BE1012048A3

BE1012048A3 - Procede pour epurer des fumees et dispositif pour sa mise en oeuvre.

Info

Publication number: BE1012048A3
Application number: BE9800479A
Authority: BE
Inventors: Rene Munnix; Jean-Marc Brouhon; Bernard Vanderheyden
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-04-04

Abstract

Procédé pour épurer des fumées générées dans un processus industriel, plus spécialement une installation d'agglomération de minerais de fer, dans lequel on met lesdites fumées en contact avec une substance hydrocarbonée du type fuel lourd, fuel léger, huile, lors du passage desdites fumées dans une cheminée servant à les rejeter vers l'athmosphère. La substance hydrocarbonée est constituée de préférence d'huile usée de laminoir ayant subi une opération destinée à en retirer au moins 80 % de la partie aqueuse, avec éventuellement l'addition de triglycérides, par exemple des huiles ou graisses végétales ou animales. La substance hydrocarbonée est pulvérisée sous forme de gouttelettes d'une dimension comprise entre 10 µm et 1mm lors de sa mise en contact avec les fumées et sa température est comprise entre 100 degré C et 200 degré C. On recueille l'huile chargée de polluants, c'est-à-dire après avoir été mise en contact avec les fumées, d'une part à la base de la cheminée en ce qui concerne les plus grosses gouttelettes qui ne sont pas entraînées par les fumées, et d'autre part, au sommet de la cheminée à l'aide d'un dévésiculeur pour retenir les petites...

Description


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  Procédé pour épurer des fumées et dispositif pour sa mise en oeuvre. 



  Domaine de l'invention. 



  La présente invention a trait à un procédé pour épurer des fumées, plus particulièrement applicable aux procédés industriels d'agglomération de minerais de fer, et à des dispositifs permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention dans des 
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 applications industrielles. 



  Etat de la technique. 



  Il est connu que de très nombreux procédés industriels génèrent des fumées qui sont rejetées dans l'atmosphère, en général via une cheminée. 



  Souvent, les fumées en question contiennent divers polluants tels que : des poussières, - divers composés tels que SOx, NOx, CO,... des composés organiques dont les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), les Poly Chloro Dibenzo Dioxines (PCDD) et les Poly Chloro Dibenzo
Furannes (PCDF), des métaux lourds, etc... 



  La pollution atmosphérique engendrée par le rejet vers l'air libre de fumées telles que précitées est de moins en moins tolérée et fait l'objet d'une réglementation croissante de plus en plus coercitive. 



  Afin de respecter les normes toujours plus contraignantes, les industriels tentent d'une part, de minimiser la quantité de fumées rejetées dans l'atmosphère et d'autre part, de réduire la concentration des différents polluants dans ces fumées. 



  Les méthodes utilisées pour atteindre les objectifs précités sont nombreuses et on peut mentionner à titre d'exemple : un choix plus sélectif des matières premières en vue de réduire le plus possible l'introduction des éléments générateurs de substances polluantes ; 

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 une modification des conditions opératoires en recherchant une minimalisation de la formation des polluants et/ou en favorisant leur destruction ; un ajout de substances ayant pour objet soit de détruire les polluants, soit de les fixer sous une forme facilitant leur extraction, par exemple sous forme de matières solides produites par le processus de fabrication concerné ;

   une modification de la séquence des opérations composant le processus de fabrication, comme par exemple un recyclage d'une partie des fumées dans l'une ou l'autre opération de fabrication, éventuellement avec traitement de ces fumées avant recyclage, en vue de l'un ou l'autre objectif comme une réduction de la quantité de fumées émises, une destruction in situ des polluants ou une rétention desdits polluants dans des matières solides. 



  D'autres méthodes consistent à soumettre les fumées à un traitement thermique et/ou physico-chimique dans des installations indépendantes afin de les épurer préalablement à leur rejet dans l'atmosphère. 



  Il va de soi que toute opération effectuée sur les fumées est un ajout aux coûts de production du processus de fabrication tant via les modifications à apporter aux installations que de par l'addition de nouvelles installations comprenant des réacteurs spécifiques assurant l'épuration des fumées. 



  Présentation de l'invention Le propos de la présente invention est de présenter un procédé qui utilise un composant déjà existant dans le processus de fabrication en vue de procéder à l'épuration des fumées générées dans ledit processus, éventuellement en adaptant ledit composant à sa nouvelle fonction d'épuration. Il en résulte évidemment une simplification des installations de production car il n'y a pas addition de nouveaux modules distincts et donc aussi une diminution des coûts d'investissement relatifs à ladite épuration des fumées. 



  Le procédé, objet de la présente invention, pour épurer des fumées générées dans un processus industriel dans lequel lesdites fumées sont rejetées vers l'atmosphère au moyen d'une ou de plusieurs cheminées, est essentiellement caractérisé en ce qu'on 

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 effectue au moins une des opérations d'épuration desdites fumées lors du passage de ces dernières dans une cheminée. 



  L'avantage réside évidemment dans le cadre des frais d'investissement qui, même dans le cas de mise en oeuvre défavorable où il y a obligation d'augmenter la dimension d'une cheminée, sont inférieurs à l'élaboration d'une installation distincte avec des réacteurs d'épuration spécifiques. 



  Suivant une modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on détermine dans une cheminée plusieurs tronçons et on effectue sur les fumées traversant lesdits tronçons des opérations spécifiques suivant le tronçon considéré. 



  Suivant encore une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on fait subir aux fumées un traitement physico-chimique lors de leur passage dans une cheminée. 



  Suivant une modalité préférentielle du cas précédent de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on procède à une séquence opérationnelle comprenant au moins une des opérations suivantes : - injection d'une substance qui réagit par adsorption ou par absorption ou par réaction chimique, avec au moins un polluant présent dans les fumées et le transforme en une substance non toxique ou plus facilement capable et/ou manipulable ou les deux, éventuellement en présence d'un catalyseur ; - lavage des fumées par un liquide, éventuellement en présence d'un support solide du type anneaux Raschig ; - filtration des fumées pour retenir les particules solides entraînées au sein de ces dernières ; - passage des fumées dans un dévésiculeur qui retient les gouttelettes de liquide entraînées au sein de ces dernières. 



  Suivant une modalité   préférentielle   du cas précédent de mise en oeuvre du procédé de l'invention dans lequel on injecte une substance au sein des fumées, la substance est un liquide. 

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 Suivant une autre modalité préférentielle du cas précédent de mise en oeuvre du procédé de l'invention dans lequel on injecte une substance au sein des fumées, la substance est un solide imprégné d'un liquide. 



  Suivant une modalité particulière de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on injecte dans les fumées une substance favorisant de par sa présence le captage d'un ou de plusieurs polluants spécifiques ; de préférence, soit on injecte la substance précitée dans les fumées en amont de l'entrée des fumées dans une cheminée, soit on mélange la substance précitée aux fumées lors de leur cheminement dans une cheminée, soit on combine les deux modalités opératoires précédentes pour obtenir le résultat souhaité de favoriser le captage d'un ou de plusieurs polluants spécifiques. Suivant une modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on opère plusieurs traitements sur les fumées dans des tronçons successifs d'une cheminée. 



  Suivant une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on opère simultanément plusieurs traitements sur les fumées dans un même tronçon d'une cheminée. 



  Suivant une modalité préférentielle de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la substance injectée au sein des fumées dans une cheminée est à une température suffisamment élevée pour que la température des fumées après contact avec la substance précitée soit supérieure au point de rosée desdites fumées. 



  Suivant une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on pulvérise une substance au sein des fumées lors de leur passage dans une cheminée ; de préférence sous forme de gouttelettes obtenues au moyen de rampes munies de gicleurs. 



  Suivant encore une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on fait subir aux fumées un traitement thermique lors de leur passage dans une cheminée ; préférentiellement ledit traitement thermique consiste en une séquence 

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 opérationnelle comprenant au moins un échauffement ou une incinération ou une postcombustion. 



  La présente invention a aussi trait à la particularisation du procédé d'épuration des fumées au cadre de l'épuration des fumées issues des installations d'agglomération de minerais de fer. 



  Dans la technique classique de l'agglomération des minerais, en particulier des minerais de fer sur une bande sans fin, on forme un mélange de toutes les matières mises en oeuvre, à savoir les minerais, le combustible, les matières d'addition et éventuellement des matières recyclées. On granule ce mélange en présence d'une certaine quantité d'eau afin qu'il présente une bonne perméabilité, puis on le dépose sur la bande et on brûle le combustible de façon à obtenir l'aggloméré désiré. 



  Le processus d'agglomération des minerais de fer génère de grandes quantités de fumées qui sont chargées de nombreux polluants tels que des poussières, des SOx, des NOx, du CO, des composés organiques comme les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), les Poly Chloro Dibenzo Dioxines (PCDD) et les Poly Chloro Dibenzo Furannes (PCDF), des métaux lourds, etc.... 



  Les fumées générées au cours de l'agglomération sont habituellement rassemblées et rejetées à l'atmosphère au moyen d'une cheminée. 



  Il va de soi d'une part, que la description qui suit reste aussi valable dans le cas où le rejet vers l'atmosphère est effectué par plusieurs cheminées, à cela près qu'au moins une cheminée doit alors être pourvue des dispositifs adéquats pour épurer les fumées selon le procédé de la présente invention, et d'autre part, que le procédé explicité ciaprès dans le cas de l'agglomération de minerais de fer n'est en aucun cas limité dans son application à ce cas précis mais reste valable dans d'autres domaines où les fumées rejetées présentent des similitudes au niveau des polluants à éliminer. 



  Le procédé d'épuration des fumées générées au cours d'un processus d'agglomération de minerais de fer, objet de la présente invention, dans lequel les fumées sont rejetées 

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 vers l'atmosphère via une cheminée, est essentiellement caractérisé en ce qu'on met lesdites fumées en contact avec une substance hydrocarbonée du type fuel lourd, fuel léger, huile, lors du passage desdites fumées dans une cheminée servant à les rejeter vers l'atmosphère. 



  Dans le contexte de la présente invention, le terme"substance hydrocarbonée"ne désigne pas uniquement une substance contenant uniquement du carbone et de l'hydrogène mais bien toutes les substances désignées par ces termes dans la vie courante et qui contiennent aussi d'autres éléments que le carbone et l'hydrogène chimiques comme c'est le cas du pétrole et de ses dérivés. 



  Suivant une modalité préférentielle du procédé de l'invention, la substance hydrocarbonée est sous forme de gouttelettes d'une dimension comprise entre   10/im   et 1 mm lors de sa mise en contact avec les fumées. 



  Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, l'hydrocarbure est une huile usée, par exemple de l'huile usée de laminoir, de préférence ladite huile usée a subi une opération destinée à en retirer au moins 80% de la partie aqueuse, avec éventuellement l'addition de triglycérides, par exemple des huiles ou graisses végétales ou animales. 



  Les gouttelettes d'huile sont pulvérisées dans un ou plusieurs tronçons de la cheminée et le choix de la dimension desdites gouttelettes est lié à deux facteurs, d'une part être suffisamment fines pour offrir une grande surface de contact, et d'autre part, ne pas être trop fines afin de pouvoir être captées par un moyen approprié avant le rejet des fumées à l'atmosphère. 



  Les deux exemples qui suivent montrent les résultats obtenus en mettant en oeuvre le procédé de l'invention dans le cadre d'une opération d'agglomération de minerais de fer. 



  EXEMPLE 1 Dans l'exemple 1, les fumées ont été mises en contact avec des gouttelettes d'huile usée de laminoir et on a constaté les taux d'élimination suivants : 

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 Composant Taux d'élimination Composés organiques (HAP, PCCD, PCDF) sup. à 95% Poussières sup. à 80% N02 sup. à 95% Soufre (S02, S03,) pratiquement nul ! NO pratiquement nul. 



  EXEMPLE 2 Dans l'exemple 2, les fumées ont été mises en contact avec des gouttelettes d'huile usée de laminoir additionnée d'huile végétale et on a constaté les taux d'élimination suivants : Composant Taux d'élimination Composés organiques (HAP, PCCD, PCDF) sup. à 95% Poussières sup. à 80% N02 sup. à 95%   Soufre (S02, S03, ) sup. à 30%   NO pratiquement nul. 



  Ces deux exemples montrent bien toute l'importance qu'il y a lieu d'accorder à la composition des substances injectées dans les fumées et ce en fonction de la nature des polluants que l'on désire éliminer, dans le cas illustré par les deux exemples précédents, le soufre et ses dérivés. 



  Suivant une modalité du procédé de l'invention, on recueille la substance hydrocarbonée introduite dans les fumées chargée de polluants, c'est-à-dire après avoir été mise en contact avec les fumées, d'une part à la base de la cheminée en ce qui concerne les plus gosses gouttelettes qui ne sont pas entraînées par les fumées, et d'autre part, au sommet de la cheminée à l'aide d'un système de captage approprié pour retenir les petites gouttelettes qui sont entraînées par les fumées, et on transfère ensuite la substance hydrocarbonée recueillie chargée de polluants vers un réservoir tampon qui sert de source d'approvisionnement à un dispositif qui pulvérise la 

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 substance liquide introduite dans les fumées sous forme de gouttelettes dans la cheminée. 



  Suivant une variante préférentielle de la modalité précédente du procédé de l'invention, on utilise un dévésiculeur pour recueillir les petites gouttelettes entraînées par les fumées. 



  Le dévésiculeur précité a deux fonctions principales, d'une part, il retient les fines gouttelettes éventuellement entraînées par les fumées, et d'autre part, il provoque la coalescence des fines gouttelettes précitées et provoque l'apparition de gouttelettes plus grosses qui, soit retombent dans la cheminée, soit s'écoulent latéralement le long de la paroi de la cheminée et sont recueillies à la périphérie. 



  Suivant une modalité préférentielle du procédé de l'invention, on utilise un système composé d'au moins deux dispositifs réalisant l'élimination étagée des gouttelettes selon leur taille. 



  Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, on achemine une fraction de la substance hydrocarbonée récupérée tant au pied qu'au-dessus d'une cheminée, soit directement, soit via le réservoir tampon précité, vers un haut-fourneau et on l'injecte aux tuyères de ce dernier. 



  L'utilisation d'une substance hydrocarbonée, comme par exemple de l'huile usée, chargée de polluants sous forme d'une injection aux tuyères d'un haut-fourneau présente les avantages suivants : - l'huile et toutes les matières organiques qu'elle contient, dont les PCDD/F, brûlent facilement en générant de la chaleur et des gaz réducteurs (CO et H2), avec pour effet une économie dans la consommation de coke, et de plus, les PCCD/F présents dans l'huile injectée aux tuyères ne se reforment pas après combustion dans le haut-fourneau car ce dernier fonctionne en atmosphère réductrice ;   - le NO   et le N02, portés à haute température ( >   1 500'C)   en présence de carbone provenant du coke présent dans le haut-fourneau, réagissent et se décomposent en donnant du N2 et du CO ;

   

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 le soufre, provenant notamment du S02 et du   S03,   s'incorpore essentiellement dans le laitier de haut-fourneau ; les poussières diverses captées par l'huile sont portées à haute température et ensuite réduites, avec pour conséquences que le fer résultant s'ajoute à la fonte et que la gangue produite s'ajoute au laitier. 



  On constate donc globalement une très bonne élimination des polluants tant présents à l'origine dans l'huile usée que recueillis dans les fumées. 



  Il va de soi que le réservoir tampon, dans lequel on prélève l'huile chargée en polluants qui est injectée aux tuyères du haut-fourneau, doit lui-même être alimenté extérieurement en huile usée afin de garantir un volume d'huile suffisant pour alimenter les dispositifs de pulvérisation d'huile dans une cheminée. 



  Suivant encore une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, on utilise une substance hydrocarbonée dont la température est comprise entre   1000C   et   200oC.   



  Le fait d'utiliser une huile à une certaine température, par exemple supérieure à   100oC,   permet de garder les fumées, après contact avec l'huile, à une température supérieure à leur point de rosée et d'éviter tout phénomène perturbateur lié à leur condensation. De plus, le maintien de l'huile à cette température dans le réservoir tampon a pour avantage de recueillir dans la partie supérieure dudit réservoir les fractions les plus volatiles de l'huile et de les soutirer pour les brûler dans un incinérateur, par exemple alimenté en gaz naturel et air. 



  Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, on provoque une mise en dépression du réservoir tampon et on y injecte de la vapeur d'eau surchauffée. 



   La modalité précédente de mise en dépression du réservoir tampon tout en y injectant de la vapeur d'eau surchauffée a pour effet principal de favoriser l'entraînement des fractions les plus volatiles présentes dans l'huile et pour effet secondaire de maintenir l'huile à la température voulue, c'est-à-dire entre   100 C   et   200 C,   en compensant 

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 l'abaissement de température consécutif à l'afflux plus froid des huiles recueillies après contact avec les fumées. 



  Suivant une autre modalité du procédé de l'invention, on soutire les fractions les plus volatiles de l'huile hors du réservoir tampon et on les achemine vers un incinérateur où elles brûlent et on utilise les fumées chaudes ainsi générées pour chauffer l'huile présente dans le réservoir tampon. 



  L'utilisation des parties les plus volatiles de l'huile dans le cadre du maintien à une certaine température de l'huile présente dans le réservoir tampon optimalise le bilan énergétique sans générer d'inconvénient majeur car les fumées ainsi produites peuvent ensuite, après qu'on ait utilisé une partie de leur chaleur pour chauffer l'huile, être mélangées aux fumées issues de l'agglomération et traitées de même que ces dernières. 



  En faisant référence aux résultats mentionnés précédemment dans le cadre de la dépollution des fumées en présence de fines gouttelettes d'huile, on a constaté que le NO n'est quasiment pas capté par les gouttelettes d'huile alors que le N02 est significativement capté. Cette observation est à la base d'une modalité particulière de mise en oeuvre du procédé de l'invention. 



  Suivant encore une autre modalité du procédé de l'invention, on injecte dans les fumées, en amont des points d'injection de l'huile usée dans lesdites fumées, du peroxyde d'hydrogène (H202), de préférence ce dernier est injecté dans les fumées avant que ces dernières ne soient introduites dans une cheminée. 



   L'introduction du peroxyde d'hydrogène   (H202)   dans les fumées a pour effet de générer en présence de NO une transformation de ce dernier en N02 avec formation de H20. 



  Suivant encore une autre modalité du procédé de l'invention, on mélange à l'huile usée, avant son injection dans les fumées, une substance favorisant le captage du 

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 soufre ; de préférence des triglycérides dont une partie au moins est de réemploi, comme par exemple des huiles ou des graisses végétales ou animales. 



  Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, on fait passer les fumées qui sortent d'une cheminée à travers un élément de captage de gouttelettes, éventuellement la section de passage dudit élément est supérieure à la section de sortie de la cheminée et il est disposé directement à la sortie de cette dernière. 



  L'ajout d'un élément de captage dont la section de passage est supérieure à la section de sortie de la cheminée a pour effet d'abaisser la vitesse linéaire de sortie des fumées et d'augmenter par voie de conséquence le rendement de l'élément de captage de gouttelettes de liquide, principalement de l'huile dans notre cas, et d'améliorer de la sorte la dépollution des fumées rejetées vers l'atmosphère. 



  Suivant encore une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, on fait passer les fumées qui sortent de   l'élément   de captage de gouttelettes situé directement à la sortie de la cheminée dans un élément dont la section est convergente. 



  L'ajout d'un élément dont la section est convergente a pour effet de réaccélérer les fumées issues de   l'élément   de captage des gouttelettes et d'améliorer de la sorte la dispersion dans l'atmosphère desdites fumées. 



  La présente invention a aussi pour objet un dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention dans le contexte des processus d'agglomération, ledit dispositif étant schématisé sur la figure 1 à laquelle on se référera ci-après pour désigner sous forme de chiffres les divers composants dudit dispositif. 



  Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention dans le contexte des processus d'agglomération, dans lequel un processus d'agglomération (1) est générateur de fumées canalisées via le moyen (2) vers un moyen propulseur (3), pouvant être un ventilateur, ledit processus comportant une cheminée (4) dans laquelle lesdites fumées progressent suivant la flèche (5), est essentiellement 

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 caractérisé en ce que des moyens (6) sont présents dans la cheminée (4), moyens (6) représentés sur la figure 1 par une rampe de gicleurs et ce à titre de simplification du schéma et non de limitation du nombre tant de rampes que de gicleurs dans chaque rampe, lesdits moyens (6) délivrant des gouttelettes d'une substance hydrocarbonée, comme par exemple de l'huile usée, qui circulent dans la cheminée dans le sens de la flèche (7)

   pour ce qui concerne les plus grosses gouttelettes et dans le sens de la flèche (5) en ce qui concerne les plus petites gouttelettes, en ce qu'il comporte un dévésiculeur (8) qui recueille en (10A) les gouttelettes entraînées par les fumées, les fumées épurées quittant la cheminée en (9), et les grosses gouttelettes de la substance hydrocarbonée non entraînées par les fumées étant recueillies en bas de la cheminée en   (lOB),   en ce qu'un réservoir tampon (11) est alimenté à partir de la substance hydrocarbonée recueillie en   (1 OA)   et   (10B),   ledit réservoir tampon (11) ayant pour fonction d'alimenter les moyens (6) en substance hydrocarbonée recyclée via l'unité de pompage (12), cette dernière permettant d'une part l'approvisionnement des moyens (6) via les liaisons (13)

   et d'autre part le prélèvement de la substance hydrocarbonée pour son utilisation aux tuyères d'un haut-fourneau via les liaisons (14). 



  Suivant une modalité préférentielle de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention dans le cadre des processus d'agglomération, des moyens (15) sont disposés de manière à permettre l'introduction d'une substance dans les fumées avant l'entrée de celles-ci dans la cheminée (4), un moyen (16) est destiné à remuer le contenu du réservoir tampon (11), par exemple un agitateur à pales, un moyen de chauffage (17), par exemple formé de tubes échangeurs de chaleur, est prévu dans le réservoir tampon (11) pour chauffer la substance hydrocarbonée qui y est entreposée, un incinérateur (18) qui est alimenté en gaz naturel (19) et air (20) et dans lequel on introduit par le moyen (21) les composants volatils de la substance hydrocarbonée extraits du réservoir (11), éventuellement par entraînement avec de la vapeur d'eau,

   est générateur de fumées qui sont utilisées dans le moyen de chauffage (17) et ensuite, après leur passage dans le moyen de chauffage (17), sont introduites via le moyen (22) dans les fumées issues du processus d'agglomération (1), des moyens (23) sont prévus pour introduire une ou plusieurs substances dans la substance hydrocarbonée présente dans le réservoir (11), ladite ou lesdites substances 

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 étant par exemple des triglycérides, éventuellement de réemploi, de plus des moyens (24) alimentent ledit réservoir (11) en substance hydrocarbonée usée ou fraîche à partir de sources extérieures au dispositif d'épuration, et enfin, un moyen (25) présentant une section convergente est disposé directement au-dessus du dévésiculeur (8). 



  En conclusion, la technique de dépollution des fumées issues du processus d'agglomération de minerais de fer, objet de la présente invention, présente les avantages suivants : - les frais tant d'investissement que de fonctionnement liés à la mise en oeuvre du procédé de l'invention sont faibles comparativement aux autres solutions de dépollution proposées industriellement de nos jours ; - l'huile usée chargée de polluants est facilement valorisée au haut-fourneau sans engendrer une pollution quelconque ; - le processus d'agglomération n'est absolument pas perturbé, comme c'est le cas lors d'un recyclage interne des fumées ; la productivité des installations d'agglomération est donc maintenue ainsi que la qualité de l'aggloméré obtenu ;

   - étant donné que plus de 80 % des poussières sont captées dans la cheminée, on peut se passer des électrofiltres généralement utilisés pour dépoussiérer les fumées avant leur rejet à la cheminée ; un simple cyclone suffira pour retenir les plus grosses particules en amont de la cheminée et le solde sera capté dans la cheminée par la technique explicitée dans la présente invention. 



   En permettant la suppression des électrofiltres, la technique proposée supprime les limitations qui provenaient du risque d'incendie dans les électrofiltres de par la présence conjointe de matières organiques et d'arcs électriques. Par conséquent, il devient possible d'utiliser en plus grande proportion des combusti- bles d'agglomération contenant plus de matières volatiles que le poussier de coke, tels que le coke de lignite, le charbon anthracite,... qui présentent le double avantage d'être moins coûteux et plus largement disponibles ; du fait que plus de 95 % des matières organiques volatiles présentes dans les fumées sont captées à la cheminée, il est possible d'incorporer dans le mélange d'agglomération plus de matières recyclées riches en composés organiques sans devoir les prétraiter.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé pour épurer des fumées générées dans un processus industriel dans lequel lesdites fumées sont rejetées vers l'atmosphère au moyen d'une ou de plusieurs cheminées, caractérisé en ce qu'on effectue au moins une des opérations d'épuration desdites fumées lors du passage de ces dernières dans une cheminée.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine dans une cheminée plusieurs tronçons et en ce qu'on effectue sur les fumées traversant lesdits tronçons des opérations spécifiques suivant le tronçon considéré.
3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait subir aux fumées un traitement physico-chimique lors de leur passage dans une cheminée.
4. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on procède à une séquence opérationnelle comprenant au moins une des opérations suivantes : - injection d'une substance qui réagit avec au moins un polluant présent dans les fumées et le transforme en une substance non toxique ou plus facilement captable et/ou manipulable ou les deux.

- lavage des fumées par un liquide approprié ; - filtration des fumées pour retenir les particules solides entraînées au sein de ces dernières ; - passage des fumées dans un dévésiculeur qui retient les gouttelettes de liquide entraînées au sein de ces dernières.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on injecte une substance qui réagit par adsorption avec au moins un polluant présent dans les fumées et le transforme en une substance non toxique ou plus facilement capable et/ou manipulable ou les deux. <Desc/Clms Page number 15>
6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on injecte une substance qui réagit par absorption avec au moins un polluant présent dans les fumées et le transforme en une substance non toxique ou plus facilement captable et/ou manipulable ou les deux.
7. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on injecte une substance qui réagit chimiquement avec au moins un polluant présent dans les fumées et le transforme en une substance non toxique ou plus facilement capable et/ou manipulable ou les deux.
8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'on procède à l'injection de la substance au sein des fumées en présence d'un catalyseur.
9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le lavage des fumées par un liquide est effectué en présence d'un support solide du type anneaux Raschig.
10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la substance injectée au sein des fumées est un liquide.
11. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la substance injectée au sein des fumées est un solide imprégné d'un liquide.
12. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on injecte dans les fumées une substance favorisant par sa présence le captage d'un ou de plusieurs polluants spécifiques.
13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'on injecte la substance au sein des fumées en amont de l'entrée de ces dernières dans une cheminée.
14. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'on mélange la substance précitée aux fumées lors de leur cheminement dans <Desc/Clms Page number 16> une cheminée pour obtenir le résultat souhaité de favoriser le captage d'un ou de plusieurs polluants spécifiques.
15. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'on combine l'injection de la substance précitée dans les fumées en amont de leur entrée dans la cheminée avec le mélange de ladite substance aux fumées dans leur parcours dans la cheminée pour obtenir le résultat souhaité de favoriser le captage d'un ou de plusieurs polluants spécifiques.
16. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on opère plusieurs traitements sur les fumées dans des tronçons successifs d'une cheminée.
17. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'on opère simultanément plusieurs traitements sur les fumées dans un même tronçon d'une cheminée.
18. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que la substance injectée au sein des fumées dans une cheminée est à une température suffisamment élevée pour que la température des fumées après contact avec la substance précitée soit supérieure au point de rosée desdites fumées.
19. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 4 à 18, caractérisé en ce qu'on pulvérise une substance au sein des fumées lors de leur passage dans une cheminée.
20. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce qu'on pulvérise une substance sous forme de gouttelettes obtenues au moyen de rampes munies de gicleurs. <Desc/Clms Page number 17>
21. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'on fait subir aux fumées un traitement thermique lors de leur passage dans une cheminée.
22. Procédé suivant la revendication 21, caractérisé en ce que ledit traitement thermique consiste en une séquence opérationnelle comprenant au moins un échauffement.
23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que ledit traitement thermique consiste en une séquence opérationnelle comprenant au moins une incinération.
24. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que ledit traitement thermique consiste en une séquence opérationnelle comprenant au moins une post-combustion.
25. Procédé d'épuration des fumées générées au cours d'un processus d'agglomération de minerais de fer, dans lequel les fumées sont rejetées vers l'atmosphère via une cheminée, suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 24, caractérisé en ce qu'on met lesdites fumées en contact avec une substance hydrocarbonée lors du passage desdites fumées dans une cheminée servant à les rejeter vers l'atmosphère.
26. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'on utilise du fuel lourd.
27. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'on utilise du fuel léger.
28. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'on utilise de l'huile.
29. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 25 à 28, caractérisé en ce qu'on utilise une substance hydrocarbonée qui est sous forme de gouttelettes d'une dimension comprise entre 10 pm et 1 mm lors de sa mise en contact avec les fumées. <Desc/Clms Page number 18>
30. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 28 ou 29, caractérisé en ce qu'on utilise de l'huile usée.
31. Procédé suivant la revendication 30, caractérisé en ce qu'on utilise de l'huile usée de laminoir.
32. Procédé suivant la revendication 31, caractérisé en ce qu'on utilise de l'huile usée de laminoir ayant subi une opération destinée à en retirer au moins 80% de la partie aqueuse.
33. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 31 ou 32, caractérisé en ce qu'on utilise de l'huile usée de laminoir additionnée de triglycérides.
34. Procédé suivant la revendication 33, caractérisé en ce qu'on utilise de l'huile usée de laminoir additionnée d'huiles ou de graisses végétales ou animales.
35. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 25 à 34, caractérisé en ce qu'on recueille la substance hydrocarbonée introduite dans les fumées chargée de polluants, d'une part à la base de la cheminée en ce qui concerne les plus grosses gouttelettes qui ne sont pas entraînées par les fumées, et d'autre part, au sommet de la cheminée à l'aide d'un système de captage approprié pour retenir les petites gouttelettes qui sont entraînées par les fumées, et en ce qu'on transfère ensuite la substance hydrocarbonée recueillie chargée de polluants vers un réservoir tampon qui sert de source d'approvisionnement à un dispositif qui pulvérise la substance liquide introduite dans les fumées sous forme de gouttelettes dans la cheminée.
36. Procédé suivant la revendication 35, caractérisé en ce qu'on utilise un dévésiculeur pour recueillir les petites gouttelettes entraînées par les fumées
37. Procédé suivant la revendication 36, caractérisé en ce qu'on utilise un système composé d'au moins deux dispositifs réalisant l'élimination étagée des gouttelettes selon leur taille. <Desc/Clms Page number 19>
38. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 35 à 37, caractérisé en ce qu'on achemine une fraction de la substance hydrocarbonée chargée de polluants récupérée tant au pied qu'au-dessus d'une cheminée, soit directement, soit via le réservoir tampon précité, vers un haut-fourneau et en ce qu'on l'injecte aux tuyères de ce dernier.
39. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 25 à 38, caractérisé en ce qu'on utilise une substance hydrocarbonée dont la température est comprise entre 100 OC et 200 C.
40. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 35 à 39, caractérisé en ce qu'on provoque une mise en dépression du réservoir tampon et en ce qu'on y injecte de la vapeur d'eau surchauffée.
41. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 35 à 40, caractérisé en ce qu'on soutire hors du réservoir tampon les fractions les plus volatiles de l'huile et en ce qu'on les achemine vers un incinérateur où elles brûlent et en ce qu'on utilise les fumées chaudes ainsi générées pour chauffer l'huile présente dans le réservoir tampon.
42. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 25 à 41, caractérisé en ce qu'on injecte dans les fumées, en amont des points d'injection de la substance hydrocarbonée dans lesdites fumées, du peroxyde d'hydrogène (H202).
43. Procédé suivant la revendication 42, caractérisé en ce qu'on injecte le peroxyde d'hydrogène (H202) dans les fumées avant que ces dernières ne soient introduites dans une cheminée.
44. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 25 à 43, caractérisé en ce qu'on mélange à la substance hydrocarbonée, avant son injection dans les fumées, une substance favorisant le captage du soufre. <Desc/Clms Page number 20>
45. Procédé suivant la revendication 44, caractérisé en ce qu'on mélange des triglycérides à la substance hydrocarbonée, avant son injection dans les fumées, pour favoriser le captage du soufre.
46. Procédé suivant la revendication 45, caractérisé en ce qu'on mélange des triglycérides qui sont des huiles ou des graisses végétales ou animales.
47. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 45 ou 46, caractérisé en ce qu'on mélange des triglycérides dont une partie est de réemploi.
48. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 47, caractérisé en ce qu'on fait passer les fumées qui sortent d'une cheminée à travers un élément de captage de gouttelettes.
49. Procédé suivant la revendication 48, caractérisé en ce que la section de passage dudit élément de captage est supérieure à la section de sortie de la cheminée et en ce que cet élément est disposé directement à la sortie de cette dernière.
50. Procédé suivant la revendication 49, caractérisé en ce qu'on fait passer les fumées qui sortent de l'élément de captage de gouttelettes situé directement à la sortie de la cheminée dans un élément dont la section est convergente.
51. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention dans le contexte des processus d'agglomération suivant une ou plusieurs des revendications 25 à 50, dans lequel un processus d'agglomération (1) est générateur de fumées canalisées via le moyen (2) vers un moyen propulseur (3), ledit processus comportant une cheminée (4) dans laquelle lesdites fumées progressent suivant la flèche (5), caractérisé en ce que des moyens (6) sont présents dans la cheminée (4), en ce que lesdits moyens (6) délivrent des gouttelettes de substance hydrocarbonée qui circulent dans la cheminée dans le sens de la flèche (7) pour ce qui concerne les plus grosses gouttelettes et dans le sens de la flèche (5) en ce qui concerne les plus petites gouttelettes, en ce qu'il comporte un dévésiculeur (8) qui recueille en (10A)

les gouttelettes entraînées <Desc/Clms Page number 21> par les fumées, les fumées épurées quittant la cheminée en (9), et en ce que les grosses gouttelettes de substance hydrocarbonée non entraînées par les fumées sont recueillies en bas de la cheminée en (10B), en ce qu'un réservoir tampon (11) est alimenté à partir de l'huile recueillie en (10A) et (1 OB), en ce que ledit réservoir tampon (11) a pour fonction d'alimenter les moyens (6) en substance hydrocarbonée via une unité de pompage (12), en ce que cette unité de pompage (12) permet d'une part, l'approvisionnement des moyens (6) via les liaisons (13) et d'autre part, le prélèvement de substance hydrocarbonée pour son utilisation aux tuyères d'un haut-fourneau via les liaisons (14).
52. Dispositif suivant la revendication 51, caractérisé en ce que le moyen (6) comporte au moins un rampe pourvue de gicleurs.
53. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 51 ou 52, caractérisé en ce que le moyen propulseur (3) comporte au moins un ventilateur.
54. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications 51 à 53, caractérisé en ce qu'on dispose des moyens (15) de manière à permettre l'introduction d'une substance dans les fumées avant l'entrée de celles-ci dans la cheminée (4), en ce qu'un moyen (16) est destiné à remuer le contenu du réservoir tampon (11), en ce qu'un moyen de chauffage (17) est prévu dans le réservoir tampon (11) pour chauffer la substance hydrocarbonée qui y est entreposée, en ce qu'un incinérateur (18) qui est alimenté en gaz naturel (19) et air (20) et dans lequel on introduit par le moyen (21) les composants volatils de la substance hydrocarbonée extraits du réservoir (11), est générateur de fumées qui sont utilisées dans le moyen de chauffage (17) et ensuite, après leur passage dans le moyen de chauffage (17), sont introduites via le moyen (22)

dans les fumées issues du processus d'agglomération (1), en ce que des moyens (23) sont prévus pour introduire une substance dans la substance hydrocarbonée présente dans le réservoir (11), et en ce que des moyens (24) alimentent ledit réservoir (11) en substance hydrocarbonée, usée ou fraîche, à partir de sources extérieures au dispositif d'épuration. <Desc/Clms Page number 22>
55. Dispositif suivant la revendication 54, caractérisé en ce que le moyen (16) comporte au moins un agitateur à pales.
56. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 54 ou 55, caractérisé en ce que le moyen de chauffage (17) comporte au moins un ensemble de tubes échangeurs de chaleur.
57. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 54 à 56, caractérisé en ce que le moyen (21) sert à introduire les composants volatils de la substance hydrocarbonée extraits du réservoir (11) par entraînement avec de la vapeur d'eau.
58. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications 54 à 57, caractérisé en ce que des moyens (23) sont prévus pour introduire des substances dans le réservoir (11).
59. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications 51 à 58, caractérisé en ce qu'un élément (25) présentant une section convergente est disposé directement au-dessus du dévésiculeur (8).