Brevet FR2557811A1 — publié le 19850712

La orésente invention concerne un procédé de désulfuration des gaz de combustion d'un foyer par fixation d'oxydes de soufre sous forme gazeuse sur du calcium. Sur la base des règlements officiels définis par la loi de protection de l'environnement en République Fédérale Allemande (BImSchG), et à cet égard notamment la Notice Technique pour maintenir la pureté de l'air (TA-Luft), les utilisateurs de gros foyers industriels, comme par exemple des centrales thermiques ou des installa- tions de calcination de ciment, sont obligés de ne pas dépasser des valeurs limites déterminées pour les substances nocives sous forme de particules ou sous forme de gaz ( par exemple de la poussière, de l'oxyde de carbone, de l'anhydride sulfureux, des oxydes d'azote) se trouvant dans des fumées déchargées dans l'atmosphère. En conséquence il est nécessaire d'utiliser des installations d'épuration de fumées notamment pour le dépoussiérage et la désulfuration des fumées. Du fait que dans de gros foyers industriels il se produit dans la plupart des cas de très grandes quantités de fumées ayant des concentrations relativement faibles en substances nocives, il est nécessaire d'utiliser des installations d'épuration de fumées d'importance correspondante, qui se traduisent par des frais élevés d'investissement et ensuite par des frais importants de capitalisation, d'exploitation, d'entretien et de surveillance. Ces frais doivent être supportés par le produit final. Ils peuvent par conséquent altérer la rentabilité et la productivité, la possibilité de concurrence ainsi que la sécurité des postes de travail d'une entreprise. En conséquence il est nécessaire d'agencer de façon optimale les moyens à installer ou disponibles et de prendre des mesures permettant d'améliorer au maximum la technologie d'épuration des fumées et par conséquent égale- ment la protection de l'environnement. La présente invention a pour but de créer un procédé de désulfuration de gaz de combustion de foyers industriels, comme par exemple des foyers de chaudières ou 25578 1l des installations de calcination de ciment, de façon à obtenir une désulfuration des gaz de combustion qui soit optimale et par conséquent peu coûteuse. Ce problème est résolu selon l'invention en ce qu'on ajoute aux gaz de combustion un agent d'adsorption constitué par de la farine brute de ciment au moins partiel- lement désacidifiée. Dans des installations de calcination de ciment, on dispose par exemple très avantageusement d'un produit intermédiaire constitué par de la farine chaude de ciment qui est au moins partiellement désacidifiée et qui convient de façon appropriée pour être utilisée comme agent d'adsorp- tion pour des oxydes au soufre sous forme gazeuse, en étant disponible en quantité suffisante de façon peu coûteuse. Cet agent d'adsorption présente un haut degré de réactivité pour convertir des oxydes de soufre en sulfate de calcium au moyen d'oxyde de calcium. En conséquence il n'est pas nécessaire, pour effectuer une adsorption de soufre, d'utiliser ou de tenir à disposition un autre agent d'adsorption ( par exemple du charbon actif, de l'oxyde de calcium pur, du lait de chaux). Il suffit d'effectuer un transport de la farine brute de ciment, contenant une proportion suffisamment grande d'oxyde de calcium libre, jusqu'à la canalisation dans laquelle passent les gaz à désulfurer. Selon une particularité de l'invention, de la farine brute de ciment désacidifiée est mise en suspension sous la forme d'un nuage de poussières volantes dans un courant de gaz de combustion et elle est séparée de ce courant de gaz de combustion après réception ou fixation de l'oxyde de soufre. On obtient ainsi avantageusement une conversion d'oxyde de soufre, au moyen de farine chaude contenant de l'oxyde de calcium, en sulfate de calcium avec un très haut rendement de conversion. Selon une autre particularité de l'invention, le degré de désacidification de la farine brute de ciment s'élève au moins à 50 %. 25578 il Pour ce degré de désacidification, on obtient déjà une très grande affinité de la farine brute pour les oxydes de soufre contenus dans les gaz de combustion et on peut ainsi assurer une très bonne désulfuration de ces gaz. Selon une autre particularité de l'invention, il est prévu que la farine chaude de ciment soit dérivée de la canalisation de farine chaude de ciment entre le dernier étage de l'installation d'échange de chaleur et la chambre d'entrée du four tubulaire rotatif. Dans cette zone d'une installation d'échange de chaleur, la désacidifi- cation de la matière première préchauffée est poursuivie au maximum avant l'introduction dans le four de calcination et la farine brute de ciment ou bien la farine chaude de ciment contient ici la plus forte proportion en oxyde de calcium libre. Egalement le prélèvement d'un courant partiel de farine chaude de ciment à partir de la canalisation de farine chaude de ciment peut être réalisé d'une manière particulièrement simple au moyen de dispositifs connus ( par exemple conformément à la demande de brevet allemand DE-OS 28 15 161). Suivant une autre particularité de l'invention, il est prévu que de la farine chaude de ciment se trouvant dans le courant de suspension d'un évacuateur partiel de gaz soit prélevée à partir de la zone supérieure de la canalisa- tion principale de gaz de combustion entre le dernier étage de l'installation d'échange de chaleur et le four tubulaire rotatif. En cet endroit, la proportion de farine chaude de ciment thermiquement activée se trouvant dans le courant de gaz de préchauffage est particulièrement élevée de sorte qu'il est suffisant de dériver un courant partiel de gaz relativement faible de la suspension, de séparer ensuite la farine brute chaude et d'introduire celle-ci dans la canalisation de gaz de combustion en vue d'une fixation des oxydes de soufre. A cet égard, l'obtention d'une quantité prédé- terminée de farine chaude de ciment à partir du courant partiel de gaz est particulièrement avantageuse et peu compliquee. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu que la farine chaude de cimer.t se trouvant dans le courant de suspension d'un évacuateur partiel de gaz soit prélevée à partir de la zone correspondant à la chambre d'entrée du four tubulaire rotatif. On obtient ainsi très avantageusement une possibilité de combinaison avec des conduits de dérivation connus ou existants pour une évacuation partielle des gaz de combustion d'un four tubulaire rotatif en vue d'empêcher des circuits alcalins. A cet égard, on peut utiliser des canalisations d'évacuation partielle de gaz déjà existantes, qui servent à évacuer de façon permanente des gaz de combustion de fours de calcination qui sont enrichis en substances alcalines vaporisées, également dans le but d'extraire de la farine chaude de ciment activée pour la désulfuration des gaz de combustion. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu que la farine chaude de ciment ainsi dérivée soit refroidie au moins partiellement avec de l'eau. Ainsi très avantageusement d'une part les gaz de combustion chauds sortant du four et servant de support pour la farine chaude de ciment sont refroidis à une température désirée, corres- pondant à peu près à la température régnant dans la canalisa- tion de gaz de combustion et d'autre part une partie de l'oxyde de calcium libre est incorporée à l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2, se présentant sous une forme très avantageu- se pour servir également d'agent d'adsorption. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu que la farine chaude de ciment dérivée soit introduite en même temps qu'un excès d'eau dans le courant de gaz de combustion. Sous l'effet de l'excès d'eau introduit dans le courant de gaz de combustion, on obtient très avantageuse- ment un conditionr.ement des gaz de combustion de telle sorte que, pour une dépense ér.ergétique faible, il puisse se produire dans l'ensemble de filtrage ( par exemple un électrofiltre) une séparation presque complète des substan- ces nocives ainsi que de l'agent d'adsorption ayant réagi par raooort au courant de gaz de combustion. Selon un autre aspect de l'invention, il est orévu que la farine brute de ciment ou la farine chaude de cmrent dérivée soit introduite dans le courant de gaz de combustion directement en amont d'une installation de broyage-séchage de la matière première qui est placée elle- même en amont de l'installation d'échange de chaleur. Ainsi, à l'intérieur de l'installation de broyage, on est assuré d'obtenir un mélange intensif de la farine chaude de ciment activée avec le courant de gaz de combustion contenant de l'anhydride sulfureux et d'obtenir un-plus haut rendement de conversion des oxydes de soufre en sulfate de calcium au moyen d'oxyde de calcium, et ainsi un plus haut degré de désulfuration des gaz de combustion. S15 Selon encore un autre aspect de l'invention, il est prévu que la farine chaude de ciment dérivée soit intro- duite dans le courant de gaz de combustion en amont d'un dispositif d'épuration de gaz de combustion. A cet égard, il s'est avéré avantageux d'opérer avec un certain excès d'agents d'adsorption actifs de manière qu'il se dépose sur la surface intérieure du filtre une mince couche active constituée d'agent d'adsorption encore capable de réagir, ce qui permet de fixer d'autres résidus de SO2 contenus dans les gaz de combustion. La farine chaude de ciment ayant réagi est évacuée du filtre et convient, du fait qu'elle contient une forte proportion de CaSO4, par exemple pour être intro- 4, duite dans des broyeurs à ciments comme un retardateur de fixation dans de la farine broyée de ciment, ou bien pour être utilisée pour la fabrication de plâtre ou de liant ( mortier d'enduit). Elle peut cependant être mélangée au moins en partie avec la matière première dans une installa- tion de calcination de ciment. L'invention offre la possibilité avantageuse dintroduii de la farine chaude de ciment comme agent d'adsorption pour la désulfuration des gaz de combustion produits par de gros foyers industriels, comme des foyers de centrales thermiques ou autres, qui sont placés géographi- quemer.t à proximité d'une installation de calcination de ciment par exemple, la farine étant alors utilisée pour une désulfuration des gaz de combustion. '57811 REVENDICATIONS 1. Procédé de désulfuration des gaz de combustion d'un foyer par fixation d'oxydes de soufre sous forme gazeuse sur du calcium, caractérisé en ce qu'on ajoute aux gaz de combustion de la farine brute de ciment désacidifiée comme agent d'adsorption. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la farine brute de ciment désacidifiée est mise en suspension sous forme d'un nuage de poussières volantes dans 1l gaz de combustion et elle est séparée des gaz de combustion après adsorption ou fixation de l'oxyde de soufre. 3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le degré de désacidification de la farine brute de ciment s'élève avantageusement au moins à %. 4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la farine brute de ciment est dérivée sous forme de farine chaude désacidifiée de l'étage de calcination d'une installation à échangeur de chaleur - four tubulaire rotatif servant à la fabrication de ciment. , Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de la farine chaude désacidifiée se trouvant dans un courant de gaz en suspension provenant d'un évacuateur partiel de gaz est dérivée de l'installation à échangeur de chaleur- four tubulaire rotatif et est séparée du courant de gaz dans un étage séparateur. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de la farine chaude désacidifiée se trouvant dans le courant de gaz en suspension d'un évacuateur partiel de gaz est dérivée de la zone de la chambre d'entrée du four tubulaire rotatif et est séparée du courant de gaz dans un étage séparateur. 7. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la farine chaude dérivée est refroidie au roins partiellement avec de l'eau. 8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la farine chaude dérivée est introduite dans le courant de gaz de combustion en même temps qu'un excès d'eau. 9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la farine chaude dérivée est introduite dans le courant de gaz de combustion directement en amont d'une installation de broyage- séchage de la matière première qui est placée en amont de l'installation d'échange de chaleur. 10. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la farine chaude dérivée est introduite dans le courant de gaz de combustion en amont d'un dispositif d'épuration de gaz de combustion.