Brevet FR2712510A1 — publié le 19950524

" Procédé et dispositif pour extraire des matières polluan- tes contenues dans un courant gazeux " L'invention concerne un procédé et un dispositif d'extraction de matières polluantes d'un courant gazeux, en particulier des vapeurs de produits collants qui apparais- sent lors de la fabrication d'électrodes, par adsorption de ces polluants sur de fines particules solides à l'intérieur d'un réacteur dans lequel les particules sont mises en con- tact avec le courant gazeux, les matières polluantes se dé- posant à la surface des particules qui, ainsi chargées, sont extraites du réacteur avec le gaz puis amenées à un séparateur qui les sépare du gaz. Dans la fabrication d'électrodes, en particulier de celles qui sont moulées avec utilisation d'un liant thermoplastique tel que du brai ou du bitume, il se produit lors de la préparation des mélanges, lors du moulage et pendant la cuisson, des gaz chargés de matières polluantes telles que par exemple des vapeurs de brai, qui doivent être aspirés et éliminés. Dans un procédé connu par le brevet DE-A- 02 554, la cuisson des anodes de charbon produit des gaz d'échappement contenant des matières polluantes à base de brai ou de goudron, qui sont traités dans une chambre d'ad- sorption par de l'alumine en poudre sur laquelle les pol- luants se déposent. L'alumine ainsi chargée en polluants est, après séparation du gaz ainsi épuré, introduite dans une chambre de combustion à l'intérieur de laquelle les polluants sont entièrement brûlés. L'alumine ainsi débar- rassée des polluants peut donc à nouveau être utilisée comme adsorbant. L'inconvénient de ces procédés connus est que la chambre d'adsorption ainsi que la chambre de combus- tion représentent des investissements importants, et que la combustion des polluants est également coûteuse. Le but de l'invention est de créer un procédé et un dispositif de mise en oeuvre de celui-ci, permettant, de manière simple et économique, d'épurer des gaz contenant des polluants et d'éliminer les polluants ainsi séparés. A cet effet, l'invention concerne un procédé ca- ractérisé en ce que le réacteur est un appareil de broyage fin, de préférence un broyeur à boulets, à l'intérieur du- quel la matière solide utilisée pour l'adsorption est broyée, les matières polluantes se déposant à la surface des particules solides pendant l'opération de broyage. L'invention concerne également un dispositif ca- ractérisé en ce qu'il comporte les appareils suivants, re- liés entre eux par des dispositifs de circulation: a) un dispositif de broyage fin, de préférence un moulin à billes, équipé d'une part d'un dispositif d'intro- duction de la matière solide à broyer ainsi que des parti- cules trop grosses séparées, dans un premier étage, du courant gazeux chargé de polluants et de l'air frais et, d'autre part d'un dispositif de sortie de la matière solide broyée, b) un premier étage de séparation, séparant les particules trop grosses, c) un second étage de séparation, séparant les particules solides restant dans le courant gazeux. Le procédé selon l'invention comporte essentiel- lement la combinaison d'un broyage fin de la matière des électrodes, élément nécessaire du procédé de fabrication des électrodes, et d'une adsorption des polluants dans laquelle le courant d'air utilisé pour amener, à un dispo- sitif de séparation, les particules sortant du broyeur, provient principalement des points d'extraction du système de dépollution auquel on a pu amener, en cas de besoin, de l'air frais à l'entrée du dispositif de broyage fin, afin de maintenir les conditions d'écoulement nécessaires à un fonctionnement sans problème du système de broyage. Le contact entre les polluants et les particules solides à la surface desquelles s'effectue l'adsorption, a lieu pendant le broyage des solides, ce qui apporte en par- ticulier l'avantage que les surfaces réactives "fraîches", résultant de l'éclatement des solides, sont directement prêtes à se lier aux polluants. Les dépenses complémentai- res élevées d'investissement et de fonctionnement ne sont plus nécessaires avec cette combinaison. Une mesure particulièrement avantageuse prévue selon l'invention est celle qui consiste à n'introduire, pour fixer les polluants, aucune matière "étrangère", mais à utiliser seulement la matière solide servant à la fabri- cation des électrodes, par exemple du coke de pétrole ou de l'anthracite. Ainsi disparaît la nécessité que présentent les procédés connus, de traiter la matière adsorbante char- gée de polluants. Les polluants adhérant à la matière so- lide ne nuisent pas à la fabrication des électrodes, car ils ont été effectivement produits au cours de la fabrica- tion de ces électrodes. Toute la matière solide produite pendant le broyage est disponible en tant que matière adsorbante ser- vant à retirer les polluants contenus dans le courant ga- zeux, ce qui constitue un nouvel avantage de la combinaison, selon l'invention, d'un broyage fin et d'une adsorption car, de cette manière, on multiplie la matière solide par rapport à la matière polluante, ce qui d'une part entraîne un degré d'efficacité plus élevé de l'épura- tion des gaz et d'autre part n'augmente que faiblement le pourcentage de particules réutilisées en répartition homo- gène et ne compromet le procédé de fabrication que sous une forme non essentielle. Pour continuer à maintenir l'adsorption des pol- luants même lors d'un arrêt éventuel du dispositif de broyage, on installe selon l'invention des dispositifs com- plémentaires de circulation et des conduites permettant d'amener le courant gazeux chargé de polluants au disposi- tif de broyage. Dans ce cas, on utilise comme adsorbant les particules solides fines séparées dans le deuxième étage, en les introduisant dans le dispositif de sortie du broyeur. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin schématique de la figure unique jointe. La matière solide utilisée pour la fabrication d'électrodes, par exemple du coke de pétrole, est extraite d'un silo 22 par une conduite d'amenée 21 conduisant au dispositif d'introduction situé à l'entrée d'un appareil de broyage fin 10, tel qu'un broyeur à boulets dans l'exemple représenté ici. Dans cette entrée débouchent également la conduite 23 amenant le gaz chargé de matières polluantes ainsi qu'une conduite d'air frais 24. Le broyeur 10 divise la matière solide jusqu'à l'obtention de la finesse nécessaire à la fabrication des électrodes. En même temps que le broyage, on effectue, dans le broyeur 10, selon l'invention, le dépôt des matières polluantes sur les surfaces des particules solides qui quittent ensuite le broyeur 10 à travers un dispositif de sortie 14 et sont amenées, par une conduite 19, en même temps que le courant gazeux, à un premier étage de sépara- tion 11 o se produit la séparation, dans le produit broyé, des particules encore trop grosses pour être utilisées dans la fabrication des électrodes. Ces particules sont ramenées au broyeur 10 par un dispositif de circulation 18, tandis que les particules conservées sont amenées avec le courant gazeux, par une conduite 25, au second étage de séparation 13, constitué par un filtre dans l'exemple représenté ici, o elles sont séparées du gaz. Le courant gazeux débarrassé des matières pol- luantes et du produit de broyage est évacué à l'extérieur par l'intermédiaire d'une conduite 28 dans laquelle est monté le ventilateur 30 servant également à maintenir les conditions nécessaires à la circulation des gaz. Les parti- cules séparées dans le filtre, avec les matières polluantes qu'elles portent, parviennent par l'action d'un dispositif de circulation 26, au silo 27 d'o ces particules peuvent être extraites à travers une ouverture 29 pour être utili- sées à la fabrication des électrodes. Lorsque le broyeur 10 est au repos, on peut, se- lon l'invention, amener le gaz chargé de matières polluan- tes, par une canalisation 16, au dispositif de sortie 14 du broyeur 10 et ainsi mettre les matières polluantes en con- tact avec les particules déjà broyées. Pour cela, le cou- rant gazeux est pris à la sortie du silo 27 et amené au dispositif de sortie 14 du broyeur, par un dispositif de circulation 15 et une conduite 20. La suite du parcours de ce gaz mélangé aux particules solides est la même que celle du gaz lorsque le broyeur 10 est en service. Bien que les particules possèdent déjà la finesse nécessaire à la fabrication des électrodes, et que corréla- tivement il ne devrait se produire aucune séparation des particules dans l'étage 11, des entraînements parasites peuvent avoir lieu ou, par exemple, il peut se produire des agglomérations de particules solides provoquées par le dé- pôt de vapeurs de brai collant sur les surfaces des parti- cules qui se trouvent alors évacuées en tant que produit grossier du point de vue de la granulométrie. Etant donné que l'introduction de ces matières solides dans le broyeur à l'arrêt n'est pas pensable, ces matières sont égale- ment amenées par la canalisation 17 au dispositif de sortie 14. Les contacts entre les particules solides et les matiè- res polluantes dans le courant gazeux peuvent avoir lieu non seulement au niveau du dispositif de sortie 14, mais aussi pendant tout le transport pneumatique conduisant au second étage de séparation, de sorte qu'on obtient ainsi un niveau satisfaisant d'élimination des polluants dans le gaz, même dans le cas d'un arrêt temporaire du broyeur 10. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réa- lisation représenté mais peut être adaptée à d'autres pro- cédés de broyage. Ceci est particulièrement intéressant lorsque le procédé selon l'invention doit être associé à une installation de broyage existante. R E V E ND I C A T I ON S 1 ) Procédé d'extraction de matières polluantes d'un courant gazeux, en particulier des vapeurs de produits collants qui apparaissent lors de la fabrication d'électro- des, par adsorption de ces polluants sur de fines particu- les solides à l'intérieur d'un réacteur dans lequel les particules sont mises en contact avec le courant gazeux, les matières polluantes se déposant à la surface des parti- cules qui, ainsi chargées, sont extraites du réacteur avec le gaz puis amenées à un séparateur qui les sépare du gaz, caractérisé en ce que le réacteur (10) est un appareil de broyage fin, de préférence un broyeur à boulets, à l'inté- rieur duquel la matière solide utilisée pour l'adsorption est broyée, les matières polluantes se déposant à la sur- face des particules solides pendant l'opération de broyage. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la séparation, par rapport au courant gazeux, des particules solides chargées de matières polluantes s'effec- tue en deux étages, le premier étage de séparation (11), constitué d'un tamis par exemple, sépare les particules en- core trop grosses pour la fabrication d'électrodes, qui sont ramenées au dispositif de broyage fin (10) par une conduite (18), tandis que le second étage de séparation (13), constitué d'un filtre par exemple, sépare les parti- cules restant dans le courant gazeux. 3 ) Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que des dispositifs complémentaires de circu- lation et des conduites (15, 16, 17, 19, 20) permettent, pendant l'arrêt du dispositif de broyage (10), de maintenir l'extraction des matières polluantes du courant gazeux par une déviation évitant le broyeur. 4 ) Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, ca- ractérisé en ce que la matière solide chargée de polluants est utilisée pour la fabrication des électrodes. ) Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la matière solide servant d'adsorbeur est un véhicule du carbone, de préférence un coke de pé- trole et/ou un anthracite. 6 ) Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caracté- risé en ce qu'il comporte les appareils suivants, reliés entre eux par des dispositifs de circulation: a) un dispositif de broyage fin, de préférence un moulin à billes, équipé d'une part d'un dispositif d'intro- duction de la matière solide à broyer ainsi que des parti- cules trop grosses séparées dans un premier étage (11), du courant gazeux chargé de polluants et de l'air frais, et d'autre part d'un dispositif de sortie de la matière solide broyée, b) un premier étage de séparation (11), séparant les particules trop grosses, c) un second étage de séparation (13), séparant les particules solides restant dans le courant gazeux. 7 ) Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le dispositif complémentaire de circulation et les conduites (15, 16, 17, 19, 20) maintiennent une cir- culation des matières solides, par une déviation évitant le dispositif de broyage fin (10).