Brevet FR2548209A1 — publié le 19850104

PROCEDE DE LIAISON DE COMPOSES DE VANADIUM. L'invention est relative à un procédé de liaison de composés de vanadium qui se forment en tant que pro5 duits de réaction lors de la combustion de résidus pétroliers solides ou liquides dans des générateurs de vapeur. Au cours du traitement de l'huile minérale, il apparaît des résidus pétroliers sous forme solide ou liquide Ils contiennent, sous forme fortement concentrée, des 10 métaux lourds, en particulier des composés de vanadium, mais ils conviennent bien d'ailleurs à l'exploitation de l'énergie thermique par suite de leur pouvoir calorifique élevé Lors de l'utilisation de l'énergie calorifique relativement élevée de ces résidus par combustion dans des gé15 nérateurs de vapeur à alimentation classique, le vanadium provoquedes phénomènes de corrosion à haute température sur les surfaces de chauffe et tout particulièrement sur des éléments porteurs non refroidis, lorsque leurs températures sont supérieures à 540 C environ Dans cette gamme de température, l'oxyde de vanadium forme, avec l'oxyde de sodium qui est aussi présent dans les gaz de fumée,des composés chimiques corrosifs, en particulier les vanadylvanadates de sodium Na 20 x V 204 x 5 V 205 et 5 Na 20 x V 204 x 11 V 205. On sait que, par l'adjonction d'additifs tels que Mg O et dérivés alcalino-terreux, le vanadium peut être lié chimiquement, ce qui diminue la teneur de ceux des composés de vanadium qui fondent à des températures relative5 ment basses et qui ont une action corrosive De telles adjonctions d'additifs ont d'ailleurs déjà été expérimentées en ce qui concerne la combustion d'huiles contenant du vanadium, dans de gros générateurs de vapeur; dans ce cas, les teneurs en vanadium des combustibles utilisés étaient plus 10 faibles qu'avec les susdits résidus pétroliers dérivant du traitement des huiles minérales C'est ainsi par exemple qu'avec une teneur en vanadium de 141 ppm dans une huile lourde, on a relevé une diminution manifeste des taux de corrosion si le rapport moléculaire du magnésium au vanadium 15 était égal à 5/1. Pour obtenir des effets équivalents lors de la combustion des susdits résidus pétroliers, la proportion nettement plus élevée de vanadium oblige à augmenter en conséquence la quantité d'additifs pour permettre la liaison des 20 composés de vanadium Lors de la combustion des résidus liquides dans un générateur de vapeur conçu pour brûler de l'huile lourde, les quantités de matière solide qui en résultent ne seraient pas admissibles dans la mesure nécessaire car les systèmes de séparation des matières solides ne sont 25 pas agencés pour avoir la capacité nécessaire Un autre inconvénient à mentionner réside dans le fait que, en raison de la poussière contenue dans les gaz de fumée, il est entralné vers l'extérieur des quantités fort élevées de métaux lourds qui polluent l'environnement à un degré élevé. Les conditions sont analogues en ce qui concerne la combustion de résidus pétroliers solides dans des générateurs de vapeur classiques. L'invention a pour but de mettre au point un procédé grâce auquel, lors de la combustion de résidus pé35 troliers solides ou liquides dans des générateurs de vapeur, les constituants vanadiques présents dans ces résidus perdent dans une large mesure leur activité corrosive et leur pouvoir d'émission est réduit à une valeur acceptable pour l'environnement. Pour atteindre ce but, il est proposé, selon l'invention, que la liaison s'effectue dans le cadre d'une combustion avec du charbon contenant des métaux alcalino-terreux et de préférence riche en cendres qui, lorsque les résidus pétroliers sont solides, est mélangé à ceux-ci avant l'in10 troduction dans la zone de combustion et qui, lorsque les résidus pétroliers sont liquides, est introduit avec ceuxci séparément dans la zone de combustion à l'aide de brûleurs. On obtient ainsi de manière avantageuse que le 15 charbon contenant des métaux alcalino-terreux et riche en cendres agisse en additif naturel si bien qu'on peut se dispenser d'additifs supplémentaires pour la liaison des composés de vanadium Par suite de réactiorschimiques des composés de vanadiumcontenus dans les résidus pétroliers, avec 20 les composés de métaux alcalino-terreux, contenus dans les cendres de charbon, il se crée des vanadates de métaux alcalino-terreux à haut point de fusion, ce qui diminue considérablement les phénomènes de corrosion à haute température sur les surfaces de chauffe des surchauffeurs, dus aux va25 nadylvanadates de sodium à bas point de fusion Il est en outre avantageux que les brûleurs utilisés, de construction connue, ne nécessitent pas de mesures constructives spéciales sur les brûleurs de poussier, de charbon, que les résidus -ptroliers,lorsqu'ils sont solides,soient mélangés avant 30 leur introduction dans la zone de combustion ou, lorsqu'ils sont liquides, soient introduits séparément dans la zone de combustion C'est ainsi par exemple que, s'agissant de résidus pétroliers solides, on peut utiliser sans difficulté le brûleur protégé par le brevet français 80 03736 du 20 février 35 1980 et le brevet belge 882 038 du 31 mars 1980, le mélange de charbon et de résidus pétroliers étant alors introduit par le tube d'arrivée d'air et de combustible pulvérulent. S'agissant de brûler des résidus liquides contenant du vanadium, ceux-ci sont amenés au tube d'arrivée d'air interne central par l'intermédiaire d'une lance pulvérisatrice La 5 pollution de l'environnement par des métaux lourds est aussi fortement atténuée car le vanadium ainsi incorporé aux cendres de charbon est enlevé des gaz de fumée par les systèmes d'extraction des cendres que comportent les générateurs de vapeur. REVENDICATION Procédé de liaison de composés de vanadium qui se forment en tant que produits de réaction lors de la combustion de résidus pétroliers solides ou liquides dans des générateurs de vapeur, caractérisé en ce que la liaison s'effectue dans le cadre d'une combustion avec du charbon contenant des métaux alcalino-terreux et de préférence riche en cendres qui, lorsque les résidus pétroliers sont solides, est mélangé à ceux-ci avant l'introduction dans la zone de combustion et qui, lorsque les 10 résidus pétroliers sont liquides, est introduit avec ceuxci séparément dans la zone de combustion à l'aide de brûleurs.