WO2017220773A1 - Procédé de préparation d'une composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse et produit obtenu à partir de celui-ci - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a fine and highly porous powdery lime composition
- a method for producing a fine and highly porous powdery lime composition comprising the steps of introducing quicklime into a feed zone of a hydrator, introducing water into the zone feeding the hydrator, extinguishing said quicklime in an extinguishing zone of the hydrator by means of a quantity of water which is sufficient to obtain a slaked lime having a non-solid residual phase content of between 15 and 15%. % and 55% by weight, preferably between 15 and 35% by weight, drying and grinding said slaked lime to form powdered lime powder composition.
- highly porous powdery lime composition is understood to mean a powdery lime powder composition having a high BET surface area and a high BJH porous volume, which means a BET specific surface area obtained by adsorption of nitrogen greater than or equal to 25 m z / g and a BJH total pore volume consisting of pores with a diameter less than 1000 ⁇ , greater than or equal to 0.15 cm 3 / g.
- powdered lime composition a slaked lime composition consisting of free and individual particles of calcium hydroxide.
- finely powdered powdered lime composition is understood to mean, according to the present invention, a powdered lime powder composition having a particle size d 98 of less than 200 ⁇ , in particular less than 150 ⁇ .
- the powdery lime composition differs in particular granules or pebbles that have a larger particle size.
- Calcium oxide, CaO is often referred to as “quicklime”
- calcium hydroxide, Ca (OH) 2 is referred to as “hydrated lime” or “slaked lime”, both compounds being informally named “lime”.
- lime is an industrial product respectively based on oxide or calcium hydroxide.
- quicklime is meant a mineral solid whose chemical composition is mainly calcium oxide, CaO.
- Quicklime is generally obtained by calcination of limestone (mainly CaCO 3 ).
- the quicklime may also contain impurities such as magnesium oxide, MgO, sulfur oxide, SO 3 , silica, SiO 2 , or alumina, Al 2 O 3 , whose sum is at a rate of a few% by weight.
- the impurities are expressed here in their oxide form, but of course they may appear in different phases.
- Quicklime usually also contains some% by weight of residual limestone, called incinerated residues.
- the quicklime suitable according to the present invention may comprise MgO in an amount ranging from 0.5 to 10% by weight, preferably less than or equal to 5% by weight, more preferably less than or equal to 3% by weight. weight, most preferably less than or equal to 1% by weight relative to the total weight of quicklime.
- quicklime is used in the presence of water.
- Calcium oxide in quicklime reacts rapidly with water to form calcium dihydroxide Ca (OH) 2 , in the form of slaked lime or hydrated lime, in a reaction called hydration or quenching reaction. which is very exothermic.
- the calcium dihydroxide will be simply called calcium hydroxide.
- the slaked lime can therefore contain the same impurities as those of the quicklime from which it is produced.
- the slaked lime according to the present invention may also comprise
- the slaked lime may also comprise calcium oxide, which may not have been fully hydrated during the quenching step, or calcium carbonate CaCO 3 .
- the calcium carbonate can come from the initial limestone (incuit) from which the slaked lime is obtained (via calcium oxide), or from a partial carbonation reaction of the slaked lime by contact with a atmosphere containing C0 2 .
- the amount of calcium oxide in the slaked lime according to the present invention is generally less than or equal to 3% by weight, preferably less than or equal to 2% by weight and more preferably less than or equal to 1% by weight relative to the total weight of the slaked lime.
- the amount of C0 2 in the slaked lime (mainly in the form of
- CaCO 3 is less than or equal to 5% by weight, preferably less than or equal to 3% by weight, more preferably less than or equal to 2% by weight, relative to the total weight of the slaked lime according to the present invention.
- the quenching reaction is generally carried out in a hydrator, in which quicklime is brought upstream of the direction of quenching, i.e. the direction in which the lime is transported along and in the water. hydrator.
- the slaked lime is removed downstream of the direction of extinction.
- Transport means such as a horizontal shaft equipped with mixing blades for example, allow the transport of lime in the direction of extinction in the hydrator, from the supply of quicklime to the withdrawal of the slaked lime.
- the means of transport also allow a homogeneous mixture of lime undergoing hydration and thus improve the contact between water and lime in the hydrator and avoid the formation of hot spots.
- a hydrator can be divided into different consecutive areas.
- the first is called the feed or mixing zone and is the part of the hydrator located upstream of the direction of extinction, in which quicklime and water are introduced and mixed together.
- the second zone called the extinction zone, represents the part of the hydrator in which the quenching reaction occurs mainly, that is to say in which most of the lime is chemically transformed into slaked lime and in which which most of the steam is generated, especially because of this exothermic reaction.
- Different types of hydration and hydration processes exist, depending on the properties of the quicklime used, but also on the expected yield of the quenching reaction and the desired properties of the resulting slaked lime.
- t 6 o is the time required to reach a temperature of 50 ° C. for a water volume of 600 cm 3 initially at 20 ° C, with the addition of 150 g of quicklime.
- the slaked lime compositions are commonly obtained industrially by different processes depending on the amount of water used relative to the lime.
- dry extinction mode water is added to the hydrator in a quantity limited to that which is necessary to completely hydrate the quicklime, taking into account that part will evaporate during the quenching reaction, due to the exothermic nature of this reaction.
- the resultant slaked lime product is a standard slaked lime powder composition having a BET specific surface area generally between 12 and 20 m 2 / g and generally comprising less than 2% by weight. or even less than 1.5% by weight of moisture (free water).
- Standard slaked lime is generally used in a large number of industrial applications such as water treatment, sludge conditioning, flue gas treatment, agriculture, construction, etc.
- the properties of slaked lime are particularly critical for good performance.
- lime is used as a sorbent for a number of gaseous pollutants such as HCl, HF, SO 2, NO x .
- gaseous pollutants such as HCl, HF, SO 2, NO x .
- such lime once it has captured these pollutants, becomes a by-product that needs to be processed or recycled.
- manufacturers are looking for high-performance sorbents to reduce the amount of by-products that are expensive to process.
- One way to increase lime performance is to increase the proportion of hydrated lime that will actually come into contact with the pollutants to be captured, including reducing particle size and / or increasing surface area and / or volume. porous hydrated lime.
- a first approach consists in producing a slaked lime having a high specific surface area, by extinguishing quicklime with an alcohol, especially as described in the document US Pat. No. 5,426,885, or in the presence of particular additives, such as a (di-, tri-) or poly-) ethylene glycol or a (di-, tri- or poly-) ethanolamine, especially as described in WO9209528.
- Another method for the production of slaked lime with a high specific surface area is to extinguish the quicklime with an excess of water so as to obtain, at the exit of the hydrator, a wet slaked lime composition having a moisture content residual between 15 and 35% by weight.
- the wet slaked lime composition is then further dried in a drying device to reduce the moisture content and form a dried dry powdery lime composition.
- This process is generally called "semi-wet process” and is described in particular in WO97 / 14650 and US2894820. More specifically, in WO97 / 14650, in the name of the applicant, the drying step is followed or simultaneously combined with a grinding step so as to control the size of the particles of the slaked lime.
- the resultant powdery lime composition consists essentially of dry calcium hydroxide particles having a residual moisture content of less than 2% by weight of the total composition, a high specific surface area (greater than 30 m 2 / g) with a minimum high pore volume (total pore volume by nitrogen desorption of at least 0.1 cm 3 / g for pores with a diameter less than 1000 Angstroms).
- This lime composition furthermore has an Alpine fluidity of between 40 and 50% and is described as having excellent performance for the treatment of combustion gases in installations comprising a bag filter.
- the document describes manufacturing at the laboratory or pilot scale.
- the insufficient fluidity of the pulverulent lime composition generates a recurring problem of fouling and adhesion phenomena during its production process, its storage, but also during its transportation and its subsequent use, which are responsible additional maintenance resulting in additional costs and lower production efficiency.
- the pulverulent slaked lime composition is handled and transported, in particular by screws, blades or by air in pipes where the particles are distributed in the gas phase. Subsequently, the pulverulent slaked lime composition is generally stored in the compressed state, for example in silos.
- the fluidity of a powdery compound, such as a pulverulent dry lime composition depends on many parameters, some of which are difficult to control. However, a variation in the fluidity of the pulverulent slaked lime composition is unacceptable in an industrial process because it can lead to variations in productivity, but also to unpredictable fouling phenomena in the plant.
- the fluidity characteristics of a powder are, among other things, governed by the size of the particles making up the powder (see the article "Flow properties of powders and bulks solids", Dietmar Schulze http://dietmar-scliulze.de/grdlel .pdf).
- the fluidity of a powder generally decreases when the size (for example the diameter) of the particles constituting the powder decreases.
- the particle size of the powdered lime composition depends on various parameters.
- the first parameter influencing the particle size is the particle size of the quicklime that is used to form the slaked lime.
- the speed of the hydration reaction and the temperature inside the hydrator are also essential factors which govern the hydration reaction and consequently the size of the particles composing the final composition of powdered lime.
- the invention provides a method as mentioned at the beginning characterized in that said drying and grinding steps are simultaneously performed and are a single step of fluidification of the slaked lime to form said thin powdery lime composition. and very porous with Alpine fluidity
- drying and grinding steps being carried out in a mill-dryer selected from the group consisting of a pin mill-dryer, a cage-dryer, an instant dye-deagglomerator and a combination thereof until that the fine and very porous pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C., of less than or equal to 3.5% by weight, preferably less than or equal to 3% by weight, in particular less than or equal to 2.5% by weight, in particular less than or equal to 2% by weight and greater than or equal to 0.3% by weight, preferably greater than or equal to 0.5% by weight, weight, relative to the total weight of the pulverulent dry lime composition.
- a mill-dryer selected from the group consisting of a pin mill-dryer, a cage-dryer, an instant dye-deagglomerator and a combination thereof until that the fine and very porous pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a
- Suitable grinding dryers according to the present invention are drying-grinding devices in which the drying and grinding steps are carried out simultaneously and in a time period of between a few seconds and a few minutes (instantaneous mill-grinder).
- the drying-grinding devices according to the present invention differ significantly from devices performing indirect drying, such as a drum dryer, a disk dryer or a blade dryer, vacuum drying, lyophilization or drying in a fluidized bed.
- instantaneous deagglomerator an instantaneous drying device in which there is a rotor or rotating blades at the bottom of the drying chamber which fluidifies the product and creates turbulence in the flow of hot air that penetrates the drying chamber tangentially.
- wet (agglomerated) slaked lime is rapidly dispersed and disintegrated into fine dry particles.
- the resulting fine particles leave the drying chamber from its part while the larger particles remain in the chamber for additional drying and disaggregation.
- Suitable instant deagglomerator according to the present invention include the Anhydro Spin Flash Dryer ® dryer marketed by SPX FLOW, the Drymeister * instant dryer marketed by Hosokawa Micron Group or the Swirl fluidizer TM dryer marketed by GEA Group.
- the process according to the present invention allows the maintenance or even improvement of the sorption properties of the pulverulent dry lime composition while making the process easier.
- a drier-mill selected from the group consisting of a drier-pin mill, a drier-cage mill, an instantaneous dryer-deagglomerator as previously defined does not reduce the porosity characteristics of the slaked lime composition, quite the contrary. It has also been possible, by performing the drying step and the grinding step together, to improve the flow properties of the slaked lime composition while achieving the required fineness.
- a dryer and a grinder are devices that can influence the size distribution, but also the shape of the powdered lime particles and influence, therefore, the fluidity of the powder.
- the internal structure of the powdered quicklime can also be modified and, therefore, the drying step can also damage the porosity characteristics of the powder. Grinding is also a step that may have a negative impact on the porosity characteristics of the powder.
- fluidization step is meant, according to the present invention, a step which makes a powdery composition fluid.
- powdered lime compositions comprising smaller particles have a greater effectiveness of the treatment. More specifically, the treatment of the combustion gases is improved because of a better dispersion of the composition powder in the gas phase (flue gas) and a faster contact between the pollutants and the lime particles of the composition. In addition, the smaller particles have a larger external contact surface, thereby increasing the proportion of hydrated lime that will actually come into contact with the pollutants to be captured.
- the fluidity of a powder generally decreases as the size of the particles making up this powder decreases.
- fluidity sometimes referred to as flowability, is meant in the present invention, the ability of a powder to flow freely, evenly in the form of individual particles.
- the fluidity of the pulverulent slaked lime composition according to the present invention is measured on an Alpine air-jet screening device.
- This Alpine fluidity characterizes the static fluidity of a powder and is determined by the speed of passage of the particles having a diameter of less than 90 micrometers to a sieve of 90 (170 micrometers) by the action of a suction.
- the Alpine fluidity expressed in% corresponds to the ratio between the weight of the fraction less than 90 ⁇ qmu.ia crossed the sieve in 15 seconds (with a depression of 100 mm of liquid density 0.88) and the total weight of the fraction less than 90 ⁇ m. which passed through the sieve after another 2 minutes (with a vacuum of 150 mm of 0.88 density liquid).
- the behavior of a powder in a storage silo can be simulated with another method using a powder rheometer, such as a water flow tester. Brookfield powder (PFT) according to ASTM D6128.
- a powder sample introduced into the equipment is subjected to increasing compaction over time.
- a specific torque is applied to the powder until failure (unconfined failure stress).
- the response of the powder to the applied stress is recorded by a computer, which evaluates the static cohesion of the test sample. The results are expressed by a curve that is compared with AST references.
- the powdered lime composition according to the invention is also characterized by a dynamic fluidity that can be measured by a Granudrum apparatus.
- a certain amount of the powder material is placed in a drum having transparent windows, which is rotated and accelerated in increments of 0 to 20 rpm, and then decelerated in stages.
- the shape of the rotating powder pile (air / powder interface) inside the drum is analyzed by an algorithm.
- a dynamic flow angle and a dynamic cohesion index are determined for each rotational speed.
- the size of the individual particles, as well as the porosity properties of the slaked lime particles are defined by the quenching process.
- the resulting slaked lime particles, at the exit of the hydrator have a water content of 15 to 55% by weight, preferably 15% to 35% by weight, which acts as a binding agent and binds the slaked lime particles together as larger agglomerates.
- non-solid residual phase content of the slaked lime composition is meant the proportion of the non-solid residual phase of the slaked lime composition (i.e. water, such as the free water content, and / or the residual additive content from the process for producing said slaked lime composition, that is to say from additives added before, during or after extinction quick lime) determined by a fire loss test.
- the proportion of the non-solid residual phase of the slaked lime composition i.e. water, such as the free water content, and / or the residual additive content from the process for producing said slaked lime composition, that is to say from additives added before, during or after extinction quick lime
- the fire loss test consists of heating, under atmospheric pressure, about 20 g of the pulverulent slaked lime composition to a predetermined temperature, namely 110 ° C or 180 ° C, and measuring the weight over time of the powder composition using a thermal balance until the weight of the powder does not vary by more than 2 mg for at least 20 seconds.
- a predetermined temperature namely 110 ° C or 180 ° C
- the fire loss test consists of heating, under atmospheric pressure, about 20 g of the pulverulent slaked lime composition to a predetermined temperature, namely 110 ° C or 180 ° C, and measuring the weight over time of the powder composition using a thermal balance until the weight of the powder does not vary by more than 2 mg for at least 20 seconds.
- all the components, in particular the non-solid components, having an evaporation temperature lower than that applied during the test are removed from the powder and their content corresponds, therefore, to the measured weight loss. during the test.
- the non-solid residual phase contains all the non-solid components, in particular the liquid components, together having an evaporating temperature lower than that applied, which will then be removed from the slaked lime composition during the heating process at the same time. predetermined temperature.
- The% by weight of the non-solid residual phase and that of the remaining solid, named dry extract are both calculated according to the weight of the product before and after ignition and are both expressed relative to the weight of the product before the test. fire.
- the result of loss on ignition can therefore vary according to the temperature used during the test. For example, it may be higher at 180 ° C than at 110 ° C if additives are used during or after the quenching process, and if these additives or their derivative phases have an evaporation point greater than 110 ° C and less than 180 ° C, or form with free water an azeotropic substance or an aqueous mixture which evaporates between these temperatures.
- the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition according to the present invention can be measured by a fire loss test at 180 ° C.
- the result of loss on ignition is greater than or equal to 0.3% by weight, preferably greater than or equal to 0.5% by weight and less than or equal to 3.5% by weight, preferably less than or equal to 3% by weight, in particular less than or equal to 2.5% by weight, in particular less than or equal to 2% by weight, and represents the amount of water and / or substances contained therein having a point evaporation less than or equal to 180 ° C.
- the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition according to the present invention may further be measured by a fire loss test at 110 ° C.
- the value of loss on ignition is less than or equal to 3.2% by weight, preferably less than or equal to 2.7% by weight, advantageously less than or equal to 2.5% by weight, in particular less than or equal to 2% by weight, in particular less than or equal to 1.5% by weight and greater than 0% by weight, preferably greater than or equal to 0.2% by weight, advantageously greater than or equal to 0.3% by weight, in particular greater than or equal to 0.5% by weight and mainly represents the amount of water and / or volatile substances contained therein having an evaporation point of less than or equal to 110 ° C , especially water.
- the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, equal to the following formula:
- - LOI 180 ° C represents the non-solid residual phase content of the composition of powdered lime measured by a fire loss test at 180 T relative to the weight of the powdered lime composition;
- - LOI 110 ° C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C and is greater than or equal to 2% by weight and less than or equal to 2.5% by weight, relative to the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a 180 fire loss test.
- C equal to the following formula:
- - LOI 180 ° C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent dry lime composition measured by a fire loss test at 180 ° C relative to the weight of the pulverulent dry lime composition;
- - LOI 110 ° C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C and is either less than 0.3% by weight or greater than 2.5% by weight and less than or equal to 3.2% by weight, relative to the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, equal to the following formula:
- - LOI 180 "C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent dry lime composition measured by a fire loss test at 180 ° C relative to the weight of the pulverulent dry lime composition;
- - LOI 110 "C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C. and is either less than 0.3% by weight or greater than 2.5% by weight and less than or equal to 3.2% by weight, relative to the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a 180 fire loss test. ° C, equal to the following formula:
- - LOI 180 oC represents the non-solid residual phase content of the pulverulent dry lime composition measured by a fire loss test at 180 ° C relative to the weight of the pulverulent dry lime composition;
- - LOI 110 ° C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C and is either less than 0.3% by weight or greater than 2.5% by weight and less than or equal to 3.2% by weight, relative to the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 110 ° C greater than or equal to 0.3% by weight and less than 2% by weight.
- the slaked lime at the exit of the hydrator may contain a more or less water content.
- the amount of water contained in the slaked lime composition causes the agglomeration of the particles, but also a cohesive composition.
- the quenching process is a semi-wet process, in which quicklime is quenched with a sufficient amount of water to obtain slaked lime.
- the output of the hydrator containing a non-solid residual phase of between 15% and 55% by weight, preferably between 15% and 35% by weight relative to the weight of the slaked lime.
- the water content is reduced by performing a drying step because the final product must be in the form of powder.
- the residual solid phase content contained in the powder and measured by a fire loss test at 180 ° C. must be maintained between 0.3. % by weight and 3.5% by weight relative to the total weight of the pulverulent dry lime composition. If the non-solid residual phase content is reduced below 0.3% by weight, the fluidity of the powder decreases surprisingly and the composition becomes sticky (high adhesion), which is contradictory to the general knowledge of man of the trade in which the non-solid residual phase content of a powder should be reduced as much as possible if a powder having a good fluidity is desired.
- water plays the role of a bonding agent between the particles of the powder which can lead to the agglomeration of these particles and consequently to the formation of cohesive agglomerates.
- it is therefore important to remove the water from the composition in order to disperse and deagglomerate the particles.
- the drier-grinder chosen in the process according to the present invention is capable of removing the water present in the composition and therefore dispersing the particles, it also allows the powder to maintain a good fluidity.
- the method according to the present invention through the use of a specific limited type of mill-dryer under conditions intended to control fineness, fluidity and water content, allows the production of a composition of pulverulent slaked lime very effectively, which is not detrimental to the sorption properties since the porosity properties of the slaked lime composition are maintained and even increased.
- the simultaneous drying and grinding stages make it possible to obtain fine particles, while avoiding fouling and the interruption of the process thanks to improved fluidity.
- the simultaneous drying and milling steps allow better control of the properties of the slaked lime, which are more constant over time from one production to another.
- the reproducible side of the process according to the present invention by making it possible to obtain a high fluidity, despite the fineness of the slaked lime composition, without being detrimental to the porosity characteristic, makes it possible to obtain a very interesting process from one point of view. from the economic point of view since the continuous nature of the process is improved and the prepared product is more constant in terms of quality, which prevents to have to throw certain production not meeting the very high standard of the markets today.
- the combination of an improved control of the fineness and the water content makes it possible to achieve a determined and reproducible quality of the pulverulent slaked lime composition with characteristics of high porosity, as well as a great fluidity.
- BET surface area is meant according to the present invention, the specific surface area measured by nitrogen adsorption manometry at 77 K after vacuum degassing at a temperature of between 150 and 250 ° C., in particular at 190 ° C. C for at least 2 hours and calculated according to the multipoint BET method described in ISO 9277: 2010E.
- the highly porous pulverulent slaked lime composition also has a porous volume BJH total reproducible from one production campaign to another and greater than or equal to 0.15 cm 3 / g, preferably greater than or equal to 0.17 cm 3 / g, advantageously greater than or equal to 0.18 cm 3 / g "more preferably greater than or equal to 0.19 cm 3 / g, in particular greater than or equal to 0.20 cm 3 / g, in particular greater than or equal to 0.21 cm 3 / g and typically less than 0.30 cm 3 / g, in particular lower at 0.28 cm 3 / g.
- porous volume BJH is meant the pore volume as measured by nitrogen adsorption manometry at 77 K after degassing under vacuum at a temperature of between 150 and 250 T, in particular at 190 T during at least 2 hours and calculated according to the BJH method, using the desorption curve.
- total pore volume is meant the pore volume BJH consisting of pores having a diameter of less than 1000 Angstroms.
- the process according to the present invention is further characterized in that the drying and milling step is carried out in a cage dryer-mill, said cage-dryer being composed of one, three or five wheels, such as, but not limited to, a cage dryer-dryer marketed by PSP Engineering or Stedman TM.
- the process according to the present invention is further characterized in that the drying and milling step is carried out in a pin mill-drier, such as, for example, but not limited to an Atritor Dryer-Pulverizer marketed by Atritor Limited.
- a pin mill-drier such as, for example, but not limited to an Atritor Dryer-Pulverizer marketed by Atritor Limited.
- the process according to the present invention is further characterized in that the drying and milling step is carried out in an instantaneous dye-deagglomerator, such as, for example, but not limited to the Anhydro Spin Flash Dryer. * marketed by SPX FLOW, the Drymeister ® instant dryer marketed by Hosokawa Micron Group or the Swirl fluidizer TM dryer marketed by GEA Group.
- a separator may further be advantageously added, above the drying chamber, for better control of the particle size distribution of the resulting dried powdered dry lime composition.
- the process according to the present invention further comprises, before, during and / or after the lime quenching step and / or before, during and / or after the drying and drying step. grinding, a step of adding an additive to quicklime, extinguishing water and / or slaked lime.
- the additive added during the process according to the present invention is diethylene glycol.
- diethylene glycol forms with water a binary aqueous mixture which evaporates at temperatures above 110 ° C.
- the amount of water and the amount of diethylene glycol contained in the powdered quicklime composition can be respectively determined by performing a fire loss test at both 110 ° C, which will substantially indicate the amount of water contained in the pulverulent slaked lime composition, and at 180 ° C, which will substantially indicate the amount of water and diethylene glycol contained in the pulverulent slaked lime composition.
- the amount of diethylene glycol will therefore correspond to the value obtained by subtracting the loss on ignition value obtained at 110 ° C. to the value obtained at 180 ° C.
- the additive added during the process may be an organic additive selected from the group of (mono-) or (poly) ethylene glycol and (mono-) or (poly) ethanolamine, especially triethylene glycol triethanolamine, and mixtures thereof.
- an alkali metal compound selected from the group consisting of hydroxides, carbonates, hydrogenocarbonates, nitrates, alkali metal phosphates, persulfates, and monocarboxylates, such as the alkali metal acetates or formates, and mixtures thereof, in particular those of sodium, potassium and / or lithium and / or calcium stearate, may also be to be added during the process according to the present invention.
- the process according to the present invention is characterized in that the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has an average particle size d 50 of less than or equal to 10 ⁇ , of preferably less than or equal to 8 ⁇ m.
- the notation dx represents a diameter expressed in ⁇ m. measured by laser granulometry in methanol after sonication, with respect to which X% by volume of the particles measured have a smaller or equal size.
- the process according to the present invention is characterized in that the drying-grinding step is carried out until the pulverulent slaked lime composition has a first fraction of particles having a size of less than 32 ⁇ and a second fraction of particles having a size greater than 32 ⁇ provided that the second fraction is less than or equal to 50 percent by weight, preferably less than or equal to 40 percent by weight, advantageously less than or equal to 30 percent by weight, in particular less than or equal to 20 percent by weight, in particular less than or equal to 15 percent by weight, more preferably less than 10 percent by weight, or even less than or equal to 8 percent by weight, relative to the total weight of the composition of powdered lime.
- second fraction of particles larger than 32 ⁇ m Is also expressed by R 32 in the remainder of the specification for the fraction retained at 32 ⁇ m.
- hot air is supplied during the drying-grinding step, at a temperature of between 250 ° C. and 500 ° C., preferably between 350 and 400 ° C. ° C.
- the pulverulent slaked lime composition has, at the exit of the drying-grinding stage, a temperature of between 80 and 150 ° C., preferably between 90 and 130 ° C. vs.
- the temperature of the pulverulent slaked lime composition at the exit of the drying-grinding step can be controlled by adjusting the temperature and / or the volume of the hot air supplied during the drying-grinding step and / or the mass flow rate of wet slaked lime entering the drying-grinding stage.
- the drying-grinding step has a duration of between a few seconds and a few minutes.
- the invention also relates to a fine powdered lime composition
- a fine powdered lime composition comprising slaked lime particles having a BET specific surface area obtained by nitrogen adsorption greater than or equal to 25 m 7 g and a total BJH pore volume equal to or greater than 0.15 cm.
- the composition also has an Alpine fluidity greater than 50%, preferably greater than or equal to 51%, more preferably greater than or equal to 52%, advantageously greater than or equal to 54%, particularly greater than or equal to 55% and said composition mentioned above has a content of non residual solid phase, measured by a test of loss on ignition at 180 ° C, less than or equal to 3.5% by weight, preferably less than or equal to 3% by weight, in particular less than or equal to 2.5% by weight, in particular less than or equal to 2% by weight and greater than or equal to 0.3%, preferably greater than or equal to equal to 0.5% by weight, based on the total weight of the powdered hydrated lime composition.
- an Alpine fluidity greater than 50%, preferably greater than or equal to 51%, more preferably greater than or equal to 52%, advantageously greater than or equal to 54%, particularly greater than or equal to 55%
- said composition mentioned above has a content of non residual solid phase, measured by a test of loss on ignition at 180 ° C, less than or equal to 3.5% by weight
- the slaked lime may contain the same impurities as those of the quicklime from which it is produced, such as magnesium oxide, MgO, sulfur oxide, SO 3 , silica, SiO 2 , or else alumina, Al 2 O 3 , the sum of which is at a level of a few% by weight.
- the impurities are expressed here in their oxide form, but of course they may appear in different phases.
- the slaked lime according to the present invention may comprise magnesium in the form of MgO and / or Mg (OH) 2 , in an amount ranging from 0.5 to 10% by weight, preferably less than or equal to at 5%, more preferably less than or equal to 3% by weight, most preferably less than or equal to 1% by weight, expressed as oxide, relative to the total weight of the slaked lime composition.
- the slaked lime may also comprise calcium oxide, which may not have been fully hydrated during the quenching step, or calcium carbonate CaCO 3 .
- the calcium carbonate can come from the initial limestone (incuite) from which the slaked lime is obtained via the calcium oxide), or from a partial carbonation reaction of the slaked lime by contact with an atmosphere containing C0 2 .
- the amount of calcium oxide in the slaked lime according to the present invention is generally less than or equal to 3% by weight, preferably less than or equal to 2% by weight and more preferably less than or equal to 1% by weight with respect to total weight of the slaked lime.
- the amount of CO 2 in the slaked lime (mainly in the form of CaCO 3 ) according to the present invention is generally less than or equal to 5% by weight, preferably less than or equal to 3% by weight, more preferably less than or equal to 2% by weight, based on the total weight of the slaked lime according to the present invention.
- the quantity of lime available in the powdered lime composition according to the present invention is greater than or equal to 85% by weight, preferably greater than or equal to 87% by weight, preferably greater than or equal to 90% by weight, advantageously greater than or equal to 92% by weight, or even greater than or equal to 95% by weight relative to the dry matter content of the slaked lime composition after LOI at 180 ° C.
- the remaining% by weight consists mainly of calcareous compounds and residues from the non-solid residual phase.
- the available lime content present in the powdered slaked lime composition is determined by placing 0.5 g of powdered slaked lime composition in a sugar solution (15 g of sugar in 150 cm 3 of demineralized water). The sugar solution will dissolve the available lime (i.e., calcium oxide and / or calcium hydroxide) contained in the sample.
- the mixture is stirred for at least 10 to 15 minutes to ensure complete dissolution, and then titrated with a solution of hydrochloric acid (0.5 N HCl), phenolphthalein being used as an indicator.
- the Ca concentration measured by this titration is then expressed as Ca (OH) 2 .
- the pulverulent slaked lime composition according to this invention has a non-residual solid phase content, measured by a test of ignition loss at 110 ° C "exceeding 3.2 % by weight, preferably less than or equal to 2.7% by weight, advantageously less than or equal to 2.5% by weight, in particular less than or equal to 2% by weight, in particular less than or equal to 1.5 % by weight and greater than 0% by weight, preferably greater than or equal to 0.2% by weight, advantageously greater than or equal to 0.3% by weight, in particular greater than or equal to 0.5% by weight .
- the powdered slaked lime composition according to the present invention has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, equal to the following formula:
- - LOI 180 "C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent dry lime composition measured by a fire loss test at 180 ° C relative to the weight of the pulverulent dry lime composition;
- - LOI 110 "C represents the non-solid residual phase content of the powdered slaked lime composition measured by a fire-loss test at 110 ° C and is greater than or equal to 2% by weight and less than or equal to 2.5 % by weight, based on the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the powdered slaked lime composition according to the present invention has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, equal to the following formula:
- - LOI 110 ° C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C and is either less than 0.3% by weight or greater than 2.5% by weight and less than or equal to 3.2% by weight, relative to the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, equal to the following formula:
- - LOI 180 "C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent dry lime composition measured by a fire loss test at 180 ° C relative to the weight of the pulverulent dry lime composition;
- - LOI 110 ° C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C and is either less than 0.3% by weight or greater than 2.5% by weight and less than or equal to 3.2% by weight, relative to the weight of the pulverulent dry lime composition.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention has a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, equal to the following formula:
- - LOI 180 "C represents the non-solid residual phase content of the pulverulent dry lime composition measured by a fire loss test at 180 ° C relative to the weight of the pulverulent dry lime composition
- - LOI 110 X represents the non-solid residual phase content of the pulverulent slaked lime composition measured by a fire loss test at 110 ° C. and is either less than 0.3% by weight or greater than 2.5% by weight. weight and lower or equal to 3.2% by weight, relative to the weight of the powdered lime composition
- the powdered lime composition has a residual phase content not solid, measured by a fire loss test at 110 ° C, greater than or equal to 0.3% by weight and less than 2% by weight.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention has a non-solid residual phase comprising water and / or residual additives (mineral and / or organic), free or bound to the lime compound.
- the slaked lime particles of the pulverulent slaked lime composition according to the present invention have a particle size d 50 of less than or equal to 10 ⁇ , preferably less than or equal to 8 ⁇ , advantageously less than or equal to 7 ⁇ m. in particular less than or equal to 6 microns.
- the notation d x represents a diameter expressed in ⁇ m, measured by laser granulometry in methanol after sonication, with respect to which X% by volume of the particles measured have a smaller or equal size.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention comprises a first fraction of particles having a size of less than 32 ⁇ m. and a second fraction of particles having a size greater than 32 ⁇ m. provided that the second fraction is less than or equal to 50 percent by weight, preferably less than or equal to 40 percent by weight, advantageously less than or equal to 30 percent by weight, in particular less than or equal to 20 percent by weight, in particular less than or equal to 15 percent by weight, more preferably less than 10 percent by weight, or even less than or equal to 8 percent by weight, relative to the total weight of the pulverulent slaked lime composition.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention comprises slaked lime particles having a BET specific surface area obtained by nitrogen adsorption greater than or equal to 30 m 7 g, preferably greater than or equal to 32 m 2 / g. advantageously greater than or equal to 35 m 2 / g.
- the slaked lime particles of the pulverulent slaked lime composition according to the present invention have a BET specific surface area obtained by lower nitrogen adsorption.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention contains slaked lime particles having a total pore volume BJH consisting of pores having a diameter less than 1000 ⁇ , obtained by nitrogen desorption, greater than or equal to 0.17 cm 3 / g, in particular greater than or equal to 0.18 cm 3 / g, preferably greater than or equal to 0.19 cm 3 / g, in particular greater than or equal to 0.20 cm 3 / g, advantageously greater than or equal to 0.21 cmVg.
- the slaked lime particles of the pulverulent slaked lime composition have a pore volume BJH consisting of pores having a diameter less than 1000 ⁇ obtained by nitrogen desorption, less than or equal to 0 30 cm 3 / g, in particular less than 0.28 cm 3 / g.
- the powdered lime composition according to the present invention contains slaked lime particles having a pore volume BJH consisting of pores having a diameter ranging from 100 to 300 ⁇ , obtained by nitrogen desorption, greater than or equal to 0, 07 cm 3 / g, preferably greater than or equal to 0.10 cm 3 / g, advantageously greater than or equal to 0.11 cm 3 / g, in particular greater than or equal to 0.12 cm 3 / g and typically less than 0.15 cm 3 / g, in particular less than 0.14 cm 3 / g.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention contains particles of slaked lime having a porous volume.
- the powdery lime composition according to the invention also has an alkaline phase characterized by an alkali metal content greater than or equal to 0.2% by weight and less than or equal to 3.5% by weight relative to the total weight of the pulverulent dry lime composition.
- the alkaline phase may be in ionic form or in bound form.
- Different types of salts may be added during the process, in particular an alkali metal compound selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, carbonates, hydrogencarbonates, nitrates, phosphates, persuadates and monocarboxylates, such as as acetates or formates of alkali metals and mixtures thereof, in particular those of sodium, potassium and / or lithium.
- the powdered lime powder composition according to the present invention further contains calcium stearate.
- the pulverulent slaked lime composition is preferably obtained by the process according to the present invention.
- the invention also relates to an industrial sorbent composition comprising at least said powdered lime powder composition according to the invention.
- the invention also relates to the use of the pulverulent dry lime composition according to the present invention for purifying combustion gases.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention is used in a dry injection of sorbent.
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention is used for the capture of acid pollutants from the combustion gases, such as HCl, HF, SO ", NO".
- the pulverulent slaked lime composition according to the present invention is used in an industrial sorbent composition, for example in combination with at least one other generally known sorbent for the treatment of combustion gases, such as a sorbent selected from the list of compounds organic compounds, in particular activated charcoal, lignite coke and mixtures thereof, and inorganic compounds, in particular inorganic compounds known to capture dioxins, furans and / or heavy metals, such as halloysite, sepiolite, bentonite or any sorbent described in the application DE4034417.
- a sorbent selected from the list of compounds organic compounds, in particular activated charcoal, lignite coke and mixtures thereof
- inorganic compounds in particular inorganic compounds known to capture dioxins, furans and / or heavy metals, such as halloysite, sepiolite, bentonite or any sorbent described in the application DE4034417.
- Other embodiments of the use according to the invention are mentioned in the appended claims.
- FIG. 1 shows a schematic diagram of FIG. an installation for the preparation of a highly porous powdery lime composition according to the present invention.
- the device shown in FIG. 1 comprises an extinguishing unit, also called hydrator 1.
- This hydrator 1 is fed with quicklime via a feed pipe 2 and with water through the water. 3. If an additive is used in the preparation of the absorbent, said additive is fed through at least one feed line 4.
- said additive is first dissolved in a reservoir (not shown), from which it is pumped by means of a pump (not shown) and added to the water supply line. extinguishing 3 before entering the hydrator 1.
- the additive can also be added directly into the hydrator 1.
- the additive may also be added to the quicklime before extinction.
- the additive can also be added after the hydrator, namely before the drier-mill, but also in the drier-mill or after the drier-mill.
- the non-solid residual phase content of the product is measured continuously by an infrared device 5.
- This non-solid residual phase content is generally greater than 20% by weight.
- the product, wet slaked lime, is transferred to a drier-mill which is supplied with hot air at about 400 ° C, by via the supply line 7, which makes it possible to deagglomerate and dry the product.
- the final product is then separated from the drying air stream in a bag filter 8, then directed to a storage silo 9.
- the production plant according to the present invention is characterized in that the mill-drier 8 is selected from the group consisting of a drier-pin mill, a caged mill dryer, an instant deagglomerator deagglomerator.
- the BET surface area is determined by nitrogen adsorption manometry at 77 K after vacuum degassing at a temperature between 150 and 250 ° C., especially at 190 ° C. for at least 2 hours and calculated according to the multipoint BET method described in ISO 9277: 2010E
- the porous volume BJH is measured by manometry with nitrogen adsorption at
- the total pore volume corresponds to the pore volume BJH composed of pores having a diameter of less than 1000 Angstroms.
- the notation d x represents a diameter expressed in ⁇ , measured by laser granulometry in methanol after sonication, with respect to which X% by volume of the particles measured have a smaller or equal size.
- the fire loss test is carried out according to the procedure described above.
- the Alpine fluidity is measured on about 50 g of the powder sample, according to the procedure described above.
- a very porous pulverulent hydrated lime with a high fluidity according to the invention is produced industrially by mixing water and quicklime in a hydrator (4.5 t / h of quicklime), in such quantities that the product comes out of the hydrator with a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, of 23 to 24% by weight.
- This moist hydrated lime is then transported and arrives in a drier-pin mill (Atritor Dryer-Pulverizer marketed by Atritor Limited) in which hot air is injected (about 20000 Nm 3 / h, 370 ° C). In this drier-pin mill, the product is deagglomerated and dried simultaneously.
- the slaked lime product is separated from the air by a bag filter.
- a solution of 100% DEG is sprayed through an atomizing nozzle into the duct to create a mist of DEG through which the slaked lime particles must pass. In this way, a good contact between the particles and the droplets of DEG is ensured, which produces a homogeneous product.
- the amount of DEG corresponds to 0.3% by weight of the pulverulent dry lime composition.
- This resultant powdery lime slurry composition has an Alpine fluidity of 57% and a non-solid residual phase content of 0.5% by weight, when measured by a 180 ° C loss-to-fire test, and 0% by weight. , 3% by weight when measured by a fire loss test at 110 ° C.
- the composition of powdered lime has a d 50 of 5 ⁇ and a fraction of particles with a size greater than 32 ⁇ of 10% by weight. Its BET specific surface area and its total pore volume are respectively 44.1 m 2 / g and 0.240 cm 3 / g
- a highly porous powdery lime composition with a high fluidity according to the invention is industrially produced by mixing water and quicklime in a hydrator (6 t / h of quicklime), in such quantities that the product comes out of the hydrator with a content of non residual solid phase ", as measured by a test of loss on ignition at 180 ° C, between 17.4 and 21% by weight.
- This moist hydrated lime is then transported and arrives in a cage grinder-dryer (commercially available from PSP Engineering) wherein hot air is injected (12 500 Nm 3 / h, 370 and 400 * C). The drying can therefore again be regarded as instantaneous and the product leaves the dryer-cage mill at a temperature close to 120 to 125 ° C.
- the cage mill consists of 5 concentric wheels, 2 static wheels and the 3 others are in rotation (speed of rotation up to 900 rpm).
- the slaked lime product is separated from the air by a bag filter.
- a very small amount ⁇ 0.1% by weight, expressed as% by weight of quicklime
- the resulting powdery lime powder composition has an Alpine fluidity of 60% and a non-solid residual phase content when measured by a fire loss test at 180 ° C of 0.5% by weight.
- the composition of powdered lime has a d 3 ⁇ 4 of 5 ⁇ and a fraction of particles with a size greater than 32 ⁇ of 46% by weight. Its specific surface area and its total pore volume are respectively
- a very porous pulverulent lime composition with a high fluidity according to the present invention is produced industrially by mixing water and quicklime in a hydrator (6.8 t / h of quicklime), in such quantities that the product out of the hydrator with a non-solid residual phase content, measured by a fire loss test at 180 ° C, of between 23 and 25% by weight.
- This moist hydrated lime is then transported and arrives in a cage-dryer (marketed by Stedman TM) in which hot air is injected (23,600 Nm 3 / h, 260 to 290 ° C).
- the cage mill consists of 3 concentric wheels (rotation speed close to 520 rpm under standard conditions).
- the slaked lime product is separated from the air by a bag filter.
- DEG expressed as% by weight of quicklime
- the resulting powdery lime composition has an Alpine fluidity of 52.3% and a non-solid residual phase content of 0.7% by weight when measured by a 180 ° C loss-to-fire test, and 0.4% by weight when measured by a fire loss test at 110 ° C.
- the pulverulent dry lime composition has a d 50 of 9.3 ⁇ and a fraction of particles greater than 32 ⁇ by 34.3% by weight. Its specific surface and its total pore volume are
- a highly porous powdery lime composition is produced industrially by mixing water and quicklime (2.7 t / h of quicklime) in a hydrator, in such quantities that the product leaves the hydrator with a content non-solid residual phase, measured by a fire loss test (LOI) at 180 ° C, of between 22 and 24% by weight. 0.2% DEG (expressed as a% of the weight of quicklime) is added to the extinguishing water before hydration.
- LOI fire loss test
- the wet slaked lime that comes out of the hydrator is then transported to a drier-broveur pin (Atritor Dryer-Pulverizer marketed by Atritor Limited) into which hot air is injected to instantly dry the wet slaked lime and to produce the highly porous powdery lime composition before storing it in a storage area.
- a drier-broveur pin (Atritor Dryer-Pulverizer marketed by Atritor Limited) into which hot air is injected to instantly dry the wet slaked lime and to produce the highly porous powdery lime composition before storing it in a storage area.
- the resulting totally dried quenched lime is mixed with various given amounts of water and / or diethylene glycol (DEG).
- DEG diethylene glycol
- the mixing is carried out by adding water and / or DEG dropwise to the fully dried slaked lime which is stirred in an intensive laboratory mixer (Eirich ELI).
- Eirich ELI intensive laboratory mixer
- the non-solid residual phase measured by LOI at 180 ° C following the procedure described above, is a good indicator of the sum of water and DEG added in the laboratory to lime. extinguished totally dried since the variation, which is the difference between the theoretical value and the measured value, is less than ⁇ 0.20%, most of the time less than ⁇ 0.10%.
- the following example is carried out in order to evaluate the influence of the non-solid residual phase content, in particular of the water content and / or DEG of the pulverulent slaked lime composition, on its fluidity, all the other parameters. being fixed, such as particle size, particle shape, chemical composition, surface area and pore volume of the slaked lime composition.
- Example 5 The same procedure as in Example 5 is followed, except that the water content is changed. The results are shown in Tables 4 and 5.
- Example 6 The same procedure as in Example 5 is followed except that different amounts of water and DEG are added to the totally dried slaked lime with the same process as that described in Example 4. The results are mentioned in table 6.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de production d'une composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse comprenant une étape de fluidification pour former ladite composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse ayant une fluidité Alpine supérieure à 50 % et qui est réalisée dans un sécheur-broyeur choisi dans le groupe constitué par un sécheur-broyeur à broches, un sécheur-broyeur à cages, un sécheur-désagglomérateur instantané et une combinaison de ceux-ci jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une teneur en phase résiduelle non solide inférieure ou égale à 3,5 % en poids et supérieure ou égale à 0,3 % en poids, ainsi que le produit obtenu à partir de celui-ci.
Description
Procédé de préparation d'une composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse et produit obtenu à partir de celui-ci
La présente invention concerne un procédé de production d'une composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse, comprenant les étapes consistant à introduire de la chaux vive dans une zone d'alimentation d'un hydrateur, introduire de l'eau dans la zone d'alimentation de l'hydrateur, éteindre ladite chaux vive dans une zone d'extinction de l'hydrateur au moyen d'une quantité d'eau qui est suffisante pour obtenir une chaux éteinte ayant une teneur en phase résiduelle non solide comprise entre 15 % et 55 % en poids, de préférence entre 15 et 35 % en poids, sécher et broyer ladite chaux éteinte pour former la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Par les termes « composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse », on entend au sens de la présente invention, une composition de chaux éteinte pulvérulente présentant une surface spécifique BET élevée et un volume poreux BJH élevé, ce qui signifie une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote, supérieure ou égale à 25 mz/g et un volume poreux BJH total, constitué de pores d'un diamètre inférieur à 1000 Â, supérieur ou égal à 0,15 cm3/g.
Par les termes « composition de chaux éteinte pulvérulente », on entend dans la présente invention, une composition de chaux éteinte se composant de particules libres et individuelles d'hydroxyde de calcium. Par les termes « composition de chaux éteinte pulvérulente fine », on entend selon la présente invention, une composition de chaux éteinte en poudre présentant une taille de particules d98 inférieure à 200 μιτι, en particulier inférieure à 150 μιη. Dans cette perspective, la composition de chaux éteinte pulvérulente diffère notamment de granulés ou de galets qui présentent une taille de particules plus grande. L'oxyde de calcium, CaO, est souvent appelé « chaux vive », tandis que l'hydroxyde de calcium, Ca(OH)2, est appelé « chaux hydratée » ou « chaux éteinte », les deux composés étant parfois de manière informelle nommés « chaux ». En d'autres termes, la chaux est un produit industriel respectivement à base d'oxyde ou d'hydroxyde de calcium.
Par « chaux vive », on entend une matière solide minérale dont la composition chimique est principalement de l'oxyde de calcium, CaO. La chaux vive est généralement obtenue par calcination de calcaire (principalement CaC03).
La chaux vive peut également contenir des impuretés telles que de l'oxyde de magnésium, MgO, de l'oxyde de soufre, S03, de la silice, Si02, ou encore de l'alumine, Al203, dont la somme est à un taux de quelques % en poids. Les impuretés sont exprimées ici sous leur forme d'oxyde, mais bien sûr, elles peuvent apparaître sous différentes phases. La chaux vive contient généralement également quelques % en poids de calcaire résiduel, appelé résidus incuits.
La chaux vive appropriée selon la présente invention peut comprendre du MgO en une quantité comprise dans la plage allant de 0,5 à 10 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 5 % en poids, plus préférablement inférieure ou égale à 3 % en poids, de manière préférée entre toutes inférieure ou égale à 1 % en poids par rapport au poids total de la chaux vive.
Typiquement, pour former de la chaux éteinte, de la chaux vive est utilisée en présence d'eau. L'oxyde de calcium dans la chaux vive réagit rapidement avec l'eau pour former du dihydroxyde de calcium Ca(OH)2, sous la forme de chaux éteinte ou de chaux hydratée, dans une réaction appelée réaction d'hydratation ou d'extinction qui est très exothermique. Dans ce qui suit, le dihydroxyde de calcium va être simplement appelé hydroxyde de calcium.
La chaux éteinte peut donc contenir les mêmes impuretés que celles de la chaux vive à partir de laquelle elle est produite. La chaux éteinte selon la présente invention peut également comprendre du
Mg(OH)2 en une quantité comprise dans la plage allant de 0,5 à 10 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 5 % en poids, plus préférablement inférieure ou égale à 3 % en poids, de manière préférée entre toutes inférieure ou égale à 1 % en poids par rapport au poids total de la chaux éteinte. La chaux éteinte peut également comprendre de l'oxyde de calcium, qui peut ne pas avoir été entièrement hydraté lors de l'étape d'extinction, ou du carbonate de calcium CaC03. Le carbonate de calcium peut provenir du calcaire initial (incuit) à partir duquel ladite chaux éteinte est obtenue (par l'intermédiaire de l'oxyde de calcium), ou provenir d'une réaction de carbonatation partielle de la chaux éteinte par contact avec une atmosphère contenant du C02.
La quantité d'oxyde de calcium dans la chaux éteinte selon la présente invention est généralement inférieure ou égale à 3 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 2 % en poids et plus préférablement inférieure ou égale à 1 % en poids par rapport au poids total de la chaux éteinte. La quantité de C02 dans la chaux éteinte (principalement sous la forme de
CaC03) selon la présente invention est inférieure ou égale à 5 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 3 % en poids, plus préférablement inférieure ou égale à 2 % en poids, par rapport au poids total de la chaux éteinte selon la présente invention.
La réaction d'extinction est généralement effectuée dans un hydrateur, dans lequel de la chaux vive est amenée en amont du sens de l'extinction, c'est-à-dire le sens avec lequel la chaux est transportée le long de et dans l'hydrateur. La chaux éteinte est retirée en aval du sens de l'extinction. Des moyens de transport, comme un arbre horizontal équipé de pales de mélange par exemple, permettent le transport de la chaux dans le sens de l'extinction dans l'hydrateur, à partir de l'alimentation de chaux vive jusqu'au retrait de la chaux éteinte. Les moyens de transport permettent également un mélange homogène de la chaux subissant une hydratation et améliorent donc le contact entre l'eau et la chaux dans l'hydrateur et évitent la formation de points chauds.
Un hydrateur peut être divisé en différentes zones consécutives. La première est appelée la zone d'alimentation ou de mélange et constitue la partie de l'hydrateur située en amont du sens de l'extinction, dans laquelle la chaux vive et l'eau sont introduites et mélangées ensemble. La deuxième zone, appelée zone d'extinction, représente la partie de l'hydrateur dans laquelle la réaction d'extinction se produit principalement, c'est-à-dire dans laquelle la plupart de la chaux est chimiquement transformée en chaux éteinte et dans laquelle la plupart de la vapeur est générée, notamment en raison de cette réaction exothermique. Différents types de procédés d'hydratation et d'hydrateurs existent, en fonction des propriétés de la chaux vive utilisée, mais aussi du rendement attendu de la réaction d'extinction et des propriétés souhaitées de la chaux éteinte qui en résulte.
Afin d'atteindre un bon rendement d'hydratation, plusieurs paramètres doivent être pris en compte, tels que le temps de séjour de la chaux dans l'hydrateur, la réactivité à l'eau de la chaux vive, l'emplacement de la chaux vive et de l'alimentation en eau le long de l'hydrateur, mais aussi la quantité d'eau par rapport à la quantité de chaux.
La réactivité à l'eau de la chaux vive est généralement caractérisée et mesurée par ia procédure indiquée dans la norme européenne EN459-2 et est souvent quantifiée par la valeur t6o, qui est le temps nécessaire pour atteindre une température de 50°C pour un volume d'eau de 600 cm3 initialement à 20°C, avec l'ajout de 150 g de chaux vive. Au cours de l'hydratation de la chaux vive, des particules plus ou moins fines sont produites, en fonction de la taille de particules de la chaux vive alimentée, mais aussi en fonction de la vitesse de la réaction d'hydratation, cette dernière étant explosive et produisant de petites particules craquelées et explosées. Une réaction d'extinction bien contrôlée est donc difficile à obtenir malgré son importance pour produire la taille de particules souhaitée (allant de particules fines à la génération de grains de chaux, correspondant à des particules qui sont agglomérées ensemble), ainsi que la porosité souhaitée. Dans cette perspective, la température à l'intérieur de la zone d'hydratation ou d'extinction est également un facteur clé qui régit la réaction d'hydratation.
Les compositions de chaux éteinte sont couramment obtenues industriellement par différents procédés en fonction de la quantité d'eau utilisée par rapport à la chaux.
Dans un premier procédé de production appelé « mode d'extinction à sec », de l'eau est ajoutée dans l'hydrateur en une quantité limitée à celle qui est nécessaire pour hydrater complètement la chaux vive, en tenant compte du fait qu'une partie va s'évaporer au cours de la réaction d'extinction, en raison du caractère exothermique de cette réaction.
À la sortie de l'hydrateur, le produit de chaux éteinte résultant est une composition de chaux éteinte standard sous forme de poudre présentant une surface spécifique BET généralement comprise entre 12 et 20 m2/g et comprenant en général moins de 2 % en poids, voire moins de 1,5 % en poids d'humidité (eau libre). Les chaux éteintes standard sont généralement utilisées dans un grand nombre d'applications industrielles comme le traitement des eaux, le conditionnement des boues, le traitement des gaz de combustion, l'agriculture, la construction, etc.
Pour certaines de ces applications, les propriétés de la chaux éteinte sont particulièrement critiques pour obtenir de bonnes performances. Par exemple, pour le traitement de gaz de combustion, de la chaux est utilisée en tant que sorbant de plusieurs polluants gazeux tels que HCI, H F, SO„, NOx. Cependant, une telle chaux, une fois qu'elle a
capturé ces polluants, devient un sous-produit qui doit être traité ou recyclé. Par conséquent, les industriels recherchent des sorbants hautement performants afin de réduire la quantité de sous-produit, dont le traitement est coûteux.
Une façon d'augmenter la performance de la chaux consiste à augmenter la proportion de chaux hydratée qui va réellement entrer en contact avec les polluants à capturer, notamment en réduisant la taille des particules et/ou en augmentant la surface spécifique et/ou le volume poreux de la chaux hydratée.
Ainsi, au cours des dernières années, de plus en plus de produits et de procédés de production ont été développés afin de contrôler les propriétés de la chaux éteinte, notamment sa taille de particule, son volume poreux et/ou sa surface spécifique, afin d'améliorer sa capacité de sorption.
Une première approche consiste à produire une chaux éteinte ayant une surface spécifique élevée, par extinction de chaux vive avec un alcool, notamment comme décrit dans le document US5492685, ou en présence d'additifs particuliers, tels qu'un (di-, tri- ou poly-)éthylène giycol ou une (di-, tri- ou poly-)éthanolamine, notamment comme décrit dans le document WO9209528.
Un autre procédé pour la production de chaux éteinte ayant une surface spécifique élevée consiste à éteindre la chaux vive avec un excès d'eau de manière à obtenir, à la sortie de l'hydrateur, une composition de chaux éteinte humide présentant une teneur en humidité résiduelle comprise entre 15 et 35 % en poids. La composition de chaux éteinte humide est ensuite davantage séchée dans un dispositif de séchage afin de réduire la teneur en humidité et de former une composition de chaux éteinte pulvérulente sèche. Ce procédé est généralement appelé « procédé semi-humide » et est notamment décrit dans les documents WO97/14650 et US2894820. Plus précisément, dans le document WO97/14650, au nom de la demanderesse, l'étape de séchage est suivie ou simultanément combinée à une étape de broyage de manière à contrôler la taille des particules de la chaux éteinte. La composition de chaux éteinte pulvérulente résultante est constituée essentiellement de particules d'hydroxyde de calcium sèches ayant une teneur en humidité résiduelle inférieure à 2 % en poids de la composition totale, une surface spécifique élevée (supérieure à 30 m2/g) avec un volume poreux élevé (volume poreux total par désorption d'azote d'au moins 0,1 cm3/g pour
des pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Angstrôms). Cette composition de chaux présente en outre une fluidité Alpine comprise entre 40 et 50 % et est décrite comme ayant une excellente performance pour le traitement de gaz de combustion dans des installations comportant un filtre à manches. Cependant, le document décrit une fabrication à l'échelle du laboratoire ou à l'échelle pilote. En outre, au cours des dernières décennies, les législations environnementales ont de manière générale été considérablement renforcées, en termes de quantité de polluant autorisée dans les gaz de combustion et en termes de traitement des sous-produits, ce qui oblige donc les industriels à trouver des solutions avec une capacité de sorption améliorée. En outre, il a été découvert que les compositions de chaux éteinte pulvérulentes obtenues avec ces « procédés semi-humides » présentent une fluidité insuffisante pour le transport pneumatique, en particulier lorsqu'elles présentent un volume poreux élevé. Ce problème a notamment été souligné dans le document JP4341229 qui propose, comme solution, d'ajouter un additif organique ayant deux groupes hydroxyle alcooliques ou plus, en une quantité de 0,05 à 2 % en poids par rapport au poids de chaux éteinte.
La fluidité insuffisante de la composition de chaux éteinte pulvérulente génère un problème récurrent de phénomènes d'encrassement et d'adhérence au cours de son procédé de production, de son stockage, mais aussi lors de son transport et de son utilisation ultérieure, qui sont responsables d'une maintenance supplémentaire qui entraîne des coûts supplémentaires et une baisse du rendement de production.
En outre, une poudre qui n'est pas fluide a tendance à coller aux parois du récipient et il est ensuite difficile de l'éliminer de ces parois, conduisant donc à la perte d'une quantité non négligeable de produit. En outre, si ces dépôts sont présents sur les parois des lignes de transport, l'application de la chaux éteinte pulvérulente est compromise en raison de blocages qui sont difficiles à éliminer.
En effet, au cours de son procédé de production ou au cours de son utilisation ultérieure dans des applications industrielles, la composition de chaux éteinte pulvérulente est manipulée et transportée, notamment par des vis, des pales ou par de l'air dans des conduites où les particules sont distribuées dans la phase gazeuse. Par la suite, la composition de chaux éteinte pulvérulente est généralement stockée à l'état comprimé, par exemple dans des silos.
La fluidité d'un composé pulvérulent, tel qu'une composition de chaux éteinte pulvérulente, dépend de nombreux paramètres, dont certains sont difficiles à contrôler. Cependant, une variation de la fluidité de la composition de chaux éteinte pulvérulente est inacceptable dans un procédé industriel car cela peut conduire à des variations en termes de productivité, mais aussi à des phénomènes d'encrassement imprévisibles dans l'installation.
Les caractéristiques de fluidité d'une poudre sont, entre autres, régies par la taille des particules composant la poudre (voir l'article " Flow properties of powders and bulks solids", Dietmar Schulze http://dietmar-scliulze.de/grdlel.pdf).
En particulier, la fluidité d'une poudre diminue généralement iorsque la taille {par exemple le diamètre) des particules constituant la poudre diminue.
La taille des particules composant la composition de chaux éteinte pulvérulente dépend de différents paramètres.
Le premier paramètre influençant la taille des particules est la taille de particules de la chaux vive de départ qui est utilisée pour former la chaux éteinte. En outre, la vitesse de la réaction d'hydratation et la température à l'intérieur de l'hydrateur sont également des facteurs essentiels qui régissent la réaction d'hydratation et en conséquence la taille des particules composant la composition finale de chaux éteinte pulvérulente.
Obtenir un procédé capable de produire une composition de chaux éteinte pulvérulente avec des propriétés contrôlées reproductibles dans la durée est donc difficile car cela dépend de mutliples paramètres difficiles à contrôler au cours du procédé de production.
Il est donc nécessaire de parvenir à une façon de préparer une chaux éteinte pulvérulente très poreuse, ayant des capacités de sorption améliorées, qui est industriellement réalisable et qui possède des propriétés contrôlées reproductibles au cours du temps et qui est facile à manipuler afin d'éviter les phénomènes d'encrassement et d'adhérence au cours du procédé de production, maïs aussi pendant le stockage, le transport et l'utilisation ultérieure de la poudre.
Pour résoudre ce problème, l'invention propose un procédé tel que mentionné au début caractérisé en ce que lesdites étapes de séchage et de broyage sont simultanément effectuées et sont une étape unique de fluidification de la chaux éteinte pour former ladite composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse ayant une fluidité Alpine
où :
lesdites étapes de séchage et de broyage étant réalisées dans un sécheur-broyeur choisi dans le groupe constitué par un sécheur-broyeur à broches, un sécheur-broyeur à cages, un sécheur-désagglomérateur instantané et une combinaison de ceux-ci jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, inférieure ou égale à 3,5 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 3 % en poids, en particulier inférieure ou égale à 2,5 % en poids, notamment inférieure ou égale à 2 % en poids et supérieure ou égale à 0,3 % en poids, de préférence supérieure ou égale à 0,5 % en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Les sécheurs broyeurs appropriés selon la présente invention sont des dispositifs de séchage-broyage dans lesquels les étapes de séchage et de broyage sont effectuées simultanément et dans un laps de temps compris entre quelques secondes et quelques minutes (sécheur-broyeur instantané). En ce sens, les dispositifs de séchage-broyage selon la présente invention diffèrent notablement des dispositifs effectuant un séchage indirect, tels qu'un sécheur à tambour, un sécheur à disques ou un sécheur à pales, un séchage sous vide, une lyophilisation ou un séchage en lit fiuidisé.
Par les termes « sécheur-désagglomérateur instantané », on entend selon la présente invention, un dispositif de séchage instantané dans lequel il y a un rotor ou des pales rotatives au fond de la chambre de séchage qui fluidifie le produit et crée des turbulences dans le flux d'air chaud qui pénètre tangentieilement la chambre de séchage. De ce fait, la chaux éteinte (agglomérée) humide est rapidement dispersée et désintégrée en particules fines sèches. Les particules fines résultantes sortent de la chambre de séchage à partir de sa partie
supérieure tandis que les particules plus grosses restent dans la chambre pour un séchage et une désagglomération supplémentaires.
Des exemples de sécheur-désagglomérateur instantané appropriés selon la présente invention comprennent notamment le sécheur Anhydro Spin Flash Dryer® commercialisé par SPX FLOW, le sécheur instantané Drymeister* commercialisé par Hosokawa Micron Group ou le sécheur Swirl fluidizer™ commercialisé par GEA Group.
Le procédé selon la présente invention permet le maintien ou même l'amélioration des propriétés de sorption de la composition de chaux éteinte pulvérulente tout en rendant le procédé plus facile. En effet, contre toute attente, il a été constaté que l'exécution des étapes de séchage et de broyage de manière simultanée dans un sécheur- broyeur choisi dans le groupe constitué par un sécheur-broyeur à broches, un sécheur-broyeur à cages, un sécheur-désagglomérateur instantané tels que précédemment définis ne diminue pas les caractéristiques de porosité de la composition de chaux éteinte, bien au contraire. Il a également été possible, en réalisant l'étape de séchage et l'étape de broyage ensemble, d'améliorer les propriétés de fluidité de la composition de chaux éteinte tout en atteignant la finesse requise.
En effet, un sécheur et un broyeur sont des dispositifs qui peuvent notamment influencer la distribution de taille, mais aussi la forme des particules de la chaux éteinte pulvérulente et influencer, par conséquent, la fluidité de la poudre. En outre, en raison de la température élevée utilisée lors du séchage de la poudre, la structure interne de la chaux éteinte pulvérulente peut également être modifiée et, par conséquent, l'étape de séchage peut également endommager les caractéristiques de porosité de la poudre. Le broyage est également une étape qui peut avoir un impact négatif sur les caractéristiques de porosité de la poudre. Par le terme « étape de fluidification », on entend, selon la présente invention, une étape qui rend une composition pulvérulente fluide.
En général, afin d'améliorer davantage les propriétés de sorption de la composition de chaux éteinte pulvérulente, on sait qu'il faut diminuer la taille des particules. En effet, les compositions de chaux éteinte pulvérulentes comprenant des particules plus petites présentent une plus grande efficacité du traitement. Plus précisément, le traitement des gaz de combustion est amélioré en raison d'une meilleure dispersion de la composition
pulvérulente dans la phase gazeuse (gaz de combustion) et d'un contact plus rapide entre les polluants et les particules de chaux de la composition. En outre, les particules plus petites présentent une plus grande surface externe de contact, augmentant ainsi la proportion de chaux hydratée qui va réellement entrer en contact avec les polluants à capturer. Cependant, la fluidité d'une poudre diminue généralement lorsque la taille des particules composant cette poudre diminue. Les particules plus petites sont connues pour provoquer la diminution de la fluidité de la poudre en raison des interactions importantes entre les particules qui génèrent la cohésion de la poudre. Ceci est notamment illustré dans Geldart et al. qui nous enseigne que les propriétés d'écoulement d'une poudre mesurées avec différents appareils de mesure du comportement de l'écoulement indiquent un comportement d'écoulement plus difficile lorsque la taille des particules est réduite. En effet, ce document démontre que le testeur de cohésion de Warren Spring Bradford (WSBCT), l'indicateur de cohésion de Johanson et l'angle versé de repos et la cohésion de Jenike montrent tous une augmentation de leur valeur avec une taille de particule réduite (Geldart Geldart, D. ; Abdullah, CE ; Verlinden, A. Characterisation of Dry Powders. Powder Technol.2009, 190 (1-2), 70-74). En conséquence, jusqu'à présent, l'homme du métier a toujours été forcé de faire un compromis entre des propriétés de sorption améliorées et une fluidité suffisante de son sorbant pulvérulent.
Par le terme « fluidité », parfois appelée coulabilité, on entend dans la présente invention, l'aptitude d'une poudre à s'écouler librement, de manière régulière sous forme de particules individuelles.
La fluidité de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention est mesurée sur un dispositif de tamisage à jet d'air Alpine. Cette fluidité Alpine caractérise la fluidité statique d'une poudre et est déterminée par la vitesse de passage des particules ayant un diamètre inférieur à 90 àμ tmr.avers un tamis de 90 (170μ mm.esh) par l'action d'une aspiration. La fluidité Alpine exprimée en % correspond au rapport entre le poids de la fraction inférieure à 90 μ qmu.i a traversé le tamis en 15 secondes (avec une dépression de 100 mm de liquide manométrique de densité 0,88) et le poids total de la fraction inférieure à 90 μm. qui a traversé le tamis après 2 minutes supplémentaires (avec une dépression de 150 mm de liquide manométrique de densité 0,88).
Le comportement d'une poudre dans un silo de stockage peut être simulé avec une autre méthode utilisant un rhéomètre pour poudre, tel qu'un testeur d'écoulement de
poudre Brookfield (PFT) selon la norme ASTM D6128. Dans cette méthode, un échantillon de poudre introduit dans l'équipement est soumis à une compaction croissante avec le temps. Pour chaque étape de compression (stress de consolidation principal), un torque spécifique est appliqué à la poudre jusqu'à la défaillance (contrainte de défaillance non confinée). La réponse de la poudre à la contrainte appliquée est enregistrée par un ordinateur, qui évalue la cohésion statique de l'échantillon testé. Les résultats sont exprimés par une courbe qui est comparée à des références de l'AST .
La composition de chaux éteinte pulvérulente selon l'invention est également caractérisée par une fluidité dynamique qui peut être mesurée par un appareil Granudrum. Dans cette méthode, une certaine quantité du matériau pulvérulent est placée dans un tambour comportant des fenêtres transparentes, qui est mis en rotation et accéléré par paliers de 0 à 20 tr/min, puis décéléré par paliers. La forme du tas de poudre en rotation (interface air/poudre) à l'intérieur du tambour est analysée par un algorithme. Un angle d'écoulement dynamique et un indice de cohésion dynamique sont déterminés pour chaque vitesse de rotation.
Il a été identifié dans la présente invention que, pour obtenir une composition de chaux éteinte pulvérulente avec une fluidité dynamique (mesurée par un granudrum) suffisante pour éviter les phénomènes d'encrassement et d'adhérence pendant le transport et l'utilisation industrielle ultérieure, ladite composition de chaux éteinte pulvérulente doit présenter une fluidité Alpine supérieure à 50 %.
Il était donc très inattendu de parvenir à une composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse ayant une fluidité Alpine supérieure à 50 % tout en étant en même temps une composition fine. Selon le procédé de la présente invention, l'utilisation d'un sécheur-broyeur spécifique utilisé dans des conditions spécifiques permet d'obtenir une composition de chaux éteinte reproductible ayant des caractéristiques de finesse mais également des caractéristiques de fluidité en contrôlant la teneur en eau et donc en contrôlant non seulement l'étape de broyage mais aussi l'étape de séchage tandis qu'elles sont effectuées ensemble dans une étape unique de fluidification.
En effet, la taille des particules individuelles, ainsi que les propriétés de porosité des particules de chaux éteinte sont définies par le processus d'extinction. Toutefois, en raison de la grande quantité d'eau utilisée lors de cette étape d'extinction, les particules de chaux éteinte qui en résultent, à la sortie de l'hydrateur, présentent une teneur en eau de 15 à
55 % en poids, de préférence de 15 % à 35 % en poids, qui agit comme un agent de liaison et lie les particules de chaux éteinte ensemble sous forme d'agglomérats plus volumineux.
En utilisant des sécheurs-broyeurs spécifiques dans des conditions spécifiques, selon la présente invention, il a été possible de désagglomérer et de disperser les particules de Ca(OH)2, formées au cours de l'étape d'extinction, notamment en contrôlant leur teneur en eau, sous forme de particules individuelles sans les broyer et par conséquent sans détériorer leurs propriétés (taille des particules individuelles, surface spécifique, volume poreux, ...).
Par les termes « teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte », selon la présente invention, on entend la proportion de la phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte (c'est-à-dire la teneur en eau, telle que la teneur en eau libre, et/ou la teneur en additifs résiduels provenant du procédé de production de ladite composition de chaux éteinte, c'est-à-dire provenant d'additifs ajoutés avant, pendant ou après l'extinction de la chaux vive) déterminée par un test de perte au feu.
Le test de perte au feu consiste à chauffer, sous pression atmosphérique, environ 20 g de la composition de chaux éteinte pulvérulente à une température prédéterminée, à savoir 110 °C ou 180 °C, et à mesurer le poids au cours du temps de la composition pulvérulente au moyen d'une balance thermique jusqu'à ce que le poids de la poudre ne varie pas de plus de 2 mg pendant au moins 20 secondes. Pendant le chauffage de la poudre, tous les composants, notamment les composants non solides, ayant une température d'évaporation inférieure à celle appliquée lors du test, sont éliminés de la poudre et leur teneur correspond, par conséquent, à la perte de poids mesurée au cours du test. Par conséquent, la phase résiduelle non solide contient tous les composants non solides, notamment les composants liquides, ayant ensemble une température d'évaporation inférieure à celle appliquée, qui vont ensuite être éliminés de la composition de chaux éteinte pendant le procédé de chauffage à la température prédéterminée. Les % en poids de la phase résiduelle non solide et celui du solide restant, nommé extrait sec, sont tous deux calculés en fonction du poids du produit avant et après l'ignition et sont tous deux exprimés par rapport au poids du produit avant le test au feu.
Le résultat de perte au feu peut donc varier en fonction de la température utilisée au cours du test. Par exemple, il peut être plus élevé à 180 °C qu'à 110 °C si des additifs sont utilisés pendant ou après le procédé d'extinction, et si ces additifs ou leurs phases dérivées présentent un point d'évaporation supérieur à 110 °C et inférieur à 180 °C, ou
forment avec l'eau libre une substance azéotropîque ou un mélange aqueux qui s'évapore entre ces températures.
La teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention peut être mesurée par un test de perte au feu à 180 °C. Dans un tel cas, le résultat de perte au feu est supérieur ou égal à 0,3 % en poids, de préférence supérieur ou égal à 0,5 % en poids et inférieur ou égal à 3,5 % en poids, de préférence inférieur ou égal à 3 % en poids, en particulier inférieur ou égal à 2,5 % en poids, notamment inférieur ou égal à 2 % en poids, et représente la quantité d'eau et/ou des substances qui y sont contenues ayant un point d'évaporation inférieur ou égal à 180 °C. La teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention peut en outre être mesurée par un test de perte au feu à 110 °C. Dans un tel cas, la valeur de perte au feu est inférieure ou égaie à 3,2 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 2,7 % en poids, de manière avantageuse inférieure ou égale à 2,5 % en poids, en particulier inférieure ou égale à 2 % en poids, notamment inférieure ou égale à 1,5 % en poids et supérieure à 0 % en poids, de préférence supérieure ou égale à 0,2 % en poids, de manière avantageuse supérieure ou égale à 0,3 % en poids, en particulier supérieure ou égale à 0,5 % en poids et représente principalement la quantité d'eau et/ou de substances volatiles qui y sont contenues ayant un point d'évaporation inférieur ou égal à 110 °C, en particulier l'eau. De manière avantageuse, dans le procédé selon la présente invention, l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 °C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 T par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 °C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 °C et est
supérieure ou égale à 2 % en poids et inférieure ou égale à 2,5 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Dans un autre mode de réalisation selon la présente invention, l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 "C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 °C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 °C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 °C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 °C et est soit inférieure à 0,3 % en poids soit supérieure à 2,5 % en poids et inférieure ou égale à 3,2 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
De manière avantageuse, dans le procédé selon la présente invention, l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 "C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 "C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 "C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 "C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 °C et est soit inférieure à 0,3 % en poids soit supérieure à 2,5 % en poids et inférieure ou égale à 3,2 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
De préférence, dans le procédé selon la présente invention, l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 ºC représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 °C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 °C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 °C et est soit inférieure à 0,3 % en poids soit supérieure à 2,5 % en poids et inférieure ou égale à 3,2 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Dans un autre mode de réalisation particulier selon la présente invention, l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 110 °C supérieure ou égale à 0,3 % en poids et inférieure à 2 % en poids.
En fonction du procédé d'hydratation utilisé au cours du procédé de production, la chaux éteinte à la sortie de l'hydrateur peut contenir un teneur en eau plus ou moins importante. À la sortie de l'hydrateur, la quantité d'eau contenue dans la composition de chaux éteinte provoque l'agglomération des particules, mais aussi une composition cohésive.
Comme mentionné précédemment, dans le procédé selon la présente invention, le procédé d'extinction est un procédé semi-humide, dans lequel de la chaux vive est éteinte à l'aide d'une quantité d'eau suffisante pour obtenir une chaux éteinte à la sortie de l'hydrateur contenant un phase résiduelle non solide comprise entre 15 % et 55 % en poids, de préférence comprise entre 15 % et 35 % en poids par rapport au poids de la chaux éteinte.
Dans la technologie utilisée pour produire la chaux éteinte, la teneur en eau est réduite en effectuant une étape de séchage car le produit final doit être sous forme de
poudre. D'après l'état de l'art, on sait que pour atteindre une poudre ayant une assez bonne fluidité, il est important de réduire autant que possible la teneur en eau de la poudre.
De manière étonnante, on a constaté que, pour obtenir une poudre présentant une fluidité élevée, la teneur en phase résiduelle non solide contenue dans la poudre et mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, doit être maintenue entre 0,3 % en poids et 3,5 % en poids par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente. Si la teneur en phase résiduelle non solide est réduite en dessous de 0,3 % en poids, la fluidité de la poudre diminue de façon étonnante et la composition devient collante (adhérence élevée), ce qui est contradictoire aux connaissances générales de l'homme du métier selon lesquelles la teneur en phase résiduelle non solide d'une poudre doit être réduite autant que possible si une poudre présentant une bonne fluidité est souhaitée.
Comme cela a déjà été mentionné, l'eau joue le rôle d'un agent de liaison entre les particules de la poudre qui peut conduire à l'agglomération de ces particules et par conséquent à la formation d'agglomérats cohésifs. Afin d'améliorer la finesse des particules de la poudre, il est donc important d'éliminer l'eau de la composition afin de disperser et de désagglomérer les particules.
En dépit du fait que le sécheur-broyeur choisi dans le procédé selon la présente invention est capable d'éliminer l'eau présente dans la composition et par conséquent de disperser les particules, il permet aussi à la poudre de conserver une bonne fluidité.
Par conséquent, le procédé selon la présente invention, grâce à l'utilisation d'un type spécifique limité de sécheur-broyeur dans des conditions destinées à contrôler la finesse, la fluidité et la teneur en eau, permet la production d'une composition de chaux éteinte pulvérulente de manière très efficace, qui n'est pas préjudiciable pour les propriétés de sorption puisque les propriétés de porosité de la composition de chaux éteinte sont maintenues et même augmentées.
En effet, les étapes de séchage et de broyage simultanées permettent d'obtenir des particules fines, tout en évitant l'encrassement et l'interruption du processus grâce à une fluidité améliorée.
En outre, les étapes de séchage et de broyage simultanées permettent un meilleur contrôle des propriétés de la chaux éteinte, qui sont plus constantes au cours du temps d'une production à une autre.
Sans limiter l'invention à cette interprétation, on pense que l'exécution des étapes de séchage et de broyage simultanément en une seule étape, permet de mieux contrôler la taille des particules de la chaux éteinte résultante, ainsi que d'éviter la détérioration de son volume poreux. En outre, les sécheurs-broyeurs spécifiques utilisés selon la présente invention vont permettre également d'effectuer le séchage en un laps de temps très court (séchage instantané), en évitant ainsi le risque de carbonatation de la chaux éteinte qui est préjudiciable pour ses propriétés de porosité.
Au contraire, l'exécution de l'étape de séchage avant l'étape de broyage va conduire à la formation d'agglomérats très solides et rigides de particules de chaux éteinte qui auront besoin d'une énergie plus élevée pour se désagglomérer, avec le risque supplémentaire de détérioration de la porosité de la chaux éteinte, tandis que l'exécution de l'étape de broyage avant l'étape de séchage est très difficile à réaliser industriellement en raison du problème de manipulation des particules de chaux éteinte humides.
Le côté reproductible du procédé selon la présente invention, en permettant d'obtenir une fluidité élevée, malgré la finesse de la composition de chaux éteinte, sans être préjudiciable à la caractéristique de porosité, permet d'obtenir un procédé très intéressant d'un point de vue économique puisque le caractère continu du procédé est amélioré et le produit préparé est plus constant en termes de qualité, ce qui empêche d'avoir à jeter certaine production ne répondant pas à la norme très élevée des marchés de nos jours.
En effet, selon la présente invention, la combinaison d'un contrôle amélioré de la finesse et de la teneur en eau permet d'atteindre une qualité déterminée et reproductible de la composition de chaux éteinte pulvérulente avec des caractéristiques de porosité élevée, ainsi qu'une grande fluidité.
La composition de chaux éteinte, fabriquée par le procédé selon la présente invention, lorsqu'elle sort de l'étape de séchage et de broyage simultanés présente encore une surface spécifique BET élevée, reproductible d'une campagne de production à une autre et étant comprise entre 30 m2/g et 55 m2/g, de préférence supérieure ou égale à 32 m2/g, plus préférablement supérieure ou égale à 35 m2/g, plus particulièrement supérieure ou égale à
38 m2/g, telle que, par exemple, supérieure ou égale à 40 m2/g et typiquement inférieure ou égale à 50 m2/g, en particulier inférieure ou égale à 48 m2/g.
Par l'expression « surface spécifique BET », on entend selon la présente invention, la surface spécifique mesurée par manométrie avec adsorption d'azote à 77 K après dégazage sous vide à une température comprise entre 150 et 250 °C, notamment à 190 °C pendant au moins 2 heures et calculée selon la méthode BET multipoint décrite dans la norme ISO 9277:2010E.
De plus, lorsqu'elle sort de l'étape de séchage et de broyage simultanés du procédé selon la présente invention, la composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse présente en outre un volume poreux BJH total reproductible d'une campagne de production à un autre et qui est supérieur ou égal à 0,15 cm3/g, de préférence supérieur ou égal à 0,17 cm3/g, de manière avantageuse supérieur ou égal à 0,18 cm3/g» plus préférablement supérieur ou égal à 0,19 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,20 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,21 cm3/g et typiquement inférieur à 0,30 cm3/g, en particulier inférieur à 0,28 cm3/g.
Par les termes « volume poreux BJH » selon la présente invention, on entend le volume poreux tel que mesuré par manométrie avec adsorption d'azote à 77 K après dégazage sous vide à une température comprise entre 150 et 250 T, notamment à 190 T pendant au moins 2 heures et calculé selon la méthode BJH, en utilisant la courbe de désorption. Par le terme « volume poreux total », selon la présente invention, on entend le volume poreux BJH se composant des pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Angstroms.
De manière avantageuse, le procédé selon la présente invention se caractérise en outre en ce que l'étape de séchage et de broyage est effectuée dans un sécheur-broyeur à cages, ledit sécheur-broyeur à cages se composant d'une, trois ou cinq roues, comme par exemple, sans s'y limiter, dans un sécheur-broyeur à cages commercialisé par PSP Engineering ou par Stedman™.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, le procédé selon la présente invention se caractérise en outre en ce que l'étape de séchage et de broyage est effectuée dans un sécheur-broyeur à broches, comme par exemple, sans s'y limiter, dans un Atritor Dryer-Pulverizer commercialisé par Atritor Limited.
En variante, ie procédé selon ia présente invention est en outre caractérisé en ce que l'étape de séchage et de broyage est effectuée dans un sécheur-désagglomérateur instantané, comme par exemple, sans s'y limiter, dans le sécheur Anhydro Spin Flash Dryer* commercialisé par SPX FLOW, le sécheur instantané Drymeister® commercialisé par Hosokawa Micron Group ou le sécheur Swirl fluidizer™ commercialisé par GEA Group.
Dans ce mode de réalisation particulier, un séparateur peut en outre être de manière avantageuse ajouté, au-dessus de la chambre de séchage, pour un meilleur contrôle de la distribution des tailles de particules de la composition de chaux éteinte pulvérulente séchée résultante. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon la présente invention comprend en outre, avant, pendant et/ou après l'étape d'extinction de la chaux et/ou avant, pendant et/ou après l'étape de séchage et de broyage, une étape consistant à ajouter un additif à la chaux vive, l'eau d'extinction et/ou la chaux éteinte.
Par exemple, l'additif ajouté au cours du procédé selon la présente invention est le diéthylène glycol.
Dans ce cas particulier, le diéthylène glycol forme avec l'eau un mélange aqueux binaire qui s'évapore à des températures supérieures à 110 °C.
La quantité d'eau et la quantité de diéthylène glycol contenues dans la composition de chaux éteinte pulvérulente peuvent être respectivement déterminées en effectuant un test de perte au feu à la fois à 110 "C, ce qui va substantiellement indiquer la quantité d'eau contenue dans la composition de chaux éteinte pulvérulente, et à 180 "C, ce qui va substantiellement indiquer la quantité d'eau et de diéthylène glycol contenue dans la composition de chaux éteinte pulvérulente. Dans ia présente invention, on va considérer que la quantité de diéthylène glycol va donc correspondre à la valeur obtenue en soustrayant la valeur de perte au feu obtenue à 110 "C à la valeur obtenue à 180 °C.
En variante, l'additif ajouté au cours du procédé peut être un additif organique choisi dans le groupe du (mono-) ou (poly-)éthylène glycol et de la (mono-) ou (poly- )éthanolamine, notamment le triéthylène glycol, la triéthanolamine, et leurs mélanges.
De manière avantageuse, un composé de métal alcalin choisi dans le groupe constitué par les hydroxydes, les carbonates, les hydrogénocarbonates, les nitrates, les
phosphates, les persulfates, et les monocarboxylates de métaux alcalins, tels que les acétates ou les formiates de métaux alcalins, et leurs mélanges, en particulier ceux de sodium, de potassium et/ou de lithium et/ou le stéarate de calcium, peut également être ajouté au cours du procédé selon la présente invention. De préférence, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une taille de particules moyenne d50 inférieure ou égale à 10 μιη, de préférence inférieure ou égale à 8 μm. de manière avantageuse inférieure ou égale à 7 μm., en particulier inférieure ou égale à 6 μm.. La notation dx représente un diamètre exprimé en μm. mesuré par granulométrie laser dans du méthanol après sonication, par rapport auquel X % en volume des particules mesurées ont une taille inférieure ou égale.
De manière avantageuse, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que l'étape de séchage-broyage est effectuée jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une première fraction de particules ayant une taille inférieure à 32 μηι et une seconde fraction de particules ayant une taille supérieure à 32 μιη à condition que la seconde fraction soit inférieure ou égale à 50 pourcent en poids, de préférence inférieure ou égale à 40 pourcent en poids, de manière avantageuse inférieure ou égale à 30 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 20 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 15 pourcent en poids, plus préférablement inférieure à 10 pourcent en poids, voire inférieure ou égale à 8 pourcent en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
À des fins de simplicité, le terme « seconde fraction de particules d'une taille supérieure à 32 μm. » est également exprimé par R32 dans le reste de la spécification pour la fraction retenue à 32 μm.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré du procédé selon la présente invention, de l'air chaud est alimenté lors de l'étape de séchage-broyage, à une température comprise entre 250 °C et 500 "C, de préférence entre 350 et 400 °C.
Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon la présente invention, la composition de chaux éteinte pulvérulente présente, à la sortie de l'étape de séchage-broyage, une température comprise entre 80 et 150 °C, de préférence entre 90 et 130 °C.
La température de la composition de chaux éteinte pulvérulente à la sortie de l'étape de séchage-broyage peut être contrôlée en ajustant la température et/ou le volume de l'air chaud alimenté pendant l'étape de séchage-broyage et/ou le débit massique de la chaux éteinte humide qui entre dans l'étape de séchage-broyage, De manière avantageuse, dans le procédé selon l'invention, l'étape de séchage-broyage a une durée comprise entre quelques secondes et quelques minutes.
D'autres modes de réalisation du procédé selon l'invention sont mentionnés dans les revendications annexées.
L'invention concerne également une composition de chaux éteinte pulvérulente fine comprenant des particules de chaux éteinte ayant une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote supérieure ou égale à 25 m 7g et un volume poreux BJH total supérieur ou égal à 0,15 cm3/g, caractérisée en ce que la composition possède en outre une fluidité Alpine supérieure à 50 %, de préférence supérieure ou égale à 51 %, plus préférablement supérieure ou égale à 52 %, de manière avantageuse supérieure ou égale à 54 %, en particulier supérieure ou égale à 55 % et ladite composition mentionnée ci-dessus a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180*C, inférieure ou égale à 3,5 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 3 % en poids, en particulier inférieure ou égale à 2,5 % en poids, notamment inférieure ou égale à 2 % en poids et supérieure ou égale à 0,3 %, de préférence supérieure ou égale à 0,5 % en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
La chaux éteinte peut contenir les mêmes impuretés que celles de la chaux vive à partir de laquelle elle est produite, telles que de l'oxyde de magnésium, MgO, de l'oxyde de soufre, S03, de la silice, Si02, ou encore de l'alumine, Al203, dont la somme est à un taux de quelques % en poids. Les impuretés sont exprimées ici sous leur forme d'oxyde, mais bien sûr, elles peuvent apparaître sous différentes phases.
En particulier, la chaux éteinte selon la présente invention peut comprendre du magnésium sous forme de MgO et/ou Mg(OH)2, en une quantité comprise dans la plage allant de 0,5 à 10 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 5 %, plus préférablement inférieure ou égale à 3 % en poids, de manière préférée entre toutes inférieure ou égale à 1 % en poids, exprimée sous forme d'oxyde, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte.
La chaux éteinte peut également comprendre de l'oxyde de calcium, qui peut ne pas avoir été entièrement hydraté lors de l'étape d'extinction, ou du carbonate de calcium CaC03. Le carbonate de calcium peut provenir du calcaire initial (incuit) à partir duquel ladite chaux éteinte est obtenue fpar l'intermédiaire de l'oxyde de calcium), ou provenir d'une réaction de carbonatation partielle de la chaux éteinte par contact avec une atmosphère contenant du C02.
La quantité d'oxyde de calcium dans la chaux éteinte selon la présente invention est généralement inférieure ou égale à 3 % en poids, de préférence inférieure ou égaie à 2 % en poids et plus préférablement inférieure ou égale à 1 % en poids par rapport au poids total de la chaux éteinte.
La quantité de C02 dans la chaux éteinte (principalement sous la forme de CaC03) selon la présente invention est généralement inférieure ou égale à 5 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 3 % en poids, plus préférablement inférieure ou égale à 2 % en poids, par rapport au poids total de la chaux éteinte selon la présente invention. Dans un mode de réalisation préféré, la quantité de chaux disponible présente dans la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention est supérieure ou égale à 85 % en poids, de préférence supérieure ou égale à 87 % en poids, préférentiellement supérieure ou égale à 90 % en poids, de manière avantageuse supérieure ou égale à 92 % en poids, voire supérieure ou égale à 95 % en poids par rapport à la teneur en matières sèches de la composition de chaux éteinte après LOI à 180°C.
Dans un autre mode de réalisation préféré, les % en poids restant sont principalement constitués de composés d'origine calcaire et de résidus provenant de la phase résiduelle non solide.
Par les termes « quantité de chaux disponible », on entend dans la présente invention, la quantité d'hydroxyde de calcium et/ou d'oxyde de calcium présente dans la composition de chaux éteinte pulvérulente, mesurée par une méthode décrite dans la norme EN-459-2 2010. Plus précisément, dans la présente invention, la teneur en chaux disponible présente dans la composition de chaux éteinte pulvérulente est déterminée en plaçant 0,5 g de composition de chaux éteinte pulvérulente dans une solution de sucre (15 g de sucre dans 150 cm3 d'eau déminéralisée). La solution de sucre va dissoudre la chaux disponible (à savoir l'oxyde de calcium et/ou l'hydroxyde de calcium), contenue dans l'échantillon. Le mélange
résultant est agité pendant au moins 10 à 15 minutes pour assurer une dissolution complète, puis titré avec une solution d'acide chlorhydrique (HCI 0,5 N), de la phénolphtaléine étant utilisée comme indicateur. La concentration en Ca mesurée par ce titrage est ensuite exprimée sous forme de Ca(OH)2.
Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 110 °C» inférieure ou égale à 3,2 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 2,7 % en poids, de manière avantageuse inférieure ou égale à 2,5 % en poids, en particulier inférieure ou égale à 2 % en poids, notamment inférieure ou égale à 1,5 % en poids et supérieure à 0 % en poids, de préférence supérieure ou égale à 0,2 % en poids, de manière avantageuse supérieure ou égale à 0,3 % en poids, en particulier supérieure ou égale à 0,5 % en poids.
Dans un mode de réalisation, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 "C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 °C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 "C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 "C et est supérieure ou égale à 2 % en poids et inférieure ou égale à 2,5 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180°C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180"C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110°C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110°C et est soit inférieure à 0,3 % en poids soit supérieure à 2,5 % en poids et inférieure ou égale à 3,2 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
De manière avantageuse, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 "C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 °C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 °C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 °C et est soit inférieure à 0,3 % en poids soit supérieure à 2,5 % en poids et inférieure ou égale à 3,2 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
De préférence, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, égale à la formule suivante :
où
- LOI 180 "C représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 180 "C par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente ;
- LOI 110 X représente la teneur en phase résiduelle non solide de la composition de chaux éteinte pulvérulente mesurée par un test de perte au feu à 110 °C et est soit inférieure à 0,3 % en poids soit supérieure à 2,5 % en poids et inférieure ou égaie à 3,2 % en poids, par rapport au poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente, Dans un autre mode de réalisation particulier selon la présente invention, la composition de chaux éteinte pulvérulente a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 110 °C, supérieure ou égale à 0,3 % en poids et inférieure à 2 % en poids.
De préférence, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention présente une phase résiduelle non solide comprenant de l'eau et/ou des additifs résiduels (minéraux et/ou organiques), libres ou liés au composé de chaux.
De manière avantageuse, les particules de chaux éteinte de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention présentent une taille de particules d50 inférieure ou égale à 10 μιτι, de préférence inférieure ou égale à 8 μιη, de manière avantageuse inférieure ou égale à 7 μm. en particulier inférieure ou égale à 6 μm.
La notation dx représente un diamètre exprimé en μm., mesuré par granulométrie laser dans du méthanol après sonication, par rapport auquel X % en volume des particules mesurées ont une taille inférieure ou égale.
De préférence, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention comprend une première fraction de particules ayant une taille inférieure à 32μm. et une seconde fraction de particules ayant une taille supérieure à 32 μm. à condition que la seconde fraction soit inférieure ou égale à 50 pourcent en poids, de préférence inférieure ou égale à 40 pourcent en poids, de manière avantageuse inférieure ou égale à 30 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 20 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 15 pourcent en poids, plus préférablement inférieure à 10 pourcent en poids, voire inférieure ou égale à 8 pourcent en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
À des fins de simplicité, le terme « seconde fraction de particules d'une taille supérieure à 32 μm. » est également exprimé par R32 dans le reste de la spécification pour la fraction retenue à 32 μm..
De manière avantageuse, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention comprend des particules de chaux éteinte ayant une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote supérieure ou égale à 30 m 7g, de préférence supérieure ou égale à 32 m2/g, de manière avantageuse supérieure ou égale à 35 m2/g, Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, les particules de chaux éteinte de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention présentent une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote inférieure ou égale à 55 tn2/g, de préférence inférieure ou égale à 50 m2/g, en particulier inférieure ou égale à 48 m2/g. De préférence, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention contient des particules de chaux éteinte présentant un volume poreux BJH total constitué de pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Â, obtenu par désorption d'azote, supérieur ou égal à 0,17 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,18 cm3/g, de préférence supérieur ou égal à 0,19 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,20 cm3/g, de manière avantageuse supérieur ou égal à 0,21 cmVg.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les particules de chaux éteinte de la composition de chaux éteinte pulvérulente présentent un volume poreux BJH constitué de pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Â obtenu par désorption d'azote, inférieur ou égal à 0,30 cm3/g, en particulier inférieur à 0,28 cm3/g. De préférence, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention contient des particules de chaux éteinte présentant un volume poreux BJH constitué de pores ayant un diamètre allant de 100 à 300 Â, obtenu par désorption d'azote, supérieur ou égal à 0,07 cm3/g, de préférence supérieur ou égal à 0,10 cm3/g, de manière avantageuse supérieur ou égal à 0,11 cm3/g, en particulier supérieur ou égai à 0,12 cm3/g et typiquement inférieur à 0,15 cm3/g, en particulier inférieur à 0,14 cm3/g.
De manière avantageuse, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention contient des particules de chaux éteinte présentant un volume poreux
BJH constitué de pores ayant un diamètre allant de 100 à 400 Â, obtenu par désorption d'azote, supérieur ou égal à 0,09 cm3/g, de préférence supérieur ou égal à 0,12 cm3/g, de manière avantageuse supérieur ou égal à 0,13 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,14 cm3/g et typiquement inférieur à 0,17 cm3/g, en particulier inférieur à 0,16 cm3/g.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon l'invention présente en outre une phase alcaline caractérisée par une teneur en métal alcalin supérieure ou égale à 0,2 % en poids et inférieure ou égale à 3,5 % en poids par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
La phase alcaline peut être sous une forme ionique ou sous une forme liée. Différents types de sels peuvent être ajoutés au cours du procédé, en particulier un composé de métal alcalin choisi dans le groupe constitué par les hydroxydes, les carbonates, les hydrogénocarbonates, les nitrates, les phosphates, les persuifates et les monocarboxylates de métaux alcalins, tels que les acétates ou les formiates de métaux alcalins et leurs mélanges, en particulier ceux de sodium, de potassium et/ou de lithium.
Dans un autre mode de réalisation préféré, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention contient en outre du stéarate de calcium.
La composition de chaux éteinte pulvérulente est de préférence obtenue par le procédé selon la présente invention.
D'autres modes de réalisation de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon l'invention sont mentionnés dans les revendications annexées.
L'invention concerne également une composition de sorbant industriel comprenant au moins ladite composition de chaux éteinte pulvérulente selon l'invention.
L'invention concerne également l'utilisation de la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention pour purifier des gaz de combustion.
En particulier, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention est utilisée dans une injection en voie sèche de sorbant.
De manière avantageuse, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention est utilisée pour la capture des polluants acides des gaz de combustion, tels que HCI, H F, SO„, NO„...
Dans un mode de réalisation particulier, la composition de chaux éteinte pulvérulente selon la présente invention est utilisée dans une composition de sorbant industriel, par exemple en combinaison avec au moins un autre sorbant généralement connu pour le traitement des gaz de combustion, tel qu'un sorbant choisi parmi la liste des composés
organiques, en particulier le charbon actif, le coke de lignite et leurs mélanges, et des composés inorganiques, en particulier les composés inorganiques connus pour capturer les dioxines, les furanes et/ou les métaux lourds, tels que l'halloysite, la sépiolite, la bentonite ou n'importe quel sorbant décrit dans l'application DE4034417. D'autres modes de réalisation de l'utilisation selon l'invention sont mentionnés dans les revendications annexées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention, tout en se référant aux figures, La figure 1 montre un diagramme schématique d'une installation destinée à la préparation d'une composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse selon la présente invention.
Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une unité d'extinction, appelée également hydrateur 1. Cet hydrateur 1 est alimenté avec de la chaux vive par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 2 et avec de l'eau par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 3. Si un additif est utilisé dans la préparation de l'absorbant, ledit additif est alimenté par l'intermédiaire d'au moins une conduite d'alimentation 4.
Dans un mode de réalisation, ledit additif est tout d'abord mis en solution dans un réservoir (non représenté), à partir duquel il est pompé au moyen d'une pompe (non représentée) et ajouté à la conduite d'alimentation en eau d'extinction 3 avant d'entrer dans l'hydrateur 1. En variante, si nécessaire, l'additif peut aussi être ajouté directement dans l'hydrateur 1.
Dans une autre variante, l'additif peut aussi être ajouté à la chaux vive avant l'extinction. L'additif peut également être ajouté après l'hydrateur, à savoir avant le sécheur-broyeur, mais aussi dans le sécheur-broyeur ou après le sécheur-broyeur.
À la sortie de l'hydrateur, la teneur en phase résiduelle non solide du produit est mesurée en continu par un appareil infrarouge 5. Cette teneur en phase résiduelle non solide est généralement supérieure à 20 % en poids. Le produit, de la chaux éteinte humide, est transféré dans un sécheur-broyeur qui est alimenté en air chaud à environ 400 °C, par
l'intermédiaire de la conduite d'alimentation 7, qui permet de désagglomérer et de sécher le produit. Le produit final est ensuite séparé du flux d'air de séchage dans un filtre à manches 8, puis dirigé vers un silo de stockage 9.
L'installation de production selon la présente invention est caractérisée en ce que le sécheur-broyeur 8 est choisi dans le groupe constitué par un sécheur-broyeur à broches, un sécheur broyeur à cages, un sécheur-désagglomérateur instantané.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail au moyen d'exemples non limitatifs.
Exemples Dans les exemples suivants, comme dans tous les cas mentionnés dans le présent document, la surface spécifique BET est déterminée par manométrie avec adsorption d'azote à 77 K après dégazage sous vide à une température comprise entre 150 et 250 "C, notamment à 190 °C pendant au moins 2 heures et calculée selon la méthode BET multipoint décrite dans ia norme ISO 9277:2010E. Le volume poreux BJH est mesuré par manométrie avec adsorption d'azote à
77 K après dégazage sous vide à une température comprise entre 150 et 250 "C, notamment à 190 °C pendant au moins 2 heures et calculé selon la méthode BJH, en utilisant la courbe de désorption pour les pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Â.
Le volume poreux total correspond au volume poreux BJH composé de pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Angstrôms.
La notation dx représente un diamètre exprimé en μιη, mesuré par granulométrie laser dans du méthanol après sonication, par rapport auquel X % en volume des particules mesurées ont une taille inférieure ou égale.
Le test de perte au feu est réalisé selon le mode opératoire décrit précédemment.
La fluidité Alpine est mesurée sur environ 50 g de l'échantillon de poudre, selon le mode opératoire décrit précédemment.
Exemple 1.-
Une chaux hydratée pulvérulente très poreuse avec une fluidité élevée selon l'invention est produite industriellement par mélange d'eau et de chaux vive dans un hydrateur (4,5 t/h de chaux vive), en des quantités telles que le produit sort de l'hydrateur avec une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, de 23 à 24 % en poids. Cette chaux hydratée humide est ensuite transportée et arrive dans un sécheur-broyeur à broches (Atritor Dryer-Pulverizer commercialisé par Atritor Limited) dans lequel de l'air chaud est injecté (environ 20000 Nm3/h, 370 °C). Dans ce sécheur-broyeur à broches, le produit est désaggloméré et séché simultanément. Compte tenu de la température élevée de l'air de séchage et de la vitesse de rotation (850 tr/min) du broyeur à broches, seul un temps de séjour très court de quelques minutes est nécessaire dans le broyeur à broches pour atteindre la cible en termes de taille des particules et de teneur en phase résiduelle non solide. Le séchage peut donc être considéré comme instantané. Une fois séché et désaggloméré, le produit de chaux éteinte est séparé de l'air par un filtre à manches. Pendant le transport du produit de chaux éteinte sec du sécheur-broyeur à broches vers le filtre à manches, une solution de 100 % de DEG est pulvérisée par une buse d'atomisation dans le conduit de manière à créer une brume de DEG à travers laquelle les particules de chaux éteinte doivent passer. De cette manière, un bon contact entre les particules et les gouttelettes de DEG est assuré, ce qui produit un produit homogène. La quantité de DEG correspond à 0,3 % en poids de la composition de chaux éteinte pulvérulente. Cette composition de chaux éteinte pulvérulente résultante a une fluidité Alpine de 57 % et une teneur en phase résiduelle non solide de 0,5 % en poids, lorsqu'elle est mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, et de 0,3 % en poids lorsqu'elle est mesurée par un test de perte au feu à 110 °C. La composition de chaux éteinte pulvérulente a un d50 de 5 μηι et une fraction de particules d'une taille supérieure à 32 μηι de 10 % en poids. Sa surface spécifique BET et son volume poreux total sont respectivement de 44,1 m2/g et 0,240 cm3/g-
Exemple 2.-
Une composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse avec une fluidité élevée selon l'invention est produite industriellement par mélange d'eau et de chaux vive dans un hydrateur (6 t/h de chaux vive), en des quantités telles que le produit sort de l'hydrateur avec une teneur en phase résiduelle non solide', mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, comprise entre 17,4 et 21 % en poids. Cette chaux hydratée humide est ensuite transportée et
arrive dans un sécheur-broyeur à cages (commercialisé par PSP Engineering) dans lequel de l'air chaud est injecté (12 500 Nm3/h, 370 à 400 *C). Le séchage peut donc de nouveau être considéré comme instantané et le produit sort du sécheur-broyeur à cages à une température proche de 120 à 125 °C. Le broyeur à cages se compose de 5 roues concentriques, 2 roues statiques et les 3 autres sont en rotation (vitesse de rotation allant jusqu'à 900 tr/min). Comme dans l'exemple 1, une fois séché et désaggloméré, le produit de chaux éteinte est séparé de l'air par un filtre à manches. Dans ce cas, il n'y a pas d'addition de DEG après le séchage, mais une très faible quantité (< 0,1 % en poids, exprimé en % en poids de chaux vive) est ajoutée dans l'eau d'extinction avant l'hydratation. La composition de chaux éteinte pulvérulente résultante a une fluidité Alpine de 60 % et une teneur en phase résiduelle non solide, lorsqu'elle est mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, de 0,5 % en poids. La composition de chaux éteinte pulvérulente a un d¾ de 5 μιη et une fraction de particules d'une taille supérieure à 32 μηι de 46 % en poids. Sa surface spécifique et son volume poreux total sont respectivement de
Exemple 3.-
Une composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse avec une fluidité élevée selon la présente invention est produite industriellement par mélange d'eau et de chaux vive dans un hydrateur (6,8 t/h de chaux vive), en des quantités telles que le produit sort de l'hydrateur avec une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, comprise entre 23 et 25 % en poids. Cette chaux hydratée humide est ensuite transportée et arrive dans un sécheur-broyeur à cages (commercialisé par Stedman™) dans lequel de l'air chaud est injecté (23 600 Nm3/h, 260 à 290 °C). Le broyeur à cages se compose de 3 roues concentriques (vitesse de rotation proche de 520 tr/min dans des conditions standard). De nouveau, une fois séché et désaggloméré, le produit de chaux éteinte est séparé de l'air par un filtre à manches. Dans ce cas, comme dans i'exemple 2, il n'y a pas d'addition de DEG après le séchage, mais 0,4 % de DEG (exprimé en % en poids de chaux vive) est ajouté dans l'eau d'extinction avant l'hydratation. La composition de chaux éteinte pulvérulente résultante a une fluidité Alpine de 52,3 % et une teneur en phase résiduelle non solide de 0,7 % en poids lorsqu'elle est mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, et de 0,4 % en poids lorsqu'elle est mesurée par un test de perte au feu à 110 °C. La composition de chaux éteinte pulvérulente a un d50 de 9,3 μηι et une fraction de particules d'une taille supérieure à 32 μιη de 34,3 % en poids. Sa surface spécifique et son volume poreux total sont
respectivement de
Une composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse est produite industriellement par mélange d'eau et de chaux vive (2,7 t/h de chaux vive) dans un hydrateur, en des quantités telles que le produit sort de l'hydrateur avec une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu (LOI) à 180 °C, comprise entre 22 et 24 % en poids. 0.2 % de DEG (exprimé en % du poids de chaux vive) est ajouté dans l'eau d'extinction avant l'hydratation. La chaux éteinte humide qui sort de l'hydrateur est ensuite transportée vers un sécheur-broveur à broches (Atritor Dryer-Pulverizer commercialisé par Atritor Limited) dans lequel de l'air chaud est injecté afin de sécher de façon instantanée la chaux éteinte humide et de produire la composition de chaux éteinte pulvérulente très poreuse avant de la stocker dans une zone de stockage.
Un échantillon représentatif d'environ 20 kg de cette composition de chaux éteinte pulvérulente industrielle est prélevé et analysé (surface spécifique BET = 41,1 m2/g, volume poreux
Ensuite, un sous-échantillon d'environ 1 kg est davantage séché à l'échelle du laboratoire dans un four à 180 °C afin d'obtenir une chaux éteinte entièrement séchée (phase résiduelle non solide mesurée par LOI à 180 °C = 0,03 % en poids). Après ce séchage complet, la chaux éteinte totalement séchée résultante est mélangée avec diverses quantités données d'eau et/ou de diéthylène glycol (DEG). Le mélange est effectué en ajoutant de l'eau et/ou du DEG goutte à goutte sur la chaux éteinte totalement séchée qui est sous agitation dans un mélangeur de laboratoire intensif (Eirich ELI). Lorsque du DEG et de l'eau sont utilisés ensemble, le DEG est ajouté dans l'eau avant l'ajout de cette solution liquide à la chaux éteinte totalement séchée. Le mélange résultant est agité pendant 5 minutes, puis soumis à un test de perte au feu (LOI) à 180 °C. Les résultats sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous, dans lequel les % en poids sont exprimés par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Le but de cette méthodologie est d'évaluer si la teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par LOI à 180 °C est représentative de la somme de la quantité d'eau et de DEG présents dans la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Tableau 1.-
Comme on peut le voir dans le tableau 1, la phase résiduelle non solide, mesurée par LOI à 180 °C en suivant le mode opératoire décrit précédemment constitue un bon indicateur de la somme de l'eau et de DEG ajoutés en laboratoire à la chaux éteinte totalement séchée puisque la variation, qui est la différence entre la valeur théorique et la valeur mesurée, est inférieure à ± 0,20 %, la plupart du temps inférieure à ± 0,10 %.
Exemple 5.-
L'exemple suivant est réalisé afin d'évaluer l'influence de la teneur en phase résiduelle non solide, en particulier de la teneur en eau et/ou en DEG de la composition de chaux éteinte pulvérulente, sur sa fluidité, tous les autres paramètres étant fixes, comme la taille de particules, la forme des particules, la composition chimique, la surface spécifique et le volume poreux de la composition de chaux éteinte.
Dans cette perspective, divers échantillons de compositions de chaux éteinte pulvérulente sont préparés à partir de la chaux éteinte totalement séchée préparée dans l'exemple 4 et à laquelle différentes quantités d'eau et/ou de DEG sont ajoutées par mélange. La fluidité Alpine de ces compositions de chaux éteinte pulvérulente est mesurée selon la procédure décrite précédemment. Les résultats sont présentés dans les tableaux 2 et 3, dans
lesquels les % en poids sont exprimés par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
Dans ce tableau, sur la base de la conclusion de l'exemple 4, nous avons considéré que la somme de la quantité d'eau et de DEG ajoutés à la chaux éteinte totalement séchée correspond à la teneur en phase résiduelle non solide que nous aurions obtenue si elle avait été mesurée par un test de perte au feu à 180 °C {LOI théorique à 180 *C).
De même, nous avons considéré que la quantité d'eau ajoutée à la chaux éteinte totalement séchée correspond à la teneur en phase résiduelle non solide que nous aurions obtenue si elle avait été mesurée par un test de perte au feu à 110 "C (LOI théorique à 110 °C ).
Tableau 2.-
On peut voir à partir du tableau 2 que les compositions de chaux éteinte pulvérulente ayant une teneur en eau supérieure ou égale à 0,7 % en poids et inférieure ou égale à 1,4 % en poids présentent une bonne fluidité (fluidité Alpine supérieure à 50 % ), même sans l'addition de DEG.
On peut voir à partir du tableau 3 que la fluidité des compositions de chaux éteinte pulvérulente ayant une teneur en eau supérieure ou égale à 0,3 % en poids et inférieure à 2 % en poids peut en outre être améliorée par la présence de diéthylène glyco! (DEG).
Exemple comparatif 1.-
La même procédure que dans l'exemple 5 est suivie, mis à part que la teneur en eau est modifiée. Les résultats sont illustrés dans les tableaux 4 et 5.
On peut voir à partir du tableau 4 que les compositions de chaux éteinte pulvérulente auxquelles aucune eau n'a été ajoutée après le séchage total à l'échelle du laboratoire, présentent une fluidité Alpine inférieure à 50 %. Lorsque du diéthylène glycol (DEG) est ajouté en une quantité de 0,2 % en poids par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente, la fluidité est améliorée mais reste inférieure à 50 %.
On peut voir à partir du tableau 5 que les compositions de chaux éteinte pulvérulente ayant une teneur en eau supérieure ou égale à 2 % en poids présentent une fluidité Alpine inférieure à 50 % et cette fluidité diminue lorsque la teneur en eau augmente. Pour une teneur en eau de 2,8 %, l'ajout de 0,2 % de DEG améliore la fluidité, mais pas de manière suffisante pour obtenir une fluidité Alpine supérieure à 50 %.
La fluidité obtenue avec ces échantillons n'est pas suffisante pour donner une poudre appropriée pour une application industrielle. Exemple 6.-
La même procédure que dans l'exemple 5 est suivie mis à part que différentes quantités d'eau et de DEG sont ajoutées à la chaux éteinte totalement séchée avec le même procédé que celui décrit dans l'exemple 4. Les résultats sont mentionnés dans le tableau 6.
On peut voir à partir du tableau 6 qu'il est possible d'obtenir des compositions de chaux éteinte pulvérulente ayant une teneur en eau proche de 0 {puisque aucune eau n'a été ajoutée à l'échantillon totalement séché dans ce cas) présentant cependant une bonne fluidité (fluidité Alpine supérieure à 50 %) par ajout de diéthylène glycol {DEG) de sorte à obtenir une teneur en phase résiduelle non solide mesurée par un test de perte au feu à 180 °C de formule :
On peut voir à partir du tableau 7 qu'il est possible d'obtenir des compositions de chaux éteinte pulvérulente ayant une teneur en eau supérieure ou égale à 2 % en poids et inférieure ou égale à 2,5 en poids présentant cependant une bonne fluidité {fluidité Alpine supérieure à 50 %) par ajout de diéthylène glycol (DEG) de sorte à obtenir une teneur en phase résiduelle non solide mesurée par un test de perte au feu à 180 °C de formule :
Exemple ?,-
Dans cet exemple, cinq échantillons industriels de chaux éteinte pulvérulente produits selon la présente invention, satisfaisant à la fluidité Alpine > 50 %, mais avec des valeurs différentes de fluidité Alpine, sont sélectionnés. L'indice de cohésion est mesuré avec un appareil Granudrum (modèle Aptis de GranuTOOLS) en utilisant une vitesse de rotation de 2 tr/min et une analyse de données avec le logiciel Aptis Granudrom. Les résultats sont présentés dans le tableau 8 ci-dessous.
On peut voir à partir du Tableau 8 que, en général, une augmentation de la fluidité Alpine, faisant référence à un comportement d'écoulement amélioré de la chaux éteinte pulvérulente, correspond à une diminution de l'indice de cohésion mesuré avec le granudrum.
Bien que les modes de réalisation préférés de l'invention aient été décrits à titre d'illustration, l'homme du métier sait que diverses modifications, additions ou substitutions sont possibles, sans s'éloigner de la portée et de l'esprit de l'invention telle que décrite dans les revendications annexées.
Claims
1. Procédé de production d'une composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse, comprenant les étapes consistant à : introduire de la chaux vive dans une zone d'alimentation d'un hydrateur ; introduire de l'eau dans la zone d'alimentation de l'hydrateur ; éteindre ladite chaux vive dans une zone d'extinction de l'hydrateur au moyen d'une quantité d'eau qui est suffisante pour obtenir une chaux éteinte ayant une teneur en phase résiduelle non solide comprise entre 15 % et 55 % en poids, de préférence entre 15 et 35 % en poids ; sécher et broyer ladite chaux éteinte pour former la composition de chaux éteinte pulvérulente ; caractérisé en ce que lesdites étapes de séchage et de broyage sont simultanément effectuées et sont une étape unique de fluidification de la chaux éteinte pour former ladite composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse ayant une fluidité Alpine supérieure à 50 %, la fluidité Alpine FA étant définie par l'équation
où : ; est la masse initiale de 50 g poudre répartie sur un tamis de 90 \xm ;
une dépression à 100mm de liquide manométrique de densité 0,88 ;
une dépression à 100 mm de liquide manométrique de densité 0,88 et après 120 secondes avec une dépression à 150mm de liquide manométrique de densité 0,88 ; lesdites étapes de séchage et de broyage étant réalisées dans un sécheur-broyeur choisi dans le groupe constitué par un sécheur-broyeur à broches, un sécheur-broyeur à cages, un sécheur-désagglomérateur instantané et une combinaison de ceux-ci jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente fine et très poreuse présente une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à 180 °C, inférieure ou égale à 3,5 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 3 % en poids, en particulier inférieure ou égale à
2,5 % en poids, notamment inférieure ou égale à 2 % en poids et supérieure ou égale à 0,3 % en poids, de préférence supérieure ou égale à 0,5 % en poids, par rapport au poids total de ia composition de chaux éteinte pulvérulente.
2. Procédé selon ia revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre, avant, pendant et/ou après l'étape d'extinction de la chaux et/ou avant, pendant et/ou après les étapes de séchage et de broyage, une étape consistant à ajouter un additif à la chaux vive, l'eau d'extinction et/ou la chaux éteinte.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes de séchage-broyage sont effectuées jusqu'à ce que la composition de chaux éteinte pulvérulente présente une taille de particules moyenne d50 inférieure ou égale à 10 μηι, de préférence inférieure ou égale à 8 μιη, de manière avantageuse inférieure ou égale à 7 μηι, en particulier inférieure ou égale à 6 μηι.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les étapes de séchage-broyage sont effectuées jusqu'à ce que ia composition de chaux éteinte pulvérulente présente une première fraction de particules ayant une taille inférieure à 32 μιη et une seconde fraction de particules ayant une taille supérieure à 32 μm., à condition que la seconde fraction soit inférieure ou égale à 50 pourcent en poids, de préférence inférieure ou égale à 40 pourcent en poids, de manière avantageuse inférieure ou égale à 30 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 20 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 15 pourcent en poids, plus préférablement inférieure à 10 pourcent en poids, voire inférieure ou égale à 8 pourcent en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel de l'air chaud est alimenté lors de l'étape de séchage-broyage, à une température comprise entre 250 °C et 500 °C, de préférence entre 350 et 400 °C.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de séchage-broyage a une durée comprise entre quelques secondes et quelques minutes.
7. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine comprenant des particules de chaux éteinte ayant une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote supérieure ou égale à 25 m 7g et un volume poreux BJH total, constitué de pores d'un diamètre inférieur à
1000 Â, obtenu par désorption d'azote, supérieur ou égal à 0,15 cm3/g, caractérisée en ce que la composition possède en outre une fluidité Alpine définie par l'équation
secondes avec une dépression à 100mm de liquide manométrique de densité 0,88 ;
est la masse de résidus de matière sur le tamis après les 15 secondes avec une dépression à 100 mm de liquide manométrique de densité 0,88 et après 120 secondes avec une dépression à 150mm de liquide manométrique de densité 0,88 ; la fluidité alpine étant supérieure à 50 %, de préférence supérieure ou égale à 51 %, plus préférablement supérieure ou égale à 52 %, de manière avantageuse supérieure ou égale à 54 %, en particulier supérieure ou égale à 55 % et ladite composition mentionnée ci- dessus a une teneur en phase résiduelle non solide, mesurée par un test de perte au feu à
180 °C, inférieure ou égale à 3,5 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 3 % en poids, en particulier inférieure ou égale à 2,5 % en poids, notamment inférieure ou égale à 2 % en poids et supérieure ou égale à 0,3 %, de préférence supérieure ou égale à 0,5 % en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente
8. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon la revendication 7, comprenant une première fraction de particules ayant une taille inférieure à 32μm. et une seconde fraction de particules ayant une taille supérieure à 32μm. , la seconde fraction étant inférieure ou égale à 50 pourcent en poids, de préférence inférieure ou égale à 40 pourcent en poids, de manière avantageuse inférieure ou égale à 30 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 20 pourcent en poids, en particulier inférieure ou égale à 15 pourcent en poids, plus préférablement inférieure à 10 pourcent en poids, voire inférieure ou égale à 8 pourcent en poids, par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
9. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle lesdites particules de chaux éteinte présentent une taille de particules d50 inférieure ou égale à 10μm. , de préférence inférieure ou égale à 8μm. , de manière avantageuse inférieure ou égale à 7 μm., en particulier inférieure ou égale à 6 μm..
10. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans laquelle lesdites particules de chaux éteinte ont une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote supérieure ou égale à 30 m2/g, de préférence supérieure ou égale à 32 m2/g, de manière avantageuse supérieure ou égale à 35 m2/g-
11. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans laquelle lesdites particules de chaux éteinte présentent une surface spécifique BET obtenue par adsorption d'azote inférieure ou égale à 55 m2/g, de préférence inférieure ou égale à 50 m2/g, en particulier inférieure ou égale à 48 m2/g.
12. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans laquelle lesdites particules de chaux éteinte présentent un volume poreux BJH total constitué de pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Â, obtenu par désorption d'azote, supérieur ou égal à 0,17 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,18 cm3/g, de préférence supérieur ou égal à 0,19 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,20 cmVg, de manière avantageuse supérieur ou égal à 0,21 cm3/g.
13. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans laquelle lesdites particules de chaux éteinte présentent un volume poreux BJH total constitué de pores ayant un diamètre inférieur à 1000 Â obtenu par désorption d'azote, inférieur ou égal à 0,30 cm3/g, en particulier inférieur à 0,28 cm3/g.
14. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans laquelle lesdites particules de chaux éteinte présentent un volume poreux BJH constitué de pores ayant un diamètre allant de 100 à 300 Â, obtenu par désorption d'azote, supérieur ou égal à 0,07 cm3/g, de préférence supérieur ou égal à 0,10 cm3/g, de manière avantageuse supérieur ou égal à 0,11 cm3/g, en particulier supérieur ou égal à 0,12 cm3/g et typiquement inférieur à 0,15 cmVg, en particulier inférieur à 0,14 cm3/g.
15. Composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, dans laquelle ladite composition de chaux éteinte présente en outre une phase alcaline caractérisée par une teneur en métal alcalin qui est supérieure ou égale à 0,2 % en poids et inférieure ou égale à 3,5 % en poids par rapport au poids total de la composition de chaux éteinte pulvérulente.
16. Utilisation d'une composition de chaux éteinte pulvérulente fine selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, pour la purification de gaz de combustion.
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