FR2586204A1 - Improvements to devices and processes for the decontamination of flue gases resulting from the combustion or incineration of products - Google Patents

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Abstract

The device comprises: a treatment enclosure 1 in which the flue gases travel in a so-called ''direction of travel'' direction; at least one heat exchanger 2 situated in this enclosure and having passing through it a coolant fluid which makes it possible to lower the temperature of the flue gases to a temperature below approximately 40 DEG C so as to condense the acids and the steam; at least one sprinkler bar 3 situated in this enclosure and delivering a scrubbing liquid for mechanical dust trapping and a physicochemical action on the various acids, this scrubbing liquid consisting of the acidic aqueous solution resulting from the condensation of the acids and of the steam; means 4 for collecting the scrubbing liquid and condensates, situated downstream of the treatment enclosure 1 in relation to the direction of travel of the flue gases; and means 5 for reheating the flue gases originating from the lower part of the treatment enclosure.

Description

Perfectionnements apportés aux disnositifs et aux Drocé- dés de déPollution des fumées résultant de la combustion ou de l'incinération de Produits.Improvements brought to the devices and to the Drugs of pollution abatement resulting from the combustion or from the incineration of Products.

L'invention est relative aux dispositifs et aux procédés de dépollution des fumées résultant de la combustion ou de l'incinération de produits tels que déchets industriels, charbon, hydrocarbures, ordures ménagères etc. Ces fumées contiennent, du fait des compositions diverses de ces produits, notamment des poussières, de l'azote, de l'oxygène, du gaz carbonique, de la vapeur d'eau et différents acides. The invention relates to devices and methods for depolluting fumes resulting from the combustion or incineration of products such as industrial waste, coal, hydrocarbons, household waste, etc. These fumes contain, due to the various compositions of these products, in particular dust, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water vapor and various acids.

Jusqu'à ce jour les dispositifs et procédés de dépollution utilisaient des techniques (neutralisation physico- chimique à base de chaux, ou neutralisation par voie humide) qui ne pouvaient s'appliquer qu'à des installations de dépollution de très grandes dimensions. Up to now, pollution control devices and methods have used techniques (lime-based physico-chemical neutralization, or wet neutralization) which could only be applied to very large pollution control installations.

L'invention a pour but un dispositif et un procédé qui permettent de capter les vapeurs acides dans une solution aqueuse en refroidissant le mélange des vapeurs acides et de la vapeur d'eau jusqu'à des températures relativement basses d'environ 20g.  The object of the invention is to provide a device and a method which make it possible to capture the acid vapors in an aqueous solution by cooling the mixture of acid vapors and water vapor to relatively low temperatures of approximately 20 g.

L'invention a également pour but un dispositif et un procédé qui permettent la récupération de la chaleur latente contenue dans les fumées. Another object of the invention is a device and a method which allow the recovery of the latent heat contained in the fumes.

L'invention a en outre pour but un dispositif et un procédé qui soient adaptables quelle que soit la taille de l'installation avec laquelle ils coopèrent. The invention further aims at a device and a method which are adaptable whatever the size of the installation with which they cooperate.

Enfin, l'invention a pour but un dispositif et un procédé qui ne font pas appel à une neutralisation utilisant de la chaux (et dont l'inconvénient résidait en une production de plâtre intempestive) ni à une installation utilisant la neutralisation des fumées par voie humide (ce qui provoquait la saturation de ces fumées en vapeur d'eau et entrainait une production très importante de vapeur d'eau se dégageant sous forme de panache risquant d'engendrer des microclimats désagréables pour l'environnement). Finally, the object of the invention is a device and a method which do not call for a neutralization using lime (and the disadvantage of which was the production of untimely plaster) or an installation using the neutralization of smoke by humid (which caused the saturation of these fumes with water vapor and led to a very significant production of water vapor which is released in the form of a plume which is likely to generate microclimate unpleasant for the environment).

Le dispositif de dépollution selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte,
- une enceinte de traitement dans laquelle les fumées circulent dans un sens dit "sens de circulation", qui peut être vertical de haut en bas, ou horizontal,
- au moins un échangeur thermique situé dans cette enceinte et parcouru par un fluide de refroidissement permettant d'abaisser la température des fumées à une température inférieure à 40"C environ de façon à condenser les acides et la vapeur,
- au moins une rampe d'aspersion située dans cette enceinte et délivrant un liquide de lavage pour une captation mécanique des poussières et une action physico-chimique sur les différents acides, ce liquide de lavage étant constitué par la solution aqueuse acide résultant de la condensation des acides et de la vapeur,
- des moyens de recueillement du liquide de lavage et des condensats situés en aval de l'enceinte de traitement, par rapport au sens de circulation de fumées et
- des moyens de réchauffage des fumées issues de la partie inférieure de l'enceinte de traitement.The pollution control device according to the invention is characterized in that it comprises,
- a treatment chamber in which the fumes circulate in a direction called "direction of circulation", which can be vertical from top to bottom, or horizontal,
- at least one heat exchanger located in this enclosure and traversed by a cooling fluid making it possible to lower the temperature of the flue gases to a temperature below about 40 "C so as to condense the acids and the vapor,
- at least one spraying ramp located in this enclosure and delivering a washing liquid for mechanical capture of dust and a physicochemical action on the various acids, this washing liquid being constituted by the acidic aqueous solution resulting from condensation acids and steam,
means for collecting the washing liquid and the condensates situated downstream of the treatment enclosure, with respect to the direction of circulation of smoke and
means for reheating the fumes from the lower part of the treatment enclosure.

Grâce à cette disposition on peut donc réaliser l'équilibre entre les phases liquide et vapeur d'une solution faiblement concentrée en acide et ce à faible température. A titre d'exemple, on peut indiquer que la concentration de la solution acide est de 1 à 10 % à une température de 15 à 40in. La tension de vapeur partielle aura donc une valeur telle que la teneur en acide atteindra un niveau de quelques mglkg de fumée sèche. Thanks to this arrangement, it is therefore possible to achieve a balance between the liquid and vapor phases of a solution with low acid concentration and this at low temperature. By way of example, it can be indicated that the concentration of the acid solution is 1 to 10% at a temperature of 15 to 40in. The partial vapor pressure will therefore have a value such that the acid content will reach a level of a few mglkg of dry smoke.

Selon une disposition avantageuse de l'invention la rampe d'aspersion est disposée dans l'enceinte de traitement de façon à assurer un nettoyage permanent de l'échangeur thermique. A cet effet, la rampe d'aspersion est de préférence disposée en amont de l'échangeur thermique par rapport au sens de circulation des fumées, c'est-à-dire au dessus de l'échangeur thermique si les fumées circulent verticalement de haut en bas, ou avant l'échangeur thermique si les fumées circulent horizontalement. According to an advantageous arrangement of the invention, the spraying ramp is arranged in the treatment enclosure so as to ensure permanent cleaning of the heat exchanger. For this purpose, the spraying ramp is preferably arranged upstream of the heat exchanger with respect to the direction of circulation of the flue gases, that is to say above the heat exchanger if the fumes circulate vertically from above below, or before the heat exchanger if the fumes circulate horizontally.

Au point de vue constructif il convient de signaler que le dispositif comporte avantageusement une succession d'étages ou de sections, chaque étage ou section comportant une rampe d'aspersion suivie, dans le sens de circulation des fumées, d'un échangeur thermique. La rampe d'aspersion est donc située au dessus de l'échangeur thermique si les fumées circulent verticalement de haut en bas, ou en avant de l'échangeur thermique si les fumées circulent horizontalement. From a constructive point of view, it should be noted that the device advantageously comprises a succession of stages or sections, each stage or section comprising a spraying boom followed, in the direction of circulation of the fumes, by a heat exchanger. The spraying boom is therefore located above the heat exchanger if the fumes circulate vertically from top to bottom, or in front of the heat exchanger if the fumes circulate horizontally.

De préférence, les moyens de réchauffage des fumées issues de la partie intérieure de traitement sont constitués par au moins une paroi d'échange thermique commune à l'enceinte de traitement et à un conduit d'évacuation dans lesquels circulent les fumées issues de la partie inférieure de l'enceinte de traitement. Preferably, the means for reheating the fumes from the internal treatment part consist of at least one heat exchange wall common to the treatment enclosure and to an evacuation duct in which the fumes from the part circulate. bottom of the treatment enclosure.

L'invention est également relative, d'une façon générale, à un procédé de dépollution des fumées résultant de la combustion ou de l'incinération de produits, et contenant, du fait des compositions diverses de ces produits, notamment, des poussières, de l'azote, de l'oxygène, du gaz carbonique, de la vapeur d'eau et différents acides, ledit procédé étant caractérisé par le fait que,
- dans une première phase ces fumées sont simul- tanément refroidies et traitées par une action mécanique et une action physico-chimique, par aspersion avec un liquide de lavage et par condensation des acides et de la vapeur d'eau sur une paroi froide, et
- dans une seconde phase, ces fumées sont réchauffées avant d'être éventuellement filtrées et rejetées à l'atmosphère.The invention also relates, in general, to a process for depolluting fumes resulting from the combustion or incineration of products, and containing, owing to the various compositions of these products, in particular, dust, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water vapor and various acids, said process being characterized in that,
- in a first phase, these fumes are simultaneously cooled and treated by a mechanical action and a physicochemical action, by spraying with a washing liquid and by condensation of acids and water vapor on a cold wall, and
- In a second phase, these fumes are reheated before being possibly filtered and discharged into the atmosphere.

L'invention consiste mis à part les dispositions dont il vient d'être question, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. The invention consists, apart from the arrangements which have just been mentioned, in certain other arrangements which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.

L'invention pourra de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. The invention may in any case be well understood with the aid of the additional description which follows as well as of the appended drawing, which supplement and drawing relate to a preferred embodiment of the invention and do not include, heard, no limiting character.

La figure unique de ce dessin montre une coupe schématique d'un dispositif établi conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention. The single figure of this drawing shows a schematic section of a device established in accordance with a preferred embodiment of the invention.

Comme montré sur la figure ce dispositif comporte
- une enceinte de traitement 1 dans laquelle les fumées circulent, par exemple verticalement et de haut en bas,
- une pluralité d'échangeurs thermiques 2 situés dans cette enceinte et parcourus par un fluide de refroidissement permettant d'abaisser la température des fumées à une température inférieure à 40-C environ de façon à condenser les acides et la vapeur,
- au moins une rampe d'aspersion 3 située dans cette enceinte et délivrant un liquide de lavage pour une captation mécanique des poussières et une action physico-chimique sur les différents acides, ce liquide de lavage étant constitué par la solution aqueuse acide résultant de la condensation des acides et de la vapeur.As shown in the figure, this device includes
a treatment chamber 1 in which the fumes circulate, for example vertically and from top to bottom,
a plurality of heat exchangers 2 located in this enclosure and traversed by a cooling fluid making it possible to lower the temperature of the flue gases to a temperature below about 40 ° C. so as to condense the acids and the vapor,
at least one spraying ramp 3 located in this enclosure and delivering a washing liquid for mechanical capture of dust and a physicochemical action on the various acids, this washing liquid being constituted by the acidic aqueous solution resulting from the condensation of acids and steam.

Des moyens de recueillement 4 du liquide de lavage et des condensats sont situés à la partie inférieure de l'enceinte de traitement 1. Means 4 for collecting the washing liquid and the condensates are located at the lower part of the treatment enclosure 1.

Des moyens de réchauffage désignés d'une façon générale par le chiffre de référence 5, sont prévus pour réchauffer les fumées issues de la partie inférieure de l'enceinte de traitement 1. Heating means generally designated by the reference numeral 5, are provided for heating the fumes from the lower part of the treatment enclosure 1.

Le liquide de lavage constitué par la solution aqueuse acide résultant de la condensation des acides et de la vapeur est avantageusement prélevé dans les moyens de recueillement 4 du liquide de lavage, et ce par l'intermédiaire d'une pompe 6 alimentant un conduit 7 desservant les rampes d'aspersion 3. Une réserve 8 de liquide de lavage peut être avantageusement prévue et est alors reliée au conduit 7. The washing liquid constituted by the acidic aqueous solution resulting from the condensation of the acids and the vapor is advantageously taken from the means 4 for collecting the washing liquid, and this by means of a pump 6 supplying a conduit 7 serving the spray bars 3. A reserve 8 of washing liquid can advantageously be provided and is then connected to the duct 7.

Constructivement le dispositif comporte une succession d'étages, chaque étage comportant, de haut en bas, une rampe d'aspersion 3, située juste au dessus d'un échangeur thermique 2 de manière à en assurer le nettoyage permanent. Constructively, the device comprises a succession of stages, each stage comprising, from top to bottom, a spraying boom 3, located just above a heat exchanger 2 so as to ensure permanent cleaning.

Les moyens de recueillement 4 du -liquide de lavage peuvent coopérer avec des bacs de décantation 9 dont le plus propre alimente la pompe 6 assurant le recyclage de la solution aqueuse constituant le liquide de lavage. The means for collecting 4 the washing liquid can cooperate with settling tanks 9, the cleanest of which supplies the pump 6 ensuring the recycling of the aqueous solution constituting the washing liquid.

Les moyens de réchauffage 5 sont avantageusement constitués par une paroi d'échange thermique 10 commune à l'enceinte de traitement 1 et à un conduit d'évacuation 11 dans lesquels circulent les fumées issues de la partie inférieure de l'enceinte de traitement 1.  The reheating means 5 are advantageously constituted by a heat exchange wall 10 common to the treatment enclosure 1 and to a discharge duct 11 in which the fumes from the lower part of the treatment enclosure 1 circulate.

Au point de vue constructif, il est avantageux de prévoir un circuit d'extraction 12 pour évacuer les boues résiduelles se déposant dans la partie inférieure des moyens de recueillement 4 et la solution aqueuse acide vers une station de traitement assurant la neutralisation et la filtration du fluide évacué. From a constructive point of view, it is advantageous to provide an extraction circuit 12 for discharging the residual sludge depositing in the lower part of the collection means 4 and the acidic aqueous solution towards a treatment station ensuring the neutralization and filtration of the fluid evacuated.

Pour éviter l'entrainement du liquide de lavage par les fumées issues de la partie inférieure de lten- ceinte de traitement 1 un séparateur de gouttelette 13 est disposé dans le conduit d'évacuation 11. To avoid entrainment of the washing liquid by the fumes from the lower part of the treatment chamber 1, a droplet separator 13 is placed in the evacuation duct 11.

Ce conduit d'évacuation Il peut déboucher à l'entrée d'un filtre 14 (par exemple du type à nappe filtrante & déroulement automatique). Le tirage dans ce circuit d'évacuation 11 est alors assuré par un ventilateur 15. This evacuation duct It can lead to the inlet of a filter 14 (for example of the type with a filter sheet & automatic unwinding). The draft in this evacuation circuit 11 is then ensured by a fan 15.

Le ou les échangeurs thermiques 2 sont avantageusement du type tubulaire ; ils peuvent être alimentés en liquide froid par un collecteur 16, un collecteur 17 recueillant alors le liquide réchauffé qui peut être acheminé vers des moyens d'utilisation non représentés. The heat exchanger (s) 2 are advantageously of the tubular type; they can be supplied with cold liquid by a collector 16, a collector 17 then collecting the heated liquid which can be conveyed to means of use not shown.

On récupère ainsi la chaleur latente et la chaleur sensible contenues dans les fumées. The latent heat and the sensible heat contained in the fumes are thus recovered.

Le liquide de refroidissement traversant le ou les échangeurs thermiques 2 peut provenir
- du circuit de retour d'une installation de chauffage,
- du circuit d'une pompe à chaleur,
- d'une tour de refroidissement.The coolant passing through the heat exchanger (s) 2 can come from
- the return circuit of a heating installation,
- the circuit of a heat pump,
- a cooling tower.

Finalement et quel que soit le mode de réalisation, le dispositif selon l'invention, lorsqu'il assure la combustion ou l'incinération des produits tels que des déchets industriels courants, renvoie des fumées ayant les caractéristiques suivantes
- teneur en acides (acide chlorhydrique et acide sulfurique) inférieure & 50 mg/kg,
- teneur en poussière quasiment nulle,
- teneur en eau inférieure à 18 gZkg,
- température inférieure à 40"C. Finally and whatever the embodiment, the device according to the invention, when it ensures the combustion or incineration of products such as ordinary industrial waste, returns fumes having the following characteristics
- lower acid content (hydrochloric acid and sulfuric acid) & 50 mg / kg,
- almost zero dust content,
- water content less than 18 gZkg,
- temperature below 40 "C.

Claims (9)

REVENDICATIONS - des moyens de réchauffage (5) des fumées issues de la partie inférieure de l'enceinte de traitement. - Reheating means (5) of the fumes from the lower part of the treatment enclosure. - des moyens de recueillement (4) du liquide de lavage etdescondensats situés en aval de l'enceinte de traitement (1) par rapport au sens de circulation des fumées, et means for collecting (4) the washing liquid and the condensates situated downstream from the treatment enclosure (1) relative to the direction of circulation of the fumes, and - au moins une rampe d'aspersion (3) située dans cette enceinte et délivrant un liquide de lavage pour une captation mécanique des poussières et une action physico-chimique sur les différents acides, ce liquide de lavage étant constitué par la solution aqueuse acide résultant de la condensation des acides et de la vapeur, - at least one spraying ramp (3) located in this enclosure and delivering a washing liquid for mechanical capture of dust and a physicochemical action on the various acids, this washing liquid being constituted by the resulting acidic aqueous solution condensation of acids and steam, - au moins un échangeur thermique (2) situé dans cette enceinte et parcouru par un fluide de refroidissement, permettant d'abaisser la température des fumées à une température inférieure à 40-C environ de façon à condenser les acides et la vapeur, - at least one heat exchanger (2) located in this enclosure and traversed by a cooling fluid, making it possible to lower the temperature of the flue gases to a temperature below about 40 ° C. so as to condense the acids and the vapor, - une enceinte de traitement t1) dans laquelle les fumées circulent dans un sens dit "sens de circulation", - a treatment chamber t1) in which the fumes circulate in a direction called "direction of circulation", t. Dispositif de dépollution de fumées résultant de la combustion ou de l'incinération de produits et contenant, du fait des compositions diverses de ces produits, notamment des poussières, de l'azote, de l'oxygène, du gaz carbonique, de la vapeur d'eau et différents acides, caractérisé par le fait qu'il comporte t. Device for decontaminating fumes resulting from the combustion or incineration of products and containing, owing to the various compositions of these products, in particular dust, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, vapor d and different acids, characterized in that it contains 2. Dispositif de dépollution selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fumées circulent verticalement de haut en bas. 2. pollution control device according to claim 1, characterized in that the fumes flow vertically from top to bottom. 3. Dispositif de dépollution selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fumées circulent horizontalement.  3. pollution control device according to claim 1, characterized in that the fumes circulate horizontally. 4. Dispositif de dépollution selon l'une quel conque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la rampe d'aspersion (3) est disposée de façon à assurer un nettoyage de l'échangeur thermique (2). 4. pollution control device according to which conch of claims 1 to 3, characterized in that the spray boom (3) is arranged so as to ensure cleaning of the heat exchanger (2). 5. Dispositif de dépollution selon les revendications 2 et 4, caractérisé par le fait que la rampe d'aspersion (3) est disposée au-dessus de l'échangeur thermique (2). 5. pollution control device according to claims 2 and 4, characterized in that the spray boom (3) is disposed above the heat exchanger (2). 6. Dispositif de dépollution selon les revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que la rampe d'aspersion (3) est disposée en avant de l4échangeur thermique (2) par rapport au sens de circulation des fumées. 6. pollution control device according to claims 3 and 4, characterized in that the spray boom (3) is disposed in front of the heat exchanger (2) relative to the direction of circulation of the fumes. 7. Dispositif de dépollution selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte une succession d'étages ou de sections, chaque étage ou section comportant une rampe d'aspersion (3) suivie, dans le sens de circulation des fumées, d'un échangeur thermique (2). 7. depollution device according to claim 4, characterized in that it comprises a succession of stages or sections, each stage or section comprising a spraying boom (3) followed, in the direction of circulation of the fumes, a heat exchanger (2). 8. Dispositif de dépollution selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de réchauffage (5) sont constitués par au moins une paroi d'échange thermique commune à l'enceinte de traitement (1) et à un conduit d'évacuation (12) dans lesquels circulent les fumées issues de la partie inférieure de l'enceinte de traitement (1).  8. pollution control device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the heating means (5) consist of at least one heat exchange wall common to the treatment enclosure (1) and to an exhaust duct (12) in which the fumes from the lower part of the treatment enclosure (1) circulate. 9. Procédé de dépollution de fumées résultant de la combustion ou de l'incinération de produits et contenant, du fait des compositions diverses de ces produits, notamment des poussières, du gaz carbonique, de la vapeur d'eau et différents acides, caractérisé par le fait que 9. A method for depolluting fumes resulting from the combustion or incineration of products and containing, owing to the various compositions of these products, in particular dust, carbon dioxide, water vapor and various acids, characterized by the fact that - dans une première phase, ces fumées sont si multanément refroidies et traitées par une action mécanique et une action physico-chimique, par aspersion avec un liquide de lavage, et par condensation des acides et de la vapeur d'eau sur une paroi froide, - in a first phase, these fumes are so simultaneously cooled and treated by a mechanical action and a physicochemical action, by spraying with a washing liquid, and by condensation of acids and water vapor on a cold wall, - dans une seconde phase, ces fumées sont réchauffées avant d'être éventuellement filtrées et rejetées à l'atmosphère.  - In a second phase, these fumes are reheated before being possibly filtered and discharged into the atmosphere.
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