LU88421A7 - Procédé pour l'évacuation de résidus solides d'une installation d'épuration de gaz - Google Patents
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Description
PROCEDE POUR L'EVACUATION DE RESIDUS SOLIDES D'UNE INSTALLATION D'EPURATION DE GAZ
Il est rappelé que la demande de brevet d'invention luxembourgeois LU-88 210, déposée le 13 janvier 1993 concerne un procédé pour l'évacuation de résidus solides, granuleux ou pulvérulents, d'une installation d'épuration de gaz, notamment de gaz de haut fourneau, caractérisé par: un déchargement d'un lot de résidus solides de l'installation d'épuration de gaz à travers une conduite de décharge dans un premier vase clos; un isolement de ce premier vase clos par rapport à l'installation d'épuration de gaz par fermeture étanche de la conduite de décharge, lorsque l'opération de déchargement de ce lot de résidus solides est terminée; un passage d'au moins un gaz de purge sous pression à travers le lot de résidus solides contenu dans ledit premier vase clos, de façon à créer un lit statique, respectivement fluidisé, desdits résidus solides; une évacuation contrôlée du (des) gaz de purge en- dehors dudit premier vase clos; et finalement une évacuation progressive des résidus solides en- dehors dudit premier vase clos dans une conduite de transport, suivie d'un transport des résidus solides à travers cette conduite de transport en suspension dans un gaz sous pression.
Le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé proposé est soumis à une usure intense par les résidus solides, granuleux ou pulvérulents, qui sont évacués de l'installation d'épuration de gaz. Dans de nombreux cas, notamment dans le cas de gaz de haut fourneau où ces résidus solides comprennent des poussières de minerai de fer et de coke d'une granulométrie relativement grosse (de l'ordre du millimètre), sont en effet très abrasifs et produisent, lorsqu'ils sont déplacés à des vitesse élevées, des phénomènes d'abrasion très importants dans le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé proposé.
Le but de la présente invention est de réduire l'importance de ces phénomènes d'abrasion.
Dans le but de réduire l'usure au niveau de la conduite de décharge entre l'installation d'épuration de gaz et ledit premier vase clos, il est proposé de prévoir dans le cadre du procédé décrit ci-dessus, avant de commencer le déchargement du lot de résidus solides dans ledit premier vase clos et pendant son déchargement proprement dit, un réglage de la pression régnant dans ledit premier vase clos, de façon à limiter la différence de pression entre l'installation d'épuration de gaz et ledit premier vase clos.
Cette limitation de la différence de pression entre l'installation d'épuration de gaz et ledit premier vase clos permet de limiter la vitesse d'écoulement des résidus solides dans la conduite de décharge même et en aval de celle-ci, ce qui réduit naturellement les phénomènes d'abrasion dans ces zones.
Dans ce contexte il convient de remarquer que l'installation d'épuration de gaz est normalement en surpression importante par rapport à l'atmosphère, alors que ledit premier vase clos est, avant le déchargement du lot de résidus solides, normalement sous pression atmosphérique. Le réglage de la pression régnant dans ledit premier vase clos comprend dans ce cas avantageusement: a) avant de commencer le déchargement du lot de résidus, solides dans ledit premier vase clos, une injection contrôlée d'un gaz sous pression dans ledit premier vase .clos pour établir dans celui-ci une pression sensiblement égale à la pression régnant dans l'installation d'épuration de gaz ; b) pendant l'opération de déchargement proprement dite, une décompression contrôlée dudit premier vase clos par une évacuation contrôlée d'un débit de gaz en-dehors de celui- ci, de façon à maintenir dans ledit premier vase clos une pression légèrement inférieure à la pression régnant dans l'installation d'épuration de gaz.
Pendant l'opération de déchargement proprement dite on mesure avantageusement le débit des résidus s'écoulant dans ledit vase clos et on compare le débit mesuré à une valeur limite supérieure. Le réglage de la pression dans ledit premier vase clos est alors avantageusement réalisé en fonction du débit mesuré des résidus solides, de façon que la pression dans ledit premier vase clos soit augmentée si ce débit mesuré dépasse la valeur limite supérieure.
Dans le but de réduire l'usure au niveau du convoyeur pneumatique et de son dispositif d'alimentation, il est proposé de prévoir dans le procédé décrit plus haut: a) lors de l'évacuation progressive du lot de résidus solides en-dehors dudit premier vase clos dans ladite conduite de transport, une détection d'un niveau de remplissage minimal dudit premier vase clos; b) si ce niveau de remplissage minimal est détecté, une interruption de l'évacuation du lot de résidus solides en- dehors dudit premier vase clos et un isolement étanche de ladite conduite de transport par rapport audit premier vase clos ; et c) un réglage de la pression dans la partie amont de ladite conduite de transport par injection d'un gaz sous pression, de façon à suivre une courbe de pression décroissante dans le temps lors d'une évacuation progressive des résidus solides endehors de ladite conduite de transport en suspension dans le gaz sous pression.
La détection d'un niveau minimal de remplissage dudit premier vase clos permet d'éviter la création d'un court- circuit des gaz à travers la masse des résidus solides. L'isolement de la conduite de transport par rapport audit premier vase clos évite efficacement que le volume important de gaz sous pression contenu dans ledit premier vase clos ne puisse influencer la vitesse de vidange de la conduite de transport. Ladite courbe de pression décroissante est alors avantageusement déterminée de façon que la vitesse des résidus solides dans la conduite de transport, qui aurait tendance à augmenter lors de l'opération de vidange ne dépasse pas une vitesse limite.
Il sera apprécié que cette façon de procéder permet de vider complètement ladite conduite de transport, sans pour autant atteindre vers la fin de cette opération de vidange des vitesses trop élevées qui entraîneraient inévitablement une destruction rapide de ladite conduite de transport par des phénomènes d'abrasion. L'opération de vidange de la conduite de transport selon le procédé décrit ci-dessus, se fait avantageusement pendant l'opération de décompression dudit premier vase clos et/ou pendant l'opération de déchargement du lot suivant de résidus solides de l'installation d'épuration de gaz dans ledit premier vase clos et/ou pendant l'opération de purge de ce lot de résidus solides dans ledit premier vase clos. En opérant de cette façon, il est possible de commencer l'opération d'évacuation des résidus solides en-dehors du premier vase clos dans une conduite de transport entièrement vide et d'éviter ainsi des bourrages de cette dernière.
Des exemples de mise en oeuvre préférentielle des procédés proposés et l'équipement utilisé pour cette mise en oeuvre sont décrits, à titre d'exemple uniquement, en se basant sur les figures en annexe, dans lesquelles: la Figure 4 est un schéma de principe d'une installation, semblable à celle de la Figure 1 de la demande de brevet LU-88 210, équipée de systèmes de régulation supplémentaires ; - la Figure 5 représente de façon schématique dans deux diagrammes l'évolution de la pression dans une conduite de transport pneumatique lors de 1'opération de vidange de celle-ci.
Sur la Figure 4 les références 110 et 110' repèrent deux trémies installées en-dessous d'un séparateur de particules solides d'une installation d'épuration de gaz de haut fourneau. Une conduite de décharge 112, respectivement 112 ', relie ces deux trémies 110 et 1101 à un vase clos 118. Ce dernier est généralement situé à un niveau plus bas que les trémies 110 et 110 '. Chacune de ces conduites de décharge 112, 112' est équipée d'un organe d'obturation 114, 114', pour retenir les résidus solides, et d'une vanne d'isolement 116, 116', étanche au gaz pour isoler ledit vase clos 118 par rapport à l'installation d'épuration de gaz.
En ce qui concerne la description du vase clos 118 il est fait référence à la Figure 1 de la demande de brevet LU-88 210. Il sera simplement noté que la référence 120 repère un dispositif de fluidisation pour créer un lit statique, respectivement fluidisé dans le vase 118, la référence 124 une conduite de décompression, la référence 128 un séparateur de particules solides équipant la conduite de décompression 124. Il sera noté que dans le cas de la Figure 4 le séparateur de particules solides 128 est un séparateur à cyclone. Une vanne de décompression 126 équipe la conduite de décompression 124 en aval du séparateur de particules solides 128. Ce dernier protège la vanne de décompression 126 contre l'effet abrasif des résidus solides inévitablement entraînés à vitesses élevées dans la conduite de décompression 124 avec les gaz évacués en-dehors du vase clos 118.
Derrière la vanne de décompression 126, les gaz peuvent par exemple être relâchés dans l'atmosphère ou être injectés dans une conduite de transport pneumatique ou un réservoir, à condition que la contre-pression dans ces .derniers ne soit pas trop élevée.
Une source d'alimentation en gaz sous pression est repérée par la référence 142. Pour la description détaillée d'une telle source il est également fait référence à la Figure 1 de la demande de brevet LU-88 210. Cette source d'alimentation en gaz sous pression est connectée à une conduite principale de distribution 143.
Une première vanne d'alimentation de gaz V^, suivie de préférence d'une tuyère de Laval 145, est connectée entre la conduite principale de distribution de gaz 143 et un pot de fluidisation 164, qui est connu en soi et qui forme la partie inférieure du vase clos 118. Une deuxième vanne d'alimentation de gaz V2, suivie de préférence d'une tuyère de Laval 147, est connectée entre la conduite principale de distribution de gaz 143 et le dispositif de fluidisation 120. Une troisième vanne d'alimentation de gaz V3 est connectée entre la conduite principale de distribution de gaz 143 et la partie supérieure du vase clos 118. Une quatrième vanne d'alimentation de gaz V4, suivie de préférence d'une tuyère de Laval 149, est connectée entre la conduite principale de distribution de gaz 143 et la partie amont de la conduite de décharge 112'.
Le pot de fluidisation 164 est raccordé à une conduite de transport pneumatique 168, qui débouche par exemple dans un réservoir 169. Cette conduite de transport pneumatique 168 est munie à proximité immédiate du pot de fluidisation 164 d'une vanne d'isolement 166 étanche aux gaz. Un dispositif d'injection de gaz sous pression 170 est intégré dans la conduite de transport 168 en aval de la vanne d'isolement 166 à proximité immédiate de celle-ci. Le dispositif d'injection de gaz sous pression 170 est raccordé à travers une vanne d'alimentation de gaz V5 à la conduite principale de distribution de gaz 143.
Le fonctionnement du dispositif décrit dans ce qui précède peut être résumé comme suit.
Avant décharge d'un lot de résidus solides d'une des deux trémies 110, 110' dans le vase clos 118, la vanne de décompression Vq sur la conduite de décompression 124, les vannes d'alimentation en gaz V]_, V2, V3 et V4 et la vanne d'isolement 166 sur la conduite de transport 168 sont avantageusement fermées. La pression dans le vase clos 118 est le plus souvent inférieure à la pression dans les trémies 110, 110'.
La première opération consiste alors à égaliser sensiblement les pressions entre, d'un côté, les trémies 110 et/ou 110' et, de l'autre côté, le vase clos 118. Cette opération s'effectue par exemple à l'aide de la vanne d'alimentation de gaz V3, gui est asservie à cet effet à un régulateur de pression 100. Ce dernier reçoit comme signaux d'entrée la pression dans le vase clos 118 (qui est mesurée par un capteur de pression 202) et les pressions dans les trémies 110 et/ou 110' (qui sont mesurées par un capteur de pression 204) ; respectivement la différence entre les pressions mesurées dans le vase clos 118, d'un côté, et les trémies 110 et/ou 110', de l'autre côté. Ce signal de pression différentiel est par exemple fourni directement par l'unité 206.
La deuxième opération consiste à ouvrir les vannes 114, 116 et 117, respectivement 114', 116' et 117, afin d'ouvrir la conduite de décharge 112, respectivement 112'. Les résidus solides peuvent maintenant s'écouler par gravité de la trémie 110 dans la vase clos 118. Dans le cas de la trémie 110', qui est par exemple plus éloignée du vase clos 118, on ouvre avantageusement la vanne d'alimentation de gaz V4 pour injecter un gaz de propulsion dans la conduite de décharge 112 '. Ceci sera surtout le cas si la distance entre la trémie 110 ' et le vase clos 118 est plus importante et/ou si la hauteur disponible pour un écoulement par gravité des résidus solides dans la conduite 112' est faible.
Pendant la décharge des résidus solides dans le vase clos 118, la pression dans ce dernier augmente .nécessairement. La décompression du vase clos 118 est gouvernée par la vanne de décompression Vg, qui est asservie à un régulateur de pression, recevant comme signal d'entrée la différence de pression entre les trémies 110, 110' d'un côté et le vase clos 118 de l'autre côté. Si cette différence de pression devient trop faible, ou si la pression dans le vase clos 118 devient même supérieure à la pression régnant dans les trémies 110, 110', la vanne Vq est ouverte davantage, permettant une décompression du vase clos 118 à travers la conduite de purge 124.
Le degré de remplissage du vase clos 188 est surveillé par un capteur de poids 210 et/ou . un capteur de niveau continu 212 et/ou un capteur de niveau haut 214. Si un niveau de remplissage haut du vase clos 118 est atteint, ce dernier est isolé par rapport aux trémies 110, 110' par fermeture des vannes 114, 116 et 117, respectivement 114', 116' et 117', terminant ainsi l'opération de déchargement.
Peut suivre maintenant une opération de purge du lot de résidus solides déchargé dans le vase clos 118. Cette opération est réalisée en ouvrant la vanne d'alimentation de gaz V2 et en injectant le ou les gaz de purge par l'intermédiaire du dispositif de fluidisation 120 à travers les résidus solides. On crée ainsi un lit statique et/ou fluidisé dans le vase clos 118. Le régulateur de pression 208 de la vanne de décompression Vq tolère maintenant, de façon avantageuse, un accroissement de la pression dans le vase clos 118 à une valeur supérieure à la pression régnant dans les trémies 110 et/ou 110'. On a en effet constaté que l'efficacité de l'opération de purge augmente si la pression augmente. L'opération de purge étant terminée, la vanne de décompression Vq est fermée. La vanne d'alimentation de gaz Vi est ouverte, pour injecter un gaz de fluidisation dans le pot de fluidisation 164; puis la vanne d'isolement 166 sur la conduite de transport 168 est ouverte, pour faire communiquer le pot de fluidisation 164 avec la conduite de transport 168. A l'aide de la vanne de réglage V3 on peut maintenant augmenter la pression au-dessus des résidus solides dans le vase clos 118, ce qui permet d'évacuer les résidus solides fluidisés du pot de fluidisation 164 dans la conduite de transport pneumatique 168.
Lorsque le niveau des résidus solides dans le vase clos 118 descend, la vanne d'alimentation de gaz V3 maintient la pression au-dessus des résidus solides sensiblement constante, jusqu'au moment où un détecteur de niveau 216 détecte l'atteinte d'un niveau bas des résidus solides dans le vase clos 118. Ce niveau bas est choisi de façon à éviter la création d'un court-circuit des gaz à travers la masse des résidus solides. Maintenant les vannes d'alimentation de gaz V]_, V2 et V3 et la vanne d'isolement 166 sur la conduite de transport 168 sont fermées. En même temps la vanne d'alimentation de gaz V5, qui est intégrée dans un système asservi comprenant un régulateur de pression 218 et un capteur de pression 220, commence à régler la pression au point Pq qui est situé directement en amont de la vanne d'isolement I66. A cet effet le régulateur 218 suit, en réglant la pression au point PO, une courbe de pression décroissante dans le temps lors de l'opération de vidange du conduit de transport 168. Une telle courbe de réglage p(t) au point Pq est représentée, .exclusivement-à titre d'illustration, sur le diagramme de gauche de la Figure 5.
Plus la conduite de transport 168 se vide, plus la perte de charge à compenser diminue. Ce phénomène est représenté sur le diagramme de droite de la Figure 5. En abscisse est représentée la longueur de la conduite de transport 168. L'abscisse X=0 représente l'emplacement du point Pq. En ordonnée sont représentées les pertes de charge entre l'embouchure L et les différents points Xj_ de la conduite. Ces pertes de charge sont calculées pour une vitesse maximale admissible dans la section la plus défavorisée de la conduite de transport 168. En d'autres termes cette vitesse est choisie de façon que la conduite de transport 168 ne subisse pas de phénomènes d'abrasion intolérables dans cette section la plus défavorisée.
Le diagramme de gauche est sensiblement identique au diagramme de droite, à l'exception qu'en abscisse sont représentés maintenant les temps tj_ auquel le front arrière des résidus solides dans la conduite de transport 168 passe aux différents endroits de la conduite de transport 168, et en ordonnée est représentée la pression p(t) qu'il faut avoir au point Pq pour obtenir la vitesse maximale admissible dans la conduite de transport 168. En d'autres termes, si on impose au régulateur 218 de suivre la courbe représentée dans le diagramme de gauche de la Figure 5 pendant la vidange de la conduite 168, on arrive à réaliser la vidange complet de celle-ci dans un temps raisonnable sans risquer d'avoir pendant la phase finale des vitesses très élevées entraînant une usure rapide de la conduite.
Il est précisé que l'allure de la courbe p(t) devra être déterminée pour chaque installation individuellement. La courbe représentée dans la Figure 5 n'est bien entendu qu'un exemple théorique pour fixer les idées et ne représente pas une courbe caractéristique d'une installation réelle.
Enfin, la décompression du vase clos 118 se fait d'une façon contrôlée à travers la conduite de purge 124, c'est- à-dire à débit contrôlé. Il est bien entendu possible d'interrompre la décompression lorsqu'on a atteint dans le vase clos 118 la pression régnant dans les trémies 110 et/ou 110'. Cette façon de procéder réduit naturellement le débit de gaz qu'on doit injecter dans le vase clos 118 pour pressuriser, avant l'ouverture des conduites de décharge 112 et/ou 112', le vase clos 118.
Claims (3)
1. Procédé pour l'évacuation de résidus solides, granuleux ou pulvérulents, d'une installation d'épuration de gaz, notamment de gaz de haut fourneau, comprenant: un déchargement d'un lot de résidus solides de l'installation d'épuration de gaz à travers une conduite de décharge dans un premier vase clos; un isolement de ce premier vase clos par rapport à l'installation d'épuration de gaz par fermeture étanche de la conduite de décharge, lorsque l'opération de déchargement de ce lot de résidus solides est terminée; un passage d'au moins un gaz de purge sous pression à travers le lot de résidus solides contenu dans ledit premier vase clos, de façon à créer un lit statique, respectivement fluidisé, desdits résidus solides; une évacuation contrôlée du (des) gaz de purge en- dehors dudit premier vase clos; et finalement une évacuation progressive des résidus solides en- dehors dudit premier vase clos dans une conduite de transport, suivie d'un transport des résidus solides à travers cette conduite de transport en suspension dans un gaz sous pression; caractérisé par un réglage de la pression régnant dans ledit premier vase clos, avant de commencer le déchargement du lot de résidus solides dans ledit premier vase clos et pendant son déchargement proprement dit, de façon à limiter la différence de pression entre l'installation d'épuration de gaz et ledit premier vase clos.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par a) une injection contrôlée d'un gaz sous pression dans .ledit premier vase clos avant de commencer le déchargement du lot de résidus solides dans ledit premier vase clos, de façon à établir dans celui-ci une pression sensiblement égale à la pression régnant dans l'installation d'épuration de gaz; b) une décompression contrôlée dudit premier vase clos par une évacuation contrôlée d'un débit de gaz en-dehors de celui-ci pendant l'opération de déchargement proprement dite, de façon à maintenir dans ledit premier vase clos une pression légèrement inférieure à la pression régnant dans l'installation d'épuration de gaz.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par a) une détection d'un niveau de remplissage minimal dudit premier vase clos, lors de l'évacuation progressive du lot de résidus solides en-dehors dudit premier vase clos dans ladite conduite de transport; b) une interruption de l'évacuation du lot de résidus solides en-dehors dudit premier vase clos et un isolement, du point de vue pressions, de ladite conduite de transport par rapport audit premier vase clos, si ce niveau de remplissage minimal est détecté; et c) un réglage de la pression dans la partie amont de ladite conduite de transport par injection d'un gaz sous pression, de façon à suivre une· courbe de pression décroissante dans le temps lors d'une évacuation progressive des résidus solides endehors de ladite conduite de transport en suspension dans le gaz sous pression.
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| LU88210A LU88210A1 (fr) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | Procédé et dispositif pour l'évacuation de résidus solides d'une installation d'épuration de gaz |
| LU88421A LU88421A7 (fr) | 1993-01-13 | 1993-11-03 | Procédé pour l'évacuation de résidus solides d'une installation d'épuration de gaz |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU88210A LU88210A1 (fr) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | Procédé et dispositif pour l'évacuation de résidus solides d'une installation d'épuration de gaz |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (2) | LU88210A1 (fr) |
| UA (1) | UA34435C2 (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113581672A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-11-02 | 南通派菲克水务技术有限公司 | 一种可调节出料量的组合装置 |
-
1993
- 1993-01-13 LU LU88210A patent/LU88210A1/fr unknown
- 1993-11-03 LU LU88421A patent/LU88421A7/fr unknown
-
1994
- 1994-01-12 UA UA94005053A patent/UA34435C2/uk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LU88210A1 (fr) | 1994-09-09 |
| UA34435C2 (uk) | 2001-03-15 |
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