Brevet FR2541684A1 — publié le 19840831

Procédé pour la fixation de composés du soufre qui se forment en tant que produits de réaction lors de la combustion de combust bles renfermant du soufre dans un foyer, par l'adjonction d'addit et additifs pour la mise en oeuvre de ce procéde. La présente invention concerne un procédé pour la fixation de composés du soufre qui se forment en tant que produits de réaction lors de la combustion de combustibles renfermant du soufre dans un foyer, par l'adjonction d'additifs. Pour la fixation de composés du soufre, qui se forment en tant que produits de réaction lors de la combustion de combustibles contenant du soufre dans un foyer, on utilise des additifs L'adjonction des additifs peut être effectuée, d'après l'état connu de la techniquesuivant des modes opératoires de types et de natures différents. Un premier mode opératoire consiste en l'adjonction de lladditif au combustible avant la combustion de celui-ci, à savoir qu'on mélange l'additif et le combustible et qu'on fait brûler consécutivement le mélange ainsi produit. Un deuxième mode opératoire consiste en l'adjonction des additifs aux produits de réaction du combustible constitué,par du gaz de fumée, la forme et la zone de l'adjonction étant choisies de façon diverse La zone d'adjonction de l'additif aux produits de réaction résultant de la combustion dépend -de la composition de l'additif Les additifs connus et utilisés jusqu'alors ont en fait un pouvoir de réaction qui dépend de la température, si bien que, par exemple, on ne peut introduire avantageusement un additif ne réagissant qu'aux températures élevées avec les produits de réaction résultant de la combustion, qu'en des emplacements o règnent ces conditions de température Ceci s'applique également à des additifs dont la réaction optimale se situe dans la gamme des températures moyennes ou des basses températures. On connait un procédé (brevet de la R F A DE-PS 28 07 076), dans lequel on adjoint en mélange au combustible l'additif, avant la combustion Cet additif est un oxyde de calcium La lignite sert de combustible Cet additif a son optimum réactionnel dans la gamme des températures moyennes et ne peut par suite être utilisé avantageusement qu'avec la lignite, à savoir en combinaison avec un mélange, car la lignite possède un niveau de température plus bas dans la combustion que la houille. On connaît un autre procédé (brevet des U S A. N O 3 823 676), dans lequel on utilise comme additif le carbonate de sodium Cet additif est adjoint au combustible constitué par de la houille avant ou après le broyage Cet additif atteint son optimum réactionnel dans le cas de la houille dans la gamme des hautes températures Un inconvénient de l'utilisation de cet additif réside dans le fait qu'il produit en combinaison avec les cendres de combustion des encrassements et des scarifications dans le foyer, car le point de fusion des scories est considérablement abaissé par les composés du sodium. Contrairement à l'adjonction de l'additif au combustible avant la combustion, comme mentionné ci-dessus il est également connu d'adjoindre l'additif aux produits de réaction Ceci peut avoir lieu par l'adjonction de l'additif au-dessus des brûleursdisposés-dans le foyer ou en un point plus éloigné dans le parcours de la conduite du gaz de fumée d'un générateur de vapeur d'eau La difficulté consiste toutefois dans ce cas à distribuer l'additif très uniformément sur tout le courant de gaz de fumée pour obtenir une exploitation économique dudit additif Ces difficultés sont évitées par un procédé maintenant connu (brevet de la R F A DE-PS 29 32 676), par le fait que l'on amène l'additif dans la périphérie des flammes individuelles cesbrûleursau moyen d'un agent véhiculeur Par cette mesure, on Utilise l'énergie de mélangeage qui assure déjà pour sa part la combustion du combustible, pour réaliser également une distribution uniforme de l'additif dans les produits de combustion formés. Les additifs utilisés dans ce procédé connu sont des oxydes et hydroxydes de métaux, tels que par exemple des oxydes des métaux sodium, potassium, aluminium, baryum, cadmium, calcium, cuivre, fer, plomb, magnésium, manganèse et zinc. En outre, on peut également utiliser comme additifs dans ce procédé connu, du carbonate de calcium, du carbonate de magnésium et de la dolomite sous forme pulvérulente Ces additifs ont leur optimum réactionnel dans la gamme des températures moyennes, si bien quelors de l'utilisation sous cette formel'exploitation des additifs n'est pas complète, d'autant plus que l'activité réactionnelle d'une partie des additifs précités se trouve diminuée lors du mélangeage dans la région de la flamme sous l'effet des températures élevées. Quand bien même la nature et la zone d'adjonction de l'additif sont optimales, l'effet obtenu lors du mélangeage des additifs avec les produits de réaction du combustible, est toutefois insatisfaisant en ce qui concerne le pouvoir réactionnel, en particulier dans les gammes de températures élevées. Le but de l'invention est de permettre d'utiliser, dans des procédés de fixation de composés du soufre, qui se forment en tant que produits de réaction lors de la combustion de combustibles renfermant du soufre dans des foyers, les additifs qui possèdent, également aux températures élevées, un meilleur degré de fixation du soufre que les additifs connus, et de déterminer leur zone d'introduction optimale pour la réaction. Les objectifs précités ainsi que d'autres qui apparaîtront mieux dans ce qui suit sont atteints selon l'invention par le fait que l'on utilise comme additifs un mélange d'un carbonate alcalin et d'un oxyde de métal alcalino- terreux, par exemple un mélange de carbonate de sodium et d'oxyde de magnésium. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, il s'est avéré particulièrement avantageux d'utiliser un mélange d'additifs à base de carbonate de sodium et d'oxyde de magnésium qui est caractérisé par le fait que ledit mélange est constitué par environ 1 partie en poids de carbonate de sodium et environ 2 parties en poids de carbonate de magnésium L'utilisation d'un mélange d'un carbonate alcalin et d'un oxyde alcalino-terreux est avantageuse dans la mesure o en raison de leurs points de fusion élevés connus les oxydes alcalino-terreux ne donnent pas lieu en combinaison avec les carbonates alcalins à des scarifications du foyer et des surfaces de chauffe gênantes pour la marche Les encrassements produits sont de nature poreuse et par suite plus faciles à éliminer pendant la marche au moyen des dispositifs de nettoyage connus. En ce qui concerne la forme de l'adjonction, on peut citer plusieurs possibilités dans le cadre du procédé de l'invention Dans ledit procédé de l'invention, le mélange d'additifs peut être adjoint au combustible avant l'allumage. On peut toutefois également l'adjoindre suivant une autre forme de réalisation conjointement avec le véhiculeur d'oxygène dans le foyer On a en outre la possibilité dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention d'effectuer l'adjonction du mélange d'additifs aux produits de réaction résultant de la combustion au moyen d'un fluide véhiculeur. Dans le cas de l'utilisation d'un fluide véhiculeur, on a, conformément à un autre aspect de l'invention, la possibilité d'adjoindre le mélange d'additifs -aux cendres volantes recyclées à une température de moins de 1.2000 C A cette température, on évite le danger que des composés du soufre déjà fixés dans les cendres volantes soient de nouveau libérés, et d'autre part on est assuré,- dans le cas de l'addition supplémentaire de cendres volantes aux produits de réaction-que la fraction non encore utilisée d'additif réactif se trouve alors mise à profit pour la fixation du soufre. En dehors de la forme d'adjonction, la zone d'adjonction est également importante pour l'additif,dans le cadre du procédé de l'invention La zone d'adjonction dépend du choix du foyer pour obtenir une réaction optimale de l'additif avec les produits de réaction du combustible. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas d'un foyer à brûleurs, on introduit le mélange d'additifs dans la périphérie des flammes individuelles Le mode d'introduction peut être divers dans le cas du choix de cette zone d'adjonction. Suivant une première caractéristique, le mélange d'additifs peut être adjoint avec une partie du véhiculeur d'oxygène ou carburant. Suivant une autre caractéristique, l'adjonction du mélange d'additifs est possible au moyen d'un mélange d'un véhiculeur d'oxygène et d'un gaz de fumée. D'autres possibilités consistent en ce que l'on adjoint le mélange d'additifs avec du gaz de fumée pur ou avec de l'eau. Le procédé de l'invention peut également être utilisé en relation avec un foyer à lit fluidisé Dans le cas d'un tel foyer, l'adjonction du mélange d'additifs a lieu directement dans le lit. En variante à l'adjonction du mélange d'additifs directement dans le lit, on peut toutefois également procéder dans le cas de l'utilisation d'un foyer à lit fluidisé, de manière à introduire le mélange d'additifs dans le lit conjointement avec la matière de recyclage. Dans le cas de l'utilisation du procédé de l'invention dans un foyer à grille, l'adjonction du mélange d'additifs a lieu avec l'air secondaire. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fixation de composés du soufre, qui se forment en tant que produits de réaction lors de la combustion de combustibles renfermant du soufre dans un foyer, par adjonction d'additifs, caractérisé par le fait que l'on utilise comme additifs un mélange d'un carbonate alcalin et d'un oxyde alcalino-terreux, par exemple un mélange de carbonate de sodium et d'oxyde de magnésium. 2 Mélange d'additifs à base de carbonate de sodium et d'oxyde de magnésium pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit mélange se compose d'environ 1 partie en poids de carbonate de sodium et d'environ 2 parties en poids d'oxyde de magnésium. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs avec du combustible avant l'inflammation. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on amène le mélange d'additifs dans le foyer conjointement avec le véhiculeur d'oxygène. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs aux produits de réaction résultant de la combustion au moyen d'un fluide véhiculeur. 6 Procédé selon la revendication 1 ou 5, caractérisé par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs aux produits de réaction résultant de la combustion, conjointement avec des cendres volantes recyclées, à la température de moins de 12000 C au moyen d'un fluide véhiculeur. 7 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs)dans le cas d'un chauffage par brûleur dans la périphérie des flammes individuelles. 8 Procédé selon la revendication 7 en combinaison avec la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs avec une partie du véhiculeur d'oxygène. 9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs avec un mélange d'un véhiculeur d'oxygène et de gaz de fumée. Procédé selon la revendication 7, caracté: par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs avec du gaz de' fumée pur. 11 Procédé selon la revendication 7, caracté: par le fait que l'on effectue l'adjonction du mélange d'additifs au moyen d'eau. 12 Procédé selon la revendication 1 ou 3, caractérisé par le fait quedans le cas d'un foyer à lit fluidisé, on introduit directement le mélange d'additifs dans le lit. risé cisé 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé- par le fait que l'on introduit le mélange d'additifs dans le lit conjointement avec les matières de recyclage. 14 Procédé selon la revendication 1 ou 3-, caractérisé par le fait quedans le cas d'un foyer à grille, on effectue l'adjonction du mélange d'additifs à l'air secondaire.