Brevet FR2550711A1 — publié le 19850222

L'invention concerne, du point de vue du type, un procédé pour désulfurer des gaz de fumées industrielles dans une tour de lavage comportant un circuit du liquide de lavage qui contient de l'eau de 5 lavage et du carbonate de calcium à grains fini selon lequel les gaz de fumées, qui circulent selon un mouvement ascendant, sont traités dans une zone de lavage de la tour de lavage, en contre-courant avec le liquide de lavage et selon lequel,dans une zone inférieure 10 d'oxydation de la tour de lavage, le liquide de lavage est collecté et le sulfite de calcium et/ou le sulfite de calcium et d'hydrogène, formés dans cette zone, sont oxydés par introduction d'air en sulfate de calcium et ce dernier est éliminé du circuit du liquide 15 de lavage Il va de soi que le circuit du liquide de lavage est équipé d'une pompe appropriée et que des mécanismes auxiliaires pour l'introduction de 1 ' air pour l'envoi du carbonate de calcium et pour l'évacuation de toutes les substances sont également raccordés. 20 Les gaz de fumées sont en général introduits par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur et sont également à nouveau évacués par l'intermédiaire de ce dernier. L'installation connue du type indiqué 25 (VGB-Kraftwerkstechnik, 1983, pages 335 à 344, figures 8, 9 et 10) s'est avérée satisfaisante, mais peut faire l'objet d'améliorations du point de vue du rendement de la désulfuration On observe également dans la pratique-des rendements variables par moments, 30 dans des conditions différentes de fonctionnement. La présente invention a pour but de développer le procédé connu de manière que la désulfuration puisse être exécutée avec un meilleur rendement et qu'une adaptation à différentes condi35 tions de fonctionnement soit possible d'une manière simple En outre l'invention a pour but d'indiquer une tour de lavage qui est agencée pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention et qui se caractérise par sa simplicité et sa sécurité de fonctionnement. Pour résoudre le problème indiqué précédemment, l'invention indique tout d'abord un procédé caractérisé en ce que le liquide de lavage pulvérisé est réglé à une valeur de p H comprise entre 3 et 6 et de préférence entre 4 et 5, dans la zone de lavage, 10 par l'absorption d'anhydride sulfureux à partir des gaz de fumées, et que l'oxydation est réalisée dans la zone d'oxydation avec cette valeur du p H L'absorption d'anhydrides sulfureux par le liquide de lavage est un processus de diffusion ou un processus de dis15 solution au niveau de la surface liquide/gaz Plus la surface est étendue, plus l'absorption d'anhydride sulfureux s'effectue rapidement Par conséquent, conformément à l'invention, on obtient une indication concernant le temps de séjour du liquide de lavage ou 20 des gouttes de liquide de lavage dans la zone de lavage, ce temps de séjour dépendant également de la taille des gouttes du liquide de lavage et de la vitesse d'écoulement des gaz de fumées, c'est-à-dire, exprimé différemment, de la grandeur de la surface du liquide 25 de lavage et du temps de contact avec les gaz de fumées L'invention part du fait que, en ce qui concerne le rendement de dispositifs du type décrit servant à désulfurer des gaz de fumées, le rapport de l'anhydride sulfureux,offert au gaz,auxcomposésde calcium 30 entrant en solution est essentiel Ce rendement dépend de différents facteurs tels que la vitesse de dissolution du carbonate de calcium dans l'eau de lavage, de la grandeur de la surface de lavage présente, c'est-à- dire du nombre de gouttes et de la taille des gouttes, du temps de séjour du carbonate de calcium devant être dissous/dans la zone de lavage, de la taille des grains et de l'aptitude réactionnelle du carbonate de calcium, mais également de la 255071 i valeur du p H de la solution de lavage dans la zone de lavage Quelques-uns de ces paramètres sont prédéterminés du point de vue fonctionnement, tandis que d'autres sont variables D'une manière générale, il faut partir d'une taille prédéterminée de grains du carbonate de calcium Si le carbonate de calcium se dissout plus lentement que ce qui correspond à l'apport en anhydride sulfureux, le degré de désulfuration diminue étant donné qu'il n'y a plus suffisamment d'ions de calcium pour se combiner aux ions de sulfite ou aux ions de sulfite d'hydrogène présents dans la solution aqueuse et par conséquent l'absorption de l'anhydride sulfureux dans la phase aqueuse est ralentie L'invention part du fait que, pour empêcher ce ralentissement 15 lors de l'extraction par lavage, il suffit de donner une grandeur suffisante à la zone de lavage De façon étonnante on a établi que même les éléments associés de la solution dans le liquide de lavage peuvent avoir une action inhibitrice sur la solution du carbonate 20 de calcium Lors de la réaction, il se forme du sulfite de calcium qui est difficilement soluble dans la solution de lavage pour la valeur du p H de 6 à 7 habituellement utilisée Ce sulfite de calcium précipite et peut se cristalliser sur des particules présentes 25 de carbonate de calcium Ceci bloque ces particules de carbonate de calcium et empêche la poursuite de leur dissolution De façon étonnante ce blocage n'apparaît pas lorsque, conformément à l'invention, on travaille avec la valeur du p H de 3 à 6 indiquée, de 30 préférence 4 à 5, et que cette valeur est réglée dans la zone de lavage par absorption d'anhydride sulfureux à partir des gaz de fumées En outre, pour cette valeur du p H, les processus d'oxydation se déroulent également d'une manière particulièrement avantageuse 35 dans la zone d'oxydation. Une tour de lavage pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention possède une zone de lavage et une zone d'oxydation, et dans cette tour la 25507 1 1 zone de lavage comporte une multiplicité de buses de pulvérisation pour le liquide de lavage, la zone d'oxydation comporte des dispositifs pour l'introduction d'air et/ou de carbonate de calcium ainsi que pour E l'évacuation de la boue de désulfuration, et dans cette tour,en outre les gaz de fumées peuvent être introduits par le bas dans la zone de lavage et être évacués par la tête de la tour de lavage Une telle tour de lavage peut être agencée pour la mise en-oeuvre du pro10 cédé conforme à l'invention grâce au fait que la zone de lavage possède une longueur et les gouttes du liquide de lavage possèdent une taille moyenne, qui sont accordées, compte tenu de la vitesse d'écoulement des gaz de fumées, de manière que lors de leur entrée dans 15 la zone d'oxydation, les gouttes possèdent principalement une valeur du p H comprise dans la plage allant de 3 à 6 et de préférence entre 4 et 5, par absorption d'anhydride sulfureux à partir des gaz de fumées. Pour une adaptation à des conditions différentes de fonctionnement, il est possible de régler le degré de pulvérisation du liquide de lavage Mais on peut également rendre réglable la vitesse d'écoulement des gaz de fumées, là o l'installation montée en amont le permet Une autre proposition permettant de réali25 ser une adaptation à des conditions différentes de fonctionnement utilise le fait que dans une telle tour de lavage, une multiplicité de buses de pulvérisation pour le liquide de lavage sont disposées régulièrement les unes au-dessus des autres Ici, l'invention est caractérisée par le fait que les buses de pulvérisation peuvent être branchées et débranchées, à des hauteurs variables, en vue de réaliser le réglage du temps de séjour des gouttes du liquide de lavage dans la zone de lavage. Ci-après on va expliquer de façon plus détaillée l'invention en se référant à un dessin représentant un exemple de réalisation de l'invention. La figure unique représente schématiquement une coupe verticale d'une tour de lavage 1, qui est agencée pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La tour de lavage 1 représentée sur la figure possède une zone de lavage 2 et une zone d'oxydation 3 Une multiplicité de buses de pulvérisation 4 pour le liquide de lavage sont disposées les unes audessus des autres dans la zone de lavage 2 Le liquide 10 de lavage peut être entraîné en circulation par pompage au moyen de la pompe 6 dans le circuit 5 Dans la partie inférieure, c'est-à-dire dans la zone d'oxydation 3 se trouvent situés des dispositifs 7, 8, 9 servant à introduire de l'air et/ou du carbonate de cal15 cium ainsi qu'à évacuer la boue de désulfuration Les gaz de fumées peuvent être introduits par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur 10 dans la partie inférieure de la zone de lavage 2 et quittent la tour de lavage 1 par la tête 11, o se trouvent disposés 20 des séparateurs de gouttes correspondants 12 Les gaz de fumées traités sont à nouveau chauffés et évacués à l'aide de l'échangeur de chaleur 10. Le dispositif est agencé de telle sorte que le liquide de lavage pulvérisé situé dans la zone 25 de lavage 2 est réglé, par absorption d'anhydride sulfureux à partir des gaz de fumées, à une valeur du p H comprise entre 4 et 5, de telle sorte que l'oxydation dans la zone d'oxydation 3 peut être réalisée pour cette valeur du p H De façon correspondante la 30 longueur L de la zone de lavage 2 est fixée en tenant compte de la taille des gouttes du liquide de lavage et en tenant compte de la vitesse d'écoulement des gaz de fumées circulant à contre- courant Le degré de pulvérisation pourrait être réglable, par exem35 ple par modification de la pression de la pompe dans le circuit 5 du liquide de lavage En principe on pourrait également régler la vitesse d'écoulement des gaz de fumées, par exemple par branchement sup- plémentaire d'autres tours de lavage 1 constituées de façon correspondante Par ailleurs, on note qu'un grand nombre de buses de pulvérisation 4 sont disposées les unes au-dessus des autres dans la tour de lavage 1. 5 Elles pourraient être branchées différemment, avec comme effet le fait que le temps de séjour des gouttes du liquide de lavage pourrait être également adapté aux différentes conditions de fonctionnement. REVENDICATIONS 1 Procédé pour désulfurer des gaz de fumées industrielles dans une tour de lavage comportant un circuit du liquide de lavage qui contient de l'eau de lavage et du carbonate de calcium à grainsfirp selon le5 quel les gaz de fumées, qui circulent selon un mouvement ascendant, sont traités dans une zone de lavage de la tour de lavage, en contre-courant avec le liquide de lavage et selon lequel dans une zone inférieure d'oxydation de la tour de lavage, le liquide de lavage 10 est collecté et le sulfite de calcium et/ou le sulfite de calcium et d'hydrogène, formés dans cette zone, sont oxydés par introduction d'air en sulfate de calcium et ce dernier est éliminé du circuit du liquide de lavage, caractérisé en ce que le liquide de lavage 15 pulvérisé est réglé à une valeur de p H comprise entre 3 et 6 et de préférence entre 4 et 5, dans la zone de lavage, par l'absorption d'anhydride sulfureux à partir des gaz de fumées, et que l'oxydation est réalisée dans la zone d'oxydation avec cette valeur du p H. 2 Tour de lavage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une zone de lavage et une zone d'oxydation, et dans laquelle la zone de lavage comporte une multiplicité de buses de pulvérisation pour le liquide de lavage, 25 la zone d'oxydation comporte des dispositifs pour l'introduction d'air et/ou de carbonate de calcium ainsi que pour l'évacuation de la boue de désulfuration, et dans laquelle en outre les gaz de fumées peuvent être introduits par le bas dans la zone de 30 lavage et être évacués par la tête de la tour de lavage, caractérisée en ce que la zone de lavage ( 2) possède une longueur (L) et les gouttes du liquide de lavage possèdent une taille moyenne, qui sont accordées, compte tenu de la vitesse d'écoulement des gaz 35 de fumées, de manière que lors de leur entrée dans la zone d'oxydation ( 3), les gouttes possèdent principalement une valeur du D-T comprise Cans la plage al- lant de 3 à 6 et de préférence entre 4 et 5, par absorption d'anhydride sulfureux à partir des gaz des fumées. 3 Tour de lavage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le degré de pulvérisation du liqui5 de de lavage est réglable. 4 Tour de lavage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la vitesse d'écoulement des gaz de fumées dans la tour de lavage ( 1) est réglable. Tour de lavage selon l'une quelconque 10 des revendications 2 à 4, comportant une multiplicité de buses de pulvérisation ( 4) disposées à des hauteurs variables, caractérisée en ce que des buses de pulvérisation ( 4) peuvent être branchées et débranchées, à des hauteurs variables, en vue de réaliser le réglage du temps de séjour des gouttes du liquide de lavage dans la zone de lavage ( 2).