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"Procédé et installation de récupération des poussières des gaz dévaluation d'un convertisseur à insufflation par le haut".
La présente Invention concerne un procéda de récupéra- tion des poussières des gaz d'évacuation d'un convertisseur à insufflation d'oxygène par le haut, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé*
Les gaz d'évacuation d'un convertisseur à insufflation d'oxygène par le haut contiennent 80 à 90 % de monoxyde de car- bone (00) au stade dans lequel le processus d'affinage par insu!-
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... nation d'oxygène atteint son maximum d'intensité, et présentent
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donc un intérêt économique réel.
j)'où le problème important de la récupération économique des gaz d'évacuation des convertisseurs de ce genre à l'état non brûlé, et de leur utilisation comme ma- tière première dans l'industrie chimique. Toutefois, comme les gaz en question contiennent en suspension des quantités impor- tantes de fines poussières, constituées principalement par des particules d'oxyde de fer, il est nécessaire de prévoir une sé-
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paration adéquate desdites poussières defigaz en question.
Cette séparation donne toutefois lieu à de sérieuses difficultés, et cela surtout par suite du fait que toute pénétratiA d'air atmos- phérique dans l'installation doit être soigneusement évitée.
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le dispositif de récupération desdits gaz doit donc être pariai- tement étJ.'1ohe à l'air atmosphérique pour éviter, d'une part, toutes fuites et donc pertes de gaz et, d'autre part, le danger d'explosion du mélange des gaz d'évacuation et d'air atmosphé- rique .
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xs résulte d'analyses :
granulométr1queo que les poussières présente* à 7.'état de suspension dans les gaz d'évaouatioh des- , convertisseurs à insufflationd'oxygène par le haut ont la compo-'
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aition granulométrique indiquée ci-après,, Il est un fait damant établi peu* l'examen microscopique que d'une part les particules des poumeikreu séparées et récupérées à l'état non brûlé ont une forme parfaitement sphérique. tout comme celle des particules :
des poussières récupérées à l'état brûlé, que d'autre part les dimensions desdites particulesnon brûlées (non agglomérées) ne diffèrent pas beaucoup de celles des particules brûlées, maie
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que leur surface sphérique présente des irrégularités, et que finalement lesdites poussières.séparées a l'état non brûlé ont une tendance à s'agglomérer de. manière à former des amas gra- duellement croissants à l'état de suspension dans l'eau. Voici la composition granulométrique des poussières récupérées à l'état',
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brûlé et 'à l'état non brûlé.
Tableau It Composition granulométrique des pous- sières récupérées
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<tb> Poussières <SEP> récupérées <SEP> à <SEP> Poussières <SEP> récupérées <SEP> à <SEP>
<tb>
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l'état byQlé l'état non brûlé diamètre. d1awètre super. ri. 1 w,..... s . 5 ;6 spér. à 40)t ...... 16 là 0,' )J- ...... 45 % 40 à lO}!........ 5?% :f.n:
tér. à 0,5 J ...... 50% 10 à 2 u....... 30% ,y.ilßGZ,'. tL G. ,,t ... r .. i %
On voit que les poussières récupérées à l'état brûlé se composent principalement de particules extrêmement fines (la proportion des particules inférieures à 1 micron est égale
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à 95 ) , 'tandis que les poussières récupérées è, l'état non brûlé sont beauooup plus grossières par suite de l'tglomérat1on de leurs partioules en suspension. Dans ces derrières poussières, la proportion des particules à diamètre inférieur à 2 microns n'est que de 1 % et celle des particules à diamètre supérieur à 10 microns est égale à environ 70 %.
Il va de soi que les poussières non brûlées, étant plus grossières que les poussières brûlées, sont plus faciles à re- cueillir. D'autre part, des expériences faites dans ce domaine ont montré que les poussières bon brûlées s'agglomèrent facile- ment à l'état de suspension dans l'eau et se déposent rapidement, ce qui en permet une récupération particulièrement aisée et ef-
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ficace.
Un des objets de la présente invention consiste en un procédé de séparation et de récupération simple et efficace
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des poussière nonh'Q1éea des gaz d'évacuation des convertisseurs à insufflation d'oxygène par le haut, de manière à obtenir des gaz d'évacuation de haute valeur, non brûlés et exempts de poussières.
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1 ,
Le procédé de la présente invention consiste d'une part en la séparation des poussières des gaz d'évacuation au moment où
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ceux-ci quittent le convertaseur 4 l'état non brûlé et en évi- tant quelles ne viennent en contact avec l'air atmosphérique, et d'autre part en l'agglomération et le dépôt desdites pous- sières séparées.
Le procédé de la présente invention permet la séparation des poussières des gaz d'évacuation des convertisseurs dans un état qui se prête tout particulièrement à leur récupération ul-
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térieure.
Suivant le procédé de la présente invention, la mise en suspension dans l'eau des poussières séparées et recueillies à l'abri de l'air atmosphérique, peul; se faire en les introduisant ! tout simplement dans l'eau par une conduite à partir d'un dis- positif le séparation monté à l'intérieur de la conduite d'éva-:,
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ouation des gaz sortant du convertisseur.
Il eaim fait d'expd- rienoe, que les dimensions des particules des poussières brûlées en contact avec l'air atmosphérique sont considérablement réduites, par rapport à celles des poussières récupérées à l'état non brûlé. Il est donc préférable que les poussières à récupérer ne viennent pas en contact avec l'air atmosphérique pour éviter qu'elles ne soient oxydées et que leurs particules ne restent trop petites.
C' est pour éviter tout risque d'oxydation des poussières
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en question, qu'après avoir été séparées et recueillies, oelles- ci sont, conformément è la présente invention, introduites et dispersées dans de l'eau rendue exempte d'oxygène, o'est-a-dire ohimiqutnt inerte, par l'un ou l'autre procédé apprzprolé, tel qu'un barbotage d'azote, au lieu d'être simplement dispersées
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dmie de l'eau ordinaire. Des mesures de ce genre permettent d'éviter que les poussières ne soient oxydées, et cela contrai- ,1'elAezt ± ce qui tee passerait autrement,
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la séparation des poussières peut se &ir<& un seul ou à plusieurs niveau dans la conduite d'évacuation des gaz du convertisseur.
'Suivant le procédé de la présente intention, les gaz d'évacuation du convertisseur sont refroidie par un dispositif approprié quelconque avant de passer par le séparateur de pous- sière* Il est préférable de disposer le refroidisseur au niveau
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le plus rapproché possible du convertisseur1, la température à laquelle les' gaz sont refroidis, doit être inférieure a environ 40000, et de préférence inférieure à environ 5t7 Cr pour les raisons qui seront, exposées ci-,,zprbs. tes poussières peuvent 6tre séparais" dèvacua- tion du convertisseur par tout système approprié tel qu'un arrosage d'eau dans la conduite d'évacuation desdits gaz.
Dans ce cas, avant de venir en contact avec les gouttelettes d'eau, lee gaz*du convertisseur doivent être refroidis à une tempéra-
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ture inférieure à environ 4509C et de préférence inférieure à environ 550*0 En effet si les gaz en question arrivent au
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rideau d'eau à une température supérieure à 50 4C10 C, le monoxy- ; de de Carbone (,00) qu'ils contiennent réagit avec l'eau d'arro- sage avec formation d'hydrogène 4i avec l'oxygène forme un mélangea extrëiaernent explosif.
"L'appareil pour la mise en 6ou du procédé de la pré- sente invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par une conduite d'évacuation pour les gaz non brûlés s'échappant du convertisseur, et un ou plusieurs séparateurs de poussière disposée à l'intérieur de ladite conduite d'évacuation, et munie chacun d'une conduite conduisant les poussières recueillies vers une cuve d'eau, toutes les mesures d'étanohéité requises étant prises pour isoler efficacement lesdites poussières de l'air atmosphérique.
Suivant une autre conception particulièrement efficace de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé de la présente
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invention, la conduite d'évacuation des gaz chargés de poussières, qui n'échappent du convertisseur, cet équipée d'un dispositif de refroidissement approprié monté en amont des séparateurs de pous- Bière, et cela de préférence à un niveau le plus rapproché pos- sible dudit convertisseur. Ce dispositif de refroidissement sert à refroidir les gaz d'évacuation du convertisseur à une température suffisamment basse pour leur traitement ultérieure Il peut être constitué par un appareil, tel qu'un serpentin parcouru d'eau froide, disposé à. l'intérieur de ladite conduite d'évacuation des gaz.
Suivant une autre conception encore de l'appareil pour la mise er oeuvre du procédé de l'invention, la conduite d'éva- ovation due gaz qui s'échappent du convertisseur, est équipée d'une installation d'arrosage montée en aval des séparateurs et permettant un lavage efficace des gaz en question. Dans ce cas, la partie de la conduite d'évacuation des gaz qui contient le dispositif d'arrosage, est incliner par rapport à la verticale. : de telle panière que le courant gazeux suit la direction des gouttelettes d'eau. Un second séparateur de poussière peut alors être disposé en aval dudit dispositif d'arrosage.
Lesdits séparateurs de poussière peuvent être choisis parmi tous les appareils appropriés de ce genre. Les sépara- tours électrostatiques se recommendent tout particulièrement.
L'emploi d'un séparateur de poussière n'est toutefois pas abso- lument indispensable. En cas d'absence d'un dispositif de oe genre, la partie de :la conduite d'évacuation des gaz, dans la- quelle se fait la séparation des poussières, est verticale et munie à sa base d'un bac collecteur servant à recueillir les poussières qui se séparent du gaz par simple effet de gravité.
Chacun des séparateurs de poussière est muni d'une conduite conduisant les poussières séparées et recueillies vers une cuve d'eau, dans laquelle plonge l'extrémité inférieure de
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ladite conduite, de manière à protéger efficacement les pous- sières contre tout contact avec l'air atmosphérique.
D'autres caractéristiques encore du procédé de la pré- sente invention et du dispositif pour sa misen oeuvre ressor- tiront de la description suivante de plusieurs exemples d'exé- cution, donnée à titre purement indicatif et illustrée par les dessins annexésdans lesquels: les figures 1, 2 et 3 représentent, de manière schémati- que, trois exemples d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention; et les figures 4A et 4B reproduisent des photomiiorographies des poussières recueillies respectivement à 1' état brûlé et à l'état non brûlé (grossissement: 1000 x).
Dans la figure 1, le convertisseur est indiqué par le chiffre 1. Une large conduite ou gaine 11 pour l'évacuation des gaz sortant du convertisseur et chargés de poussières eat montée sur ce dernier. Undispositif de refroidissement 10 est monté à l'intérieur de ladite gaine pour abaisser la température ' desdite gaz. Une gaine verticale 2, destinée à :la séparation des poussières par simple effet de gravité, est raccordée à ladite gaine 11. et est munie à sa base d'une boîte collectrice pour recueillir les particules de poussière tombantes. Une gaine inclinée 5. racoordée à la gaine verticale 2. est équipée d'un système d'arrosage! Et raccordée à un collecteur de gaz non représenté (voir flèche 6).
La base de ladite botte collectrice 3 est munie d'un tube d'évacuation 9, dont l'extrémité inférieure plonge dans une cuve d'eau 1, de manière à éviter toute pénétra- tion d'air dans les gaine$ et 11. Les poussières qui sont dé- chargées dans cette cuve d'eau 7, sont emportées avec l'eau qui circule par cêlle-ci (le dispositif qui assure la circulation n'est pas représenté). D'autre part,, la gaine verticale 2 et le tube d'évacuation. 9' sont raccordés entre eux par une gaine in- clinée 5 permettant un écoulement facile de l'eau chargée de
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poussière, Une batterie d'arrosoirs est disposée à l'intérieur de ladite gaine inclinée 5.
En passant par la gaine inclinée, les gaz d'évacuation du convertisseur sont non seulement effica-
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cement iavéa par le rideau d'eau et débanasés des poussières dont ils étaient chargés, mais également refroidis, pour ee diriger finalement vers le collecteur de gaz (direction indiquée par la flèche 6). Si l'on attache une importance particulière un haut degré de purification des gaz, un séparateur électrique pourra être prévu immédiatement eu amont dudit collecteur de gaz.
Un courant d'azote pourra, le cas échéant, être introduit
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dans les,cuves d'eau J, et 8 pour débarrasser celle-ci de non oxygène et la Tendre chimiquement inerte Tj."..à...v1e des poussières qu'élit contient en suspension (1-se conduites employées à cet effet ne sont pas représentées). la figure 2 représente une variante ,de 1'appareil de la figure précédente. Dans ce mode d'exécution, la disposition de
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la gaice inclinée *j diffère de celle de l'appareil de la figure 1.
Les éléments correspondants des appareils représentés par les figurée' 1 et 2, sont indiqués par les mêmes chiffres. Dans
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l'appareil de la figure , les gag d'évacuation du convertis- aaur montent par la gaine verticale 2 et les particules de poussières dont ils sont chargés tombent par leur propre poids
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dans 1. boîte collectrice 10 tandis que dans l'appareil repré- senté par la figure 2, lesdits gaz d'évacuation du oonvertisseur j se dirigent vers le bas dans la gaine verticale 2 et les parti- ! ouïes les plus lourdes tombent également par leur propre poids dans la botte collectrice 3.
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Les poussières introduites dans les cuves d'eau X *"*# S sont évacuées avec l'eau qui y circule (les conduites nécessaires*
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à cetttt circulation ne sont pas représentées) pour être réo\1pé- rées U4,triem*cment par un système approprié quelconque. la t1t , représente db1me mode d'exécution de l'appareil poux la mise en oeuvre du procédé de la présente in-
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vention. ?10 gaine 21 pour l'évacuation des gais du convertis- Bout chargée de poussière, est équipée d'un séparateur de pout.
Bière L2 disposé à un niveau approprié a l'intérieur de ladite gaine et muni d'une trémie collectrice 21* cellè-01 est munie d'une conduite de décharge 33, dent l'extrémité inférieure plonge dans une cuve d'eau 34. Cette extrémité pourra être élargie
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(partie 1.) peur faciliter la décharge, et la dispersion des poussières dans l'eau. Il y a toutefois lieu d'observer que
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cet élargissement de l'extrémité inférieure du tube Élest pae : absolument indispensable.
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L'efficacité de l'appareil en question peut être conai- dèrablettent augaien en prévôyietût un dôude ou angle 12 en aval du séparateur de poussière I%p un collecteur de poussière 44 du monte genre que celui décrit ci-dessus étant disposé sous ledit coude. Deux pompes sont prévues de part et d'autre de la cuve
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2± c'est-à-dire une pompe d'alimentation 1 montée à proximité de la base de la cuve, et une pompe d'évacuation 38, qui évacue les boues de la cuve au fur et à mesure que celle-ci est alimen- tée par.ladite pompe 37. La cuve est également munie d'un trop-
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plein .
Un ttrtt Ydao est insufflé dans' -là (partie infé- rieure du tube Il par l'intermédiaire ai une valve à partir d'une bouteille d'azote 42, de telle manière que les poussières présentes dans ladite partie inférieure 41 du tube 33 sont effi- cacement protégées contre tout risque d'oxydation par l'eau.
La couche d'eau H, située au-dessus de la tuyère d'injection
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d'azote Mo est ainsi rendue inerte via-a-via des poussières. Ce système présente l'avantage que les poussières chaudes dé- chargées à partir du séparateur sont refroidies à une tempéra-
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ture inférieure à JOOEC par de l'eau inerte eazwdanger d'8tre oxydées, avant de se déposer au fond de la cure 34.
Inutile de souligner que l'emploi d*azote pour rendre l'eau inerte vis-à- vis des poussières ne constitue pas une caractéristique essen-
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tielle de l'invention, ce gaz pouvant, le cas échéant, être rem- placé par tout autre agent approprié quelconque.
L'eau employée pour isoler les poussières de l'air atmos- phérique peut également être rendue inerte en dehors de la cuve 2àvant d'être introduite dans celle-ci. Dans la cuve 34, la -présence d'une couche d'eau relativement épaisse H + h entre le bord inférieur du tube 33 et la surface libre en contact avec l'atmosphère garantit une étanchéité efficace de l'appareil.
En effet, la pression hydrostatique exercée par ladite couche d'eau H + h permet d'équilibrer la différence de pression entre la pression régnant à l'intérieur de la gaine 40 et la pression atmosphérique.
La cuve 34 est également munie d'un dispositif automati- que approprié pour maintenir constant le niveau d'eau (dispositif non figuré).
L'appareil représenté par la figure 3 fonctionne de la manière suivante. Lorsque les gaz d'évacuation du convertisseur préalablement refroidie arrivent par la gaine 31, ils traversent le séparateur 32, où ils sont débarrassés des particules 'de pou , sières qu'ils tiennent en suspension, pour être finalement con- duits vers le collecteur de gaz (direction de la flèche 40).
Les poussières qui s'accumulent dans la trémie 39, raccordée à la partie Inférieure dudit séparateur 32, sont déchargées par le tube 33 et la partie inférieure élargie 41 de ce cimier, dans la cuve d'eau 34. Celle-ci est alimentée par la pompe foulent* 37. Les poussières sont dûment dispersées dans l'eau, de ma- nière à former une boue qui e st évacuée par la pompe d'évacuation 38 et dirigée vers un dispositif de traitement ultérieur. Les débite des deux pompes sont dûment réglés l'un par rapport à l'autre.
Comme il a été décrit ci-dessus, les gaz d'évacuation du convertisseur sont, conformément à la présente invention, si
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bien isolés de l'atmosphère ambiante par des procédés et moyens -extrêmement simples et efficaces, que d'une part tout risque de fuites et donc de pertes de gaz précieux, et d'autre part, tout danger de pénétration d'air dans l'appareil et dono d'ex- plosion du 00 sont pratiquement exclus et que lesdits moyens n'qnt aucune influence sur le système de réglage de la pression dans le refroidisseur.
De plus, ce procède permet une évacua- : tion continue des poussières sans danger d'obstruction de la con- duite d'évacuation
Lee gaz d'évacuation du convertisseur, traitas par le procède de la présente invention et récupérés à l'état non brûle sont pratiquement exempts de poussière, ce qui en permet une utilisation particulièrement avantageuse comme matière première dans l'industrie chimique.
Il va de soi que les exemples d'exécution décrits ci- dessus pour faire ressortir les caractéristiques et avantages de la présente invention, sont donnés à titre purement indica- tif sans intention limitative aucune, et que l'invention en prévoit toutes variations, modifications et adaptations qui respectent son principe fondamental et ne dépassent pas le cadre des revendications formulées ci-après.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de récupération des poussières présente dans les gaz d'évacuation d'un convertisseur à insufflation d'oxygène par le haut, caractérisé en oe que lesdites poussières sont séparées desdits gaz d'évacuation et recueillies lorsque ceux-ci sont évacués à l'état non brûlé, et puis introduites dans de l'eau., tout en les isolant efficacement de l'air atmos- phérique, de manière qu'elles s'agglomèrent et se déposent.