qui recueillent par effet de chicane la majeure partie des particules entrainées. Les persiennes sont régulièrement nettoyées de nouveau par rinçage. Les tours d'extinction sont en général disposées aux extrémités des batteries de fours à coke et elles présentent au dessous de la cheminée d'extinction un espace dont les dimensions -correspondent à celles du chariot d'extinction et dans lequel ce chariot est introduit. Des arrosoirs d'extinction sont placés dans la région inférieure immédiatement au-dessus du chariot d'extinction introduit, cependant qu'au-dessus, dans la tour d'extinction proprement dite, sont prévus un groupe de pulvérisation et des buses destinés à nettoyer les séparateurs à chicanes. L'inconvénient dont est affecté le dispositif connu pour recueillir et précipiter les substances émises lors de la compression du coke réside en particulier dans les grandes dépenses en matériel et en infrastructure de fonctionnement nécessaires pour la précipitation. L'entreprise doit supporter non seulement les coûts élevés d'investissement et de fonctionnement, mais en même temps aussi l'encombrement nécessité par l'installation de dépoussiérage. La présente invention a par conséquent pour objet de proposer un dispositif qui, destiné à éliminer par aspiration et à précipiter les substances dégagées lors du refoulement du coke, soit d'une réalisation simple et consomme moins d'énergie. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, le conduit d'évacuation par aspiration est directement introduit dans la tour d'extinction associée à la batterie de fours à coke et dont-le dispositif d'extinction est conçu de manière à pouvoir être réglé sur une pulvérisation intensive. Un dispositif de ce type dispense avantageusement de la présence d'une installation de dépoussiérage séparée, de construction complexe et entrainant des coûts de fonctionnement élevés. Grâce à la forme de réalisation selon l'invention, il est possible d'utiliser en même temps la tour d'extinction proprement dite en guise de di-spositif de dépoussiérage. Du fait des dimensions de construction prédéterminées, une tour d'extinction de ce type peut aussi recueillir et- épurer sans difficulté les grandes quantités de matières qui sont dégagées des fours à chambres vastes et qui doivent être évacuées par aspiration, si bien que ces gaz peuvent être rejetés ensuite à l'atmosphère par l'intermédiaire de la cheminée d'extinction.D'une manière surprenante, et contrairement à toute attente, il est également possible, de cette manière, de précipiter et de rendre inoffensives les fines particules de poussières qui sont entrainées par les gaz évacués par aspiration des calottes mobiles collectrices de poussières ou des dômes. Il est en outre surprenant que, indépendamment de la quantité de poussières entrainée, il est possible d'obtenir à chaque fois un dépoussiérage uniforme.Alors que, dann le ras des instal- lations de dépoussiérage utilisées jusqu'à présent et en particulier à chaque mise en route, des fumées noires sortent très souvent de la cheminée des gaz d'échappement, le dis- positif selon l'invention garantit un dé-poussiérage régulier, même lorsque la quantité de poussières devient subitement importante ou que les gaz d'échappement sont fortement encrassés. Le groupe ou système de pulvérisation associé à la tour d'extinction et placé dans la cheminée d'extinction engendre, lorsqu'il est réalisé de manière correspondante pour provoquer une pulvérisation-intensive, une nappe d'eau suffisamment fine qui est particulièrement bien appropriée pour provoquer-la précipitation des fines particules de poussières. C'est pourquoi il est prévu conformément à l'invention de faire passer le conduit d'évacuation par aspiration entre le système de pulvérisation associé à la tour d'extinction et les arrosoirs d'extinction.Dans une telle forme de réalisation, le conduit d'évacuation par aspiration peut, en règle générale, être introduit de manière précise sans aucunwcintrage ni coudaq-e dans lu tollr d'extinction, ce qui est techniquement très avantageux du point de vue de la circulation Selon une autre forme de réalisation, le conduit d'évacuation par aspiration est introduit au dessous des arrosoirs d'extinction et il est ensuite coude vers le haut.Dans un dispositif de ce type, les arrosoirs d'extinction sont, eux-aussi, avantageusement utilisés pour épurer les émissions se produisant lors du refoulement du coke. lJne telle forme de réalisation est particulièrement avantageuse en présence de grandes quantités à évacuer par aspiration, ou bien lorsque les gaz à évacuer par aspiration renferment une grande quantité de poussières. La force ascensionnelle nécessaire à l'-intérieur de la tour d'extinction est obtenue par suite des fortes températures des quantités de gaz évacuées par aspiration. Pour augmenter ou pour égaliser cette force ascensionnelle et pour éviter dans une large mesure une aspiration d'air extérieur, il est avantageux conformément à l'invention de réaliser obturables les ouvertures de pénétration du chariot d'extinction au pied de la tour d'extinction. Dans ce cas, il est judicieux d'accoupler au système d'évacuation par aspiration les obturateurs des ouvertures-de pénétration et de mettre ces obturateurs en action avec une avance ou un retard faible. Ainsi, les ouvertures de pénétration sont fermées en temps utile avant que le système d'évacuation par aspiration se mette en marche, et elles sont en plus maintenues obturées lorsque ce système d'évacuation est de nouveau mis hors service. Cela garantit une force ascen sionnelle régulière à l'intérieur de la tour d'extinction pendant la totalité du processus d'évacuation par aspiration. En général, il ne sera pas nécessaire d'obturer hermétiquement les ouvertures de pénétration. En revanche, des portes roulantes ou coulissantes suffiront pour empêcher la pénétration d'air extérieur. Les arrosoirs d'extinction qui sont placés immédiatement au-dessus du chariot d'extinction introduit dans la tour d'extinction doivent déverser rapidement de grandes quantités d'eau sur ledit chariot d'extinction. Ce dispositif peut aussi être avantageusement utilisé lors du dépoussiérage des substances dégagées évacuées par aspiration lorsque les arrosoirs d'aspiration et/ou le système de pulvérisation associé à la tour d'extinction présentent des ajutages fins supplémentaires. Ces ajutages fins sont alors mis en action pour laver les substances libérées, tandis qu'ils sont par exemple hors fonction en service normal. En particulier lors de l'implantation de nouvelles tours d'extinction ou bien lorsqu'on procède à des transformations fondamentales, il est avantageux d'équiper les arrosoirs d'extinction,et/ou le système de pulvérisation associé à la tour d'extinction, d'arrosoirs ou de buses pouvant être enclenchés réversiblement. Dans ces conditions, de tels arrosoirs ou buses peuvent être alternativemerlt utilisés pour éteindre le coke ou pour épurer les gaz d'échappement, sans que des dispositifs supplémentaires respectifs soient nécessaires à cet effet. Pour assurer une force ascensionnelle suffisante à l'intérieur de la tour d'extinction, il peut être avantageux d'associer des ventilateurs au conduit d'évacuation par aspiration. Ces ventilateurs sont commodément -branchés de telle sorte qu'ils puissent par exemple être enclenchés en appoint selon les conditions météorologiques, ou bien qu'il soit possible de faire varier leur puissance. Cela garantit une force ascensionnelle toujours identique, et donc de bons résultats d'épuration à l'intérieur de la tour d'extinction. En vu d'égaliser davantage la force ascensionnelle ou la circulation des gaz aspirés à l'intérieur de la tour d'extinction, il est avantageux que le tronçon extrême du conduit d'évacuation par aspiration introduit dans ladite tour d'extinction puisse accomplir des pivotements. Etant donné que le conduit d'évacuation n'est en général pas introduit exactement au centre de la tour d-'extinction, ou bien qu'il ne doit pas entraver le chariot d'extinction, il est ainsi possible, à chaque dépoussiérage ou épuration des matières dégagées évacuées par aspiratièn, de faire pivoter le tronçon extrême à une position favorable, si bien que le flux des gaz d'échappement est introduit le plus possible au centre de la tour d'extinction, ou bien reçoit aussi éventuellement une impulsion tourbillonnaire appropriée. En fonction des circonstances considérées, notamment pour ce qui concerne la force ascensionnelle, il convient de placer un répartiteur sur le tronçon extrême du conduit d'évacuation par aspiration. A l'aide de-ce répartiteur, le flux gazeux est introduit dans la tour d'extinction en étant égalisé, si bien que toutes les zones de cette tour d'extinction prennent simultanément part au processus de dépoussiérage ou d'épuration. Selon les caractéristiques essentielles du procédé de l'invention, les gaz renfermant de la poussière sont évacués par aspiration dans la tour d'extinction en empruntant le conduit d'évacuation par aspiration et, dans cette tour, ils sont dirigés à contre-courant vers l'eau d'extinction. Cette eau d'extinction et/ou les gaz renfermant de la poussière peuvent être chauffés avant d'être introduits dans la tour d'extinction. L'invention se caractérise en particulier par le fait qu'elle garantit un dépoussiérage régulier (c'està-dire sûr pendant toute la durée du processus de dépoussiérage) des substances dégagées lors de la compression du coke qu'elle permet d'obtenir une économie de place conjointement à une réduction des coûts de fonctionnement et d'investissement ; et qu'elle entraîne une réduction notable de la complexité et des coûts d'entretien. Etant donné que les mesures proposées ne sont pas des mesures augmentant la productivité, l'économie réalisée affecte en particulier les investissements et les coûts de fonctionnement.Dans une usine de cokéfaction équipée de fours à chambres vastes, il faut s'attendre, par rapport à des installations classiques de dépoussiérage, à des économies de l'ordre de trois millions de francs par an pour une production de coke d'environ deux millions de tonnes par an. Ainsi, de telles mesures favorables'à l'environnement peuvent être universel- lement admises. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale schématique d'un dispositif pour recueillir et précipiter les substances libérées lors de la compression du coke la.figure 2 est une vue fragmentaire en bout dudit dispositif ; et la figure 3 -représente une autre forme de réalisation du dispositif selon la figure 1. La figure 1 illustre le dispositif comprenant un capot ou calotte, une installation de dépoussiérage ou tour d'extinction et un conduit d'évacuation par aspiration. Dans l'exemple représenté, la calotte est réalisée sous la forme d'un chariot 2 formant calotte et pouvant être déplacé devant une batterie 1 de fours à coke. Ce chariot 2 recouvre par toute sa longueur un chariot d'extinction 3 qui est lui aussi mobile devant la batterie de fours à coke sur une piste d'extinction 6 et ledit chariot 2 permet ainsi une évacuation régulière par aspiration des substances libérées lors du refoulement du coke.Par l'intermédiairc d'un chariot déverseur respectif 4, le chariot 2 formant calotte est raccordé à un conduit 5 d'évacuation par aspiration, ce qui fait que les gaz s'échappant vers le haut aussi bien au dessous du chariot 2 que d'un chariot 7 de guidage des gâteaux de coke peuvent être introduits dans le conduit 5 par l'intermédiaire d'un tube 8 d'aspiration (figure 2). Dan ledit coriduit 5, il règne par exemple une dépression engendrée par une soufflante ou par un ventilateur 19. Comme représenté sur la figure 1, le conduit 5 d'évacuation par aspiration s'étend au-delà de la soufflante ou du ventilateur 19 jusque dans une tour d'extinction 10, o son tronçon extrême 18 est couds en direction d ' une cluniiiii"e 16 de tour d1exljiict inli. tomme illustra sur ia figure 1, cet agencement favorise la circulation, ce qui garantit une introduction uniforme des gaz d'échappement dans la tour d'extinction 10.Au-dessus d'une ouverture 11 de pénétration du chariot d'extinction 3 et au-dessus d'arrosoirs d'extinction 12, se trouve un groupe ou système de pulvérisation 13 associé â la tour d'extinction et à l'aide duquel une nappe d'eau répartie de manière suffisamment fine est produite dans la cheminée 16 de a tour d'extinction, si bien que les gaz d'échappement ascendants sont lavés. Un réservoir 14 d'eau d'extinction sert à alimenter les arrosoirs d'extinction 12. Des séparateurs 15 à chicanes installés dans la cheminée 16 de la tour d'extinction servent en particulier à précipiter les parti cules grossière de poussières qui sont entraînées dans la tour 10 lors de l'extinction du coke. La figure 2 est une vue en bout observée dans la région du chariot 2 formant calotte et elle illustre le guidage des gaz d'échappement évacués par aspiration ou devant l'être. La figure 3 montre-une autre forme de réalisa tion, c'est-à-dire en particulier un autre système d'intro duction du conduit 5 dans la tour 10. Dans ce cas, pour permettre aux arrosoirs d'extinction 12 de prendre part au processus d'épuration, le conduit 5 d'évacuation par aspira tion ou le tronçon extrême 18 de ce dernier est introduit dans la tour d'extinction par-en bas, ledit tronçon extrême pouvant effectuer des pivotements par l'intermédiaire d'une couronne rotative 21 ou d'un mécanisme analogue, de sorte que les matières gazeuses évacuées par aspiration sont introduites à chaque fois de manière appropriée dans la tour d'extinction 10 ou dans la cheminée 16 de cette dernière. Pour le fonctionnement classique d'une tour d'extinction, les ouvertures de pénétration 11 ne doivent pas nécessairement être obturées, étant donné que le chariot d'extinction 3 assure lui-même une obturation suffisamment étanche. Dans le cas de la tour d'extinction représentée sur la figure 3, les ouvertures de pénétration 11 sont réalisées obturables, à l'aide d'un obturateur 20 consistant par exemple en une porte roulante qui est abaissée et relevée lors du processus d'évacuation par aspiration et du processus d'extinction, respectivement. Le moteur associé à l'obturateur 20 peut alors être mis en action de telle façon que l'obturateur soit actionné avant chaque amorçage du processus d'évacuation par aspiration, c'est-à-dire avant la mise en route du ventilateur 19. Dans les dispositifs représentés sur la figure 3 ainsi que sur les figures 1 et 2, les processus de re foulement du coke et d'extinction du coke, et donc d'évacuation par aspiration des substances libérées, se produisent de la façon suivante : le chariot7 de guidage des gâteaux de coke et le chariot 2 formant calotte sont positionnés devant le four qui doit être évacué par refoulornent c 'est-a-dire devant la batterie 1 de fours à coke. Le chariot d'extinction 3 est prêt à recueillir la charge en combustion devant être refoulée, c'est-à-dire le coke incandescent. Le système d'évacuation de la poussière par aspiration est mis en fonction et il refoule les quantités d'air ou de gaz évacuées par aspiration du chariot 2 dans la tour d'extinction 10 dont les ouvertures 11 depénétra- tion du chariot d'extinction 3 ont été fermées avant même que le processus d'évacuation par aspiration ait été amorcé. Lorsque le refoulement du coke débute, c'est-à-dire à l'instant où le processus de poussée de refoulement libère des matières, le système de pulvérisation associé à la tour d'extinction, ainsi que les buses à persiennes situées dans la partie supérieure de la tour d'extinction 10, sont mis en marche. Les arrosoirs d'extinction 12 réalisés et réglés de manière correspondante sont concomitamment enclenchés, de sorte que toutes les substances solides déqagees qui sont évacuées par aspiration sont lavées par cette pulvérisation totale et sont enlevées par le circuit d'eau d'extinction. D'éventuelles quantités résiduelles de substances solides libérées sont recueillies dans les séparateurs 15 à chicanes. A l'achèvement du processus de refoulement qui dure environ 45 secondes, le système depulvérisation associé à la tour d'extinction ainsi que le système de pulvérisation coopérant avec les chicanes incorporées sont mis à l'arrêt avec une temporisation de 10 à secondes, puis la tour d'extinction est ouverte ou apprêtée au processus normal d'extinction. Les arrosoirs d'extinction 12, dont le déclencbement supplémentaire avait été éventuellement provoqué, sont simultanément mis à l'arrêt. Etant donné que de plus grandes quantités d'eau d'extinction sont nécessaires pour que la tour d'extinction remplisse en plus la fonction d'un dispositif de dépoussiérage en vue du processus de refoulement des réservoirs surélevés supplémentaires d'eau d'extinction sont prévus et des pompes d'eau d'extinction plus puissantes sont installées. En outre, l'installation de clarification de l'eau d'extinction est réalisée avec un grand encombrement correspondant. Toutefois, les coûts d'investissement et de fonctionnement d'un tel dispositif sont considérablement inférieurs à ceux d'une installation classique de dépoussiérage. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour recueillir et précipiter les substances libérées lors du refoulement d'évacuation du coke, comprenant une calotte qui recouvre totalement ou partiellement le côté de a batterie de fours à coke où le coke se trouve, une installation de dépoussiérage et un conduit d'évacuation par aspiration qui relie entre eux ces deux éléments, dispositif caractérisé par le fait que le conduit (5) d'évacuation par aspiration est directement introduit dans la tour d'extinction (10) associée à la batterie (1) de fours à coke et dont le dispositif d'extinction est conçu de manière à pouvoir être réglé sur une pulvérisation intensive. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit (5) d'évacuation par aspiration passe entre le groupe ou système de pulvérisation (13) associé à la tour d'extinction et les arrosoirs d'extinction (12). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit (5) d'évacuation par aspiration est introduit au dessous des arrosoirs d'extinction (12) et est coudé vers le haut. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les ouvertures (11) de pénétration du chariot d'extinction (3) au pied de la tour d'extinction (10) sont obturables. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 4, catactérisé par le fait que les obturateurs (20) des ouvertures de pénétration (11) sont accouplés au système d'évacuation par aspiration et sont mis en action avec une avance ou un retard faibles. 6. Dispositif selon la revendication 1 et l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les arrosoirs d'extinction (12) et éventuellement ou en variante, le système de pulvérisation (13) associé à la tour d 'extinction,présentent des ajutages fins supplémentaires. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les arrosoirs d'extinction (12) et éventuellement ou en variante, le système de pulvérisation (13) associé à la tour d'extinction,sont équipés d'arrosoirs ou de buses pouvant être enclenchés réversiblement. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des ventilateurs (19) sont associés au conduit (5) d'évacuation par aspiration. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tronçon extrême (18) du conduit (5) d'évacuation par aspiration introduit dans la tour d'extinction (10) peut effectuer des pivotements. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 9, caractérisé par le fait qu'un- répartiteur est placé sur le tronçon extrême (18) du conduit (5) d'évacuation par aspiration. 11. Procédé de dépoussiérage des substances libérées lors du refoulement d'évacuation du coke, dans lequel les gaz dégagés renfermant de a poussière sont lavés à l'eau, procédé caractérisé par le fait que les gaz renfermant de la poussière sont évacués par aspiration dans la tour d'extinction en empruntant le conduit d'évacuation par aspiration et sont dans cette tour, dirigés à contre-courant vers l'eau d'extinction. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'eau d'extinction et éventuellement ou en variante, les gaz renfermant-de la poussière, sont chauffés avant d'être introduits dans la tour d'extinction.