Brevet FR2539645A1 — publié le 19840727

L'invention concerne une tour de lavage avec une enveloppe essentiellement cylindrique pour une installation de désulfuration de gaz de fumée en aval d'un foyer de chaudière, en particulier d'une chaufferie de centrale électrique,/unme ritede gaz de fumée dans la partie inférieure de la tour de lavage, une sortie de gaz de fumée au sommet de la tour de lavage, un dispositif pour amener un liquide de lavage et un puisard de liquide de lavage,une suspension de sulfite de calcium et/ou de sulfate de calcium pouvant être soutirée du puisard de liquide de lavage et un séparateur d'eau étant disposé au sommet de la tour de lavage et la sortie de gaz de fumée étant rattachée radialement à l'enveloppe dudit séparateur d'eau. Dans le cas d'une tour de lavage de ce type bien connue dans la pratique, le séparateur d'eau au sommet de la tour de lavage est/cyclone En cas de grandes vitesses d'écoulement du gaz de fumée au-sommet de la tour de lavage, cela pose des problèmes parce qu'il se produit toujours un-entrainement de l'eau séparée et parce que, en plus, un dépôt de sulfite de calcium et de sulfate de calcium se forme sur les surfaces du séparateur. La présente invention a pour objet de perfection- ner les tours de lavage du type précité de telle façon que, même à des grandes vitesses d'écoulement du gaz de fumée, le liquide de lavage séparé ne soit plus entraîné et qu'un dépôt gênant de sulfite de calcium et de sulfate de calcium ne se forme pas sur les surfaces du séparateur. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le séparateur d'eau présente une couronne de registres séparateurs dont chacun est constitué par une pluralité de séparateurs à surface d'impact disposés à distance l'un derrière l'autre, lesdits registres sépara- teurs étant placés en secteurs autour d'un centre d'entrée libre de gaz de fumée et pouvant être traversés radiale- ment par le gaz de fumée, et qu'aux registres de sépara- tion d'eau est relié un canal annulaire pour l'évacuation des gaz de fumée dont la section de passage augmente à partir de la zone opposée à la sortie des gaz de fumée en direction de cette sortie L'invention est basée sur le fait que dans une tour de lavage du type précité on peut utiliser des séparateurs à-surface d'impact si ceux-ci sont disposés de la manière décrite en secteurs et traversés de ce fait dans le sens radial L'invention met à profit le fait surprenant que l'installation d'une pluralité de séparateurs à surface d'impact dans les différents- secteurs, disposés à distance les uns des autres, conduit à des conditions d'écoulement et de séparation qui empêchent d'une part l'entraînement de l'eau une fois séparée et qui évitent, d'autre part, avec certitude la formation d'un dépôt de sulfite de calcium et de sulfate de calcium sur les surfaces d'impact Un avantage particulier réside alors dans le fait que les différents séparateurs à surface d'impact sont séparés par des intervalles sans surfaces d'impact Il en est ainsi en particulier si les séparateurs à surface d'impact présentent, en coupe radiale par rapport à la tour de lavage, des surfaces d'impact en zigzag disposées sur des plans verticaux et évacuant l'eau séparée vers le bas. Dans le cadre de l'invention, le nombre des secteurs peut, en principe, être quelconque Un mode de réalisation préféré de l'invention qui a fait ses preuves est caractérisé par le fait que dix registres de séparation d'eau, tous conçus pour les mêmes pertes de charge, sont disposés, entre des éléments de séparation, dans dix secteurs répartis sur la circonférence Les éléments sépa- rateurs des secteurs peuvent alors être réalisés et fonction- ner en même temps comme déflecteurs pour les gaz de fumée. En service normal d'une tour de lavage selon l'invention dans le cadre d'une installation de désulfuration de gaz de fumée en aval d'un foyer de chaudière, et notamment en aval d'une chaufferie de centrale électrique, les conditions créées sônt en général telles qu'une séparation très complète de l'eau entraînée par le gaz de fumée se produit dans le séparateur d'eau Cette séparation d'eau suffit pour empêcher une accumulation de sulfite de calcium et de sulfate de calcium sur les-surfaces d'impact. Il est cependant prévu dans le cadre de l'invention d'installer devant et/ou derrière les séparateurs à surface d'impact des pulvérisateurs qui envoient du liquide de lavage sur les surfaces d'impact Cette pulvérisation peut être effectuée en cours de service normal de la tour de lavage, l'injection du liquide de lavage dans la zone des séparateurs à surface d'impact entraînant à là fois un effet de condensation et le nettoyage des surfaces d'impact. Mais une opération de lavage correspondante peut également être réalisée en quelque sorte comme lavage à contre-courant pour les surfaces d'impact, des clapets de commande corres- pondants permettant également la mise hors service des registres considérés En tout cas, une tour de lavage selon l'invention empêche de façon sûre la solidification de sulfite de calcium et de sulfate de calcium sur les surfaces d'impact et -assure une séparation très complète de-l'eau La sortie de gaz de fumée est raccordée à l'enveloppe du séparateur d'eau, de préférence avec une évacuation radiale. Ensuite, elle peut être dirigée vers le bas. 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 axiale d'une tour de lavage selon l'invention, La figure 2 représente, à plus grande échelle et avec des détails de construction supplémentaires, le détail A de la figure 1, La figure 3 est une coupe suivant-la ligne B-B de la figure 1. La figure 4 représente, à une échelle beaucoup plus grande par rapport à la figure 1, un secteur dans la région C de l'objet de la figure 3 avec d'autres détails de construction - La tour de lavage 1 représentée aux dessins comprend une enveloppe 2 essentiellement cylindrique et elle est destinée à une installation pour la désulfuration de gaz de fumée en aval d'un foyer de chaudière, en parti- culier en aval d'une chaufferie de centrale électrique La tour de lavage 1 comprend une entrée de gaz de fumée 3 dans la région de la partie inférieure la de la tour de lavage, une sortie de gaz de fumée 4 dans la région du sommet lb de la tour de lavage, un dispositif 5 pour amener un liquide de lavage, et un puisard 6 de liquide de lavage. Une suspension de sulfite de calcium et/ou de sulfate de calcium peut être soutirée du puisard 6 de liquide de lavage Au sommet de la tour de lavage lb est disposé un séparateur d'eau 7 à l'enveloppe 8 duquel la sortie de gaz de fumée 4 est raccordée essentiellement radialement A la figure 1, on voit également des dispositifs pour amener l'oxygène atmosphériqueou des additifs dans le puisard 6 de liquide de lavage La section de la tour de lavage au-dessus du puisard 6 de liquide de lavage fonctionne comme section d'absorption Le puisard 6 permet de soutirer une suspension de sulfite de calcium et/ou de sulfate de calcium Le puisard 6 comporte une grille horizontale 9 de conduites 10 d'alimentation en oxygène qui sépare une zone d'oxydation O au-dessus de la grille 9 d'une zone de réaction R au-dessous de la grille 9 Au-dessous de la grille 9 se trouvent également des dispositifs il pour l'introduction d'additifs. Les conduites d'alimentation en oxygène de la grille 9 sont constituées par une pluralité de conduits parallèles 10 ouverts vers le bas et présentant des perforations de sortie d'oxygène ouvertes vers le haut La distance entre les conduits 10 est choisie de telle façon que, compte tenu du liquide de lavage s'écoulant vers une canalisation de retour, il ne peut se produire un refoulement de la zone de réaction R vers la zone d'oxydation 0 A l'intérieur des conduits 10 se trouve un coussin d'oxygène atmosphérique 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. Dans la tour de lavage 1, on obtient en premier lieu, comme de règle, dans la zone d'adsorption, du sulfite à partir de l'anhydride sulfureux ou de l'anhydride 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 transformé en sulfate dans la zone d'oxydation 0. Cette transformation se produit dans la zone d'oxydation 0 définie dans le puisard 6 de liquide de lavage 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 préfé- rence entre 4 et 6,5 Cette oxydation est réalisée dans la zone d'oxydation O par l'alimentation en oxygène et 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 6 un mélange à très forte teneur en sulfate de calcium qui peut être utilisé directement en tant que plâtre ou soumis à un trai- tement ultérieur. Le détail de la conformation des séparateurs d'eau 7 ressort notamment des figures 2 et 4 On remarque que le séparateur d'eau 7 présente une couronne de registres séparateurs 13 dont chacun est constitué par une pluralité de séparateurs à surface d'impact 14 disposés, espacés l'un derrière l'autre, lesdits registres séparateurs étant placés en secteurs autour d'un centre d'entrée libre de gaz de fumée 15 et pouvant être traversés radialement par le gaz de fumée Aux registres séparateurs d'eau 13 est relié un canal annulaire 16 pour l'évacuation des gaz de fumée, dont la section de passage augmente à partir de la zone opposée à la sortie 4 des gaz de fumée en direction de cette sortie 4 Cela est indiqué de manière exagérée à la figure 3. Un examen comparé des figures 1 et 4 montré que les séparateurs à surface d'impact 14 présentent, en coupe radiale par rapport à la tour de lavage, des surfaces d'impact 17 en zigzag qui sont disposées sur des plans verticaux et qui évacuent l'eau séparée vers le bas Dans l'exemple de réalisation, dix registres de séparation d'eau 13, tous conçus pour présenter les mêmes pertes de charge, sont disposés, entre des éléments de séparation 19, dans dix secteurs 18 répartis sur la circonférence Les éléments séparateurs 19 des secteurs agissent en même temps comme déflecteurs de gaz de fumée. Dans l'exemple de réalisation et selon un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu d'ins- taller devant et/ou derrière les séparateurs à surface d'impact 14 des pulvérisateurs 20 par lesquels du liquide de lavage peut être envoyé sur les surfaces d'impact 17, comme cela ressort notamment de la figure 2. REVENDICATIONS 1. Tour de lavage du type comportant une enve- loppe essentiellement cylindrique, pour une installation de désulfuration de gaz de fumée en aval d'un foyer de chaudière, en particulier en aval d'une chaufferie de centrale électrique, une entrée ( 3) de gaz-de fumée dans la partie inférieure de la tour de lavage, une sortie ( 4) de gaz de fumée au sommet de la tour de lavage, un disposi- tif ( 5) pour amener un liquide de lavage et un puisard ( 6) de liquide de lavage, une suspension de sulfite de calcium et/ou de sulfate de calcium pouvant être soutirée du puisard de liquide de lavage et le sommet de la tour de lavage comportant un séparateur d'eau ( 7) à l'enveloppe ( 8) duquel la sortie ( 4) de gaz de fumée est rattachée essen- îdia le menat tiellement /mbfracterisee par le fait que le spérateur d'eau ( 7) présente une couronne de registres séparateurs ( 13) dont chacun est constitué par une pluralité de séparateurs à surface d'impact ( 14) disposés espacés l'un derrière l'autre, lesdits registres séparateurs étant disposés en secteurs ( 18) autour d'un centre ( 15) d'entrée libre de gaz de fumée et pouvant être traversés radialement par le gaz de fumée, et qu'aux registres séparateurs d'eau ( 13) est relié un canal annulaire ( 16) pour l'évacuation-des gaz de fumée dont la section de passage augmente à partir de la zone opposée à la sortie de gaz de fumée ( 4) en direction de cette sortie ( 4). 2. Tour de lavage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les séparateurs à surface d'impact ( 14) présentent, en coupe radiale par rapport à la tour de lavage, des surfaces d'impact ( 17) en zigzag disposées sur des plans verticaux et évacuant l'eau sépa- rée vers le bas. 3. Tour de lavage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que dix registres de séparation d'eau ( 13), présentant tous les mêmes pertes de charge, sont disposés, entre des éléments de séparation ( 19) dans dix secteurs ( 18) répartis sur la circonférence. 4. Tour de lavage selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les éléments séparateurs ( 19) des secteurs sont réalisés en même temps comme déflecteurs de gaz de fumée. 5 Tour de lavage selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte, devant et/ou derrière les séparateurs à surface d'impact ( 14) des pulvérisateurs ( 20), ceux-ci pouvant envoyer du liquide de lavage sur les surfaces d'impact ( 17)