EP0025400B1 - Procédé de traitement de charbon à cokéfier et installation pour la mise en oeuvre du procédé - Google Patents

Procédé de traitement de charbon à cokéfier et installation pour la mise en oeuvre du procédé Download PDF

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EP0025400B1
EP0025400B1 EP80401285A EP80401285A EP0025400B1 EP 0025400 B1 EP0025400 B1 EP 0025400B1 EP 80401285 A EP80401285 A EP 80401285A EP 80401285 A EP80401285 A EP 80401285A EP 0025400 B1 EP0025400 B1 EP 0025400B1
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coal
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binder
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Jean-Claude Kita
Roger Marcel Puff
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Charbonnages de France CDF
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C10B57/06—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment by drying and / or preheating of carbon to be coked by entrainment and / or fluidization in an enclosure by means of a heat transfer gas also serving to pneumatically transport the coal out of the enclosure through a pipe which brings it to a loading station through a separating device, process in which a hydrocarbon binder is injected in the liquid state into the coal during treatment, as well as an installation for the implementation of the process .
  • the aim of the invention is to propose a new process and a new installation which avoid the above drawbacks, that is to say which allow both an improvement in the quality of the coke, a reduction in takeoffs during loading, good performance of dust cyclones and therefore the reduction in their size.
  • Another object of the invention is to allow the reduction of the consumption of hydrocarbon binder each time the quality of the charcoal to be placed will allow it. That is to say that it will be necessary to be able to reduce the consumption of hydrocarbon binder to the quantity strictly necessary both for a good yield of the separating cyclones according to the dryer and / or preheater by entrainment and / or fluidization and subsequently to the reduction or elimination of dust flows when loading into the oven.
  • the hydrocarbon binder is a molten product such as pitch or softening point bitumen, determined according to French standard NF - T 66 008, between 30 and 100 ° C, molten, preferably, at a temperature between 150 and 260 ° C.
  • the hydrocarbon binder is in the form of a liquid aqueous bitumen emulsion preferably containing approximately 40 to 60% of bitumen of the type of those which are known for the cold coating of materials, such as road aggregates.
  • the device for introducing a hydrocarbon binder is a device with adjustable flow rate.
  • the flow rate of the device for introducing hydrocarbon binder is controlled by the flow rate of the flow rate device introduction of coal into the drying and / or preheating chamber, whether the device for introducing the hydrocarbon binder is a device for introducing the binder in the molten state or in the state of a liquid emulsion and whether this device is a spray device.
  • An installation for the pretreatment of coking coal comprises a grinder-preheater 1 for grinding preheating in a fluidized bed.
  • This grinder-preheater 1 comprises a fluidization enclosure 2 inside which rotates a hammer mill 3.
  • the fluidization and heating gas for the fluidization and preheating of the coal is produced in a combustion chamber 4 by combustion of gas brought to its burner 5 by a pipe 6 with air forced by a fan 7.
  • the fumes from the pretreatment of the coal are recycled into the combustion chamber by a fans.
  • the hot gases coming from the combustion chamber 4 are brought through a venturi 10 to a vertical pipe 9 for pneumatic transport and for pre-drying, into which opens, with a conveyor screw 11, the coal stored in a hopper 12 where it was brought by a conveyor 13 of recovery on park 14.
  • the vertical pipe 9 opens, as is known per se, in the enclosure 2 of fluidization and grinding and preheating. From the top of the enclosure 2 leaves a pipe 15 for pneumatic transport of the ground coal and preheated by the fluidization gas again acting as a gaseous transport vector.
  • Line 15 brings the carrier gas and the coal transported to a cyclone battery 16, to the vortex 17 of the last or the last group of which is connected a line 18 serving to collect the gases which are then distributed in an extraction line 19 and a recycling line 20 by the fan 8.
  • the preheated coal is collected ready to be placed in a coke oven, which is why it is brought by a conveyor assembly 22 to a hot coal hopper 23.
  • a molten hydrocarbon binder or liquid emulsion of the type for cold coating is injected into the pneumatic transport pipe 15, for example at one or more points D, by means of a nozzle or several spray nozzles supplied by the supply line 24, the flow rate of which is adjustable by means of a valve 25.
  • the adjustable flow rate is controlled by a circuit 30 at the speed of rotation, and therefore at the flow rate of coal, of the conveyor screw 11 of introduction of the coal into the line 9, that is to say into the enclosure 2, so that the mass percentage of binder introduced relative to the treated coal is 0.5 to 3%, and preferably l 'order of 1%.
  • bitumen with a softening point between 30 and 100 ° C melted between 150 and 260 ° C without however reaching its degradation temperature
  • an aqueous emulsion of bitumen, of the type for coating road aggregates, pumpable and sprayable at ambient temperature used at ambient temperature
  • the applicant obtained a perfectly stable operation of the installation with a rate of dust in the fumes, sampled at the outlet 28 of a wet washer 27 disposed on the extraction pipe 19, of the order of 0.15 g / m 3 N of dry smoke.
  • This result should be compared to that of approximately 1.0 g / m 3 N of dry smoke obtained without the introduction of a binder.
  • the invention has been described with regard to a fluidization drying and / or preheating installation. It also applies equally well to a drying and / or preheating installation by co-current drive by hot fumes.

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Description

  • L'invention concerne un procédé de traitement par séchage et/ou préchauffage de charbon à cokéfier par entraînement et/ou fluidisation dans une enceinte au moyen d'un gaz caloporteur servant également à transporter pneumatique- ment le charbon hors de l'enceinte à travers une conduite qui l'amène à un poste de chargement à travers un dispositif séparateur, procédé dans lequel un liant hydrocarboné est injecté à l'état liquide dans le charbon en cours de traitement, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
  • On a déjà proposé, par le brevet français n° 1 265 397 d'augmenter la qualité du coke sidé- rurgique obtenu à partir d'un charbon séché en ajoutant au charbon, avant ou après son séchage, un liant hydrocarboné, constitué par un brai de houille, un brai artificiel ou un bitume, ou encore un extrait ou résidu d'extraction, ledit liant hydrocarboné étant ajouté de façon qu'il prenne une consistance pâteuse ou liquide. Un autre avantage connu de l'introduction de liant hydrocarboné est de réduire la quantité d'envols de poussières au moment du chargement du charbon dans le four à coke.
  • Plus récemment, on a proposé dans FR-A-2326464, d'ajouter le liant hydrocarboné par arrosage et/ou malaxage du charbon, le liant étant préalablement fondu ou mis en émulsion aqueuse.
  • On a également proposé, dans FR-A-252 306 252 d'ajouter le liant hydrocarboné dans l'un des transporteurs du charbon déjà préchauffé et ce juste avant son enfournement pour réduire les envols de poussières lors du chargement dans le four à coke.
  • Mais, dans le cas d'un procédé de préchauffage du type décrit au début, tous ces procédés connus présentent des inconvénients.
  • En effet, si on introduit le liant dans le charbon froid, et donc avant son introduction dans le sécheur et/ou préchauffeur, les grains de charbon plus ou moins imprégnés du liant hydrocarbonés se trouvent brutalement soumis à la température élevée des fumées de séchage et/ou préchauffage qui sont parfois à 600 ou 800 °C. Ce choc thermique a pour effet de vaporiser une partie du liant hydrocarboné qui passe donc en phase vapeur non arrêtée par les électrofiltres et fait perdre de l'efficacité du procédé contre les envols. En outre, le demandeur a pu constater qu'il se forme dans le sécheur et/ou préchauffeur d'importants dépôts, au point d'arrêter l'installation si celle-ci est du type à broyeur interne.
  • Quant au procédé d'introduction de liant hydrocarboné dans l'un des transporteurs du charbon déjà séché et/ou préchauffé, il fait perdre l'avantage des procédés précédents, d'amélioration du rendement de captation des cyclones de séparation.
  • Le but de l'invention est de proposer un nouveau procédé et une nouvelle installation qui évitent les inconvénients précédents, c'est-à-dire qui permettent à la fois une amélioration de la qualité du coke, une réduction des envols lors du chargement, un bon rendement des cyclones de dépoussiérage et donc la réduction de leur encombrement.
  • Un autre but de l'invention est de permettre la réduction de la consommation de liant hydrocarboné chaque fois que la qualité du charbon à enfourner le permettra. C'est-à-dire qu'on devra pouvoir réduire la consommation de liant hydrocarboné à la quantité strictement nécessaire à la fois à un bon rendement des cyclones séparateurs suivant le sécheur et/ou préchauffeur par entraînement et/ou fluidisation et consécutivement à la réduction ou à la suppression des envols de poussières lors du chargement dans le four.
  • Ces buts sont atteints, selon l'invention, dans un procédé du type décrit au début, grâce au fait qu'on injecte le liant hydrocarboné dans la zone de transport pneumatique du charbon de l'enceinte au dispositif séparateur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le liant hydrocarboné est un produit fondu tel que brai ou bitume de point de ramollissement, déterminé selon la norme française NF - T 66 008, compris entre 30 et 100 °C, fondu, de préférence, à une température comprise entre 150 et 260 °C.
  • Selon une variante, également avantageuse, le liant hydrocarboné est à l'état d'émulsion aqueuse liquide de bitume contenant de préférence 40 à 60 % environ de bitume du type de celles qui sont connues pour l'enrobage à froid de matériaux, tels que des granulats routiers.
  • Les buts de l'invention sont également atteints dans une installation de séchage et/ou préchauffage de charbon à cokéfier comportant :
    • - une enceinte de séchage et/ou préchauffage par échange thermique en régime d'entraînement et/ou fluidisation se continuant par une canalisation de transport pneumatique,
    • - un dispositif d'introduction dans ladite enceinte du charbon à y sécher et/ou préchauffer,
    • - des moyens d'introduction dans ladite enceinte d'un gaz caloporteur à débit sensiblement constant servant également de fluide gazeux d'entraînement et/ou fluidisation du charbon à sécher et d'entraînement du charbon séché et/ou de préchauffé dans la canalisation de transport pneumatique,
    • - un dispositif séparateur charbon/gaz dans lequel débouche ladite canalisation de transport pneumatique, caractérisée par le fait que, pour la mise en oeuvre du procédé, elle comporte, en outre, un dispositif d'introduction de liant hydrocarboné débouchant dans ladite canalisation de transport pneumatique.
  • Il est avantageux que le dispositif d'introduction de liant hydrocarboné soit un dispositif à débit réglable.
  • Si le dispositif d'introduction du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou préchauffage par entraînement et/ou fluidisation est à débit connu et/ou réglable, il est conforme à l'invention que le débit du dispositif d'introduction de liant hydrocarboné soit asservi au débit du dispositif d'introduction du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou préchauffage, que le dispositif d'introduction du liant hydrocarboné soit un dispositif d'introduction du liant à l'état fondu ou à l'état d'émulsion liquide et que ce dispositif soit un dispositif à pulvérisation.
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui sera donnée ci-après. uniquement à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet à la figure unique annexée qui représente le schéma d'une installation selon l'invention.
  • Dans son ensemble, l'invention est décrite dans son application à une installation du même domaine technique que celui de FR-A-2378081.
  • Une installation de traitement préalable de charbon à cokéfier comprend un broyeur-préchauffeur 1 de broyage de préchauffage en lit fluidisé. Ce broyeur-préchauffeur 1 comprend une enceinte de fluidisation 2 à l'intérieur de laquelle tourne un broyeur à marteaux 3. Le gaz de fluidisation et de chauffage pour la fluidisation et le préchauffage du charbon est produit dans une chambre de combustion 4 par combustion de gaz amené à son brûleur 5 par une canalisation 6 avec de l'air pulsé par un ventilateur 7. En outre, les fumées provenant du traitement préalable du charbon sont recyclées dans la chambre de combustion par un ventilateurs. Les gaz chauds provenant de la chambre de combustion 4 sont amenés à travers un venturi 10 à une canalisation verticale 9 de transport pneumatique et de présé- chage, dans laquelle débouche, d'une vis transporteuse 11, le charbon stocké dans une trémie 12 où il a été amené par un transporteur 13 de reprise sur parc 14. La canalisation verticale 9 débouche, comme il est connu en soi, dans l'enceinte 2 de fluidisation et de broyage et préchauffage. Du sommet de l'enceinte 2 part une conduite 15 de transport pneumatique du charbon broyé et préchauffé par le gaz de fluidisation agissant à nouveau comme vecteur gazeux de transport. La conduite 15 amène le gaz vecteur et le charbon transporté à une batterie de cyclone 16, au vortex 17 du dernier ou du dernier groupe desquels est raccordée une canalisation 18 servant à collecter les gaz qui sont ensuite répartis en une conduite d'extraction 19 et une conduite de recyclage 20 par le ventilateur 8. Aux pointes 21 des cyclones 16, on recueille le charbon préchauffé prêt à être enfourné dans un four à coke, ce pourquoi il est amené par unensemble transporteur 22 à une trémie à charbon chaud 23.
  • Selon les procédés précédemment rappelés, il est connu d'introduire 0,5 à 3 % en poids de liant hydrocarboné, tel que du goudron de houille dans l'ensemble transporteur 22, en E par exemple. Mais, si cela réduit bien les envols de poussières à l'enfournement, cela n'empêche pas l'entraînement d'une trop grande quantité de poussières dans les gaz recueillis au vortex du dernier cyclone ou. dernier groupe de cyclones, d'où perte de charbon par entraînement ou par dégradation dans la chambre de combustion 4. Il est également connu d'introduire 5 à 10 % de liant hydrocarboné fondu dans le charbon froid, soit stocké sur parc 14, en A par exemple, soit dans un appareil malaxeur, tel que le transporteur à vis 11, c'est-à-dire en B. On a montré au début de la présente demande tous les inconvénients de ces procédés connus.
  • Selon l'invention, on injecte un liant hydrocarboné fondu ou en émulsion liquide du type pour enrobage à froid dans la conduite 15 de transport pneumatique, par exemple en un ou plusieurs points D, au moyen d'une buse ou plusieurs buses de pulvérisation alimentées par la conduite d'amenée 24, dont le débit est réglable au moyen d'une vanne 25. Le débit réglable est asservi par un circuit 30 à la vitesse de rotation, et donc au débit en charbon, de la vis transporteuse 11 d'introduction du charbon dans la canalisation 9, c'est-à-dire dans l'enceinte 2, de telle sorte que le pourcentage massique de liant introduit par rapport au charbon traité soit de 0,5 à 3 %, et de préférence de l'ordre de 1 %.
  • Avec un bitume de point de ramollissement compris entre 30 et 100 °C, fondu entre 150 et 260 °C sans toutefois atteindre sa température de dégradation, et avec une émulsion aqueuse de bitume, du type pour enrobage de granulats routiers, pompable et pulvérisable à température ambiante, utilisée à la température ambiante, le demandeur a obtenu une marche parfaitement stable de l'installation avec un taux de poussières dans les fumées, prélevées à la sortie 28 d'un laveur humide 27 disposé sur la conduite d'extraction 19, de l'ordre de 0,15 g/m3N de fumées sèches. Ce résultat est à comparer à celui d'environ 1,0 g/m3N de fumées sèches qu'on obtient sans introduction de liant. Ce résultat est totalement surprenant, si on le compare à celui résultant de l'introduction de 6 % usuels de bitume introduit sur parc (point A) et si on se réfère à la marche instable du sécheur et/ou préchauffeur en cas d'introduction du liant hydrocarboné en B.
  • On pourrait songer à introduire le liant hydrocarboné dans l'enceinte elle-même, par exemple en C. Mais le demandeur a constaté que, si le liant est introduit dans la zone d'action du broyeur, c'est-à-dire dans la zone où des grains insuffisamment broyés retombent dans l'enceinte, on obtient un fonctionnement instable lié à l'encrassement du mobile de broyage et des parois. On pourrait cependant rester conforme aux leçons de l'invention en introduisant le liant à partir d'un point C' de l'enceinte où le charbon suffisamment broyé a pris un régime d'entraînement dans le: flux gazeux se dirigeant vers la conduite 15 d'entraînement. Mais la détermination du début de la zone d'entraînement dépend de trop de paramètres pour qu'on retienne un point C' d'introduction, à moins que ce point C' soit si près de la zone de raccord entre l'enceinte 2 et la conduite 15 d'entraînement que le fluide gazeux y ait déjà pris un régime d'entraînement et que cette zone de raccord soit déjà dans la zone de transport pneumatique au point de constituer, en quelque sorte, le début de la canalisation de transport pneumatique.
  • L'invention a été décrite en regard d'une installation de séchage et/ou préchauffage par fluidisation. Elle s'applique tout aussi bien à une installation de séchage et/ou préchauffage par entraînement à co-courant par des fumées chaudes.

Claims (12)

1. Procédé de traitement préalable de charbon à cokéfier par entraînement et/ou fluidisation dans une enceinte au moyen d'un gaz caloporteur servant également à transporter pneumati- quement le charbon hors de l'enceinte à travers une conduite qui l'amène à un poste de chargement à travers un dispositif séparateur, procédé dans lequel un liant hydrocarboné est injecté à i'état liquide dans le charbon en cours de traitement, caractérisé en ce qu'on injecte ledit liant hydrocarboné dans la zone de transport pneumatique du charbon de l'enceinte au dispositif séparateur.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on asservit le débit de liant hydrocarboné au débit de charbon introduit dans l'enceinte d'entraînement et/ou fluidisation.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant hydrocarboné est un produit fondu tel que brai ou bitume de point de ramollissement compris entre 30 et 100 °C.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le produit fondu est injecté à une température comprise entre 150 et 260 °C.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant hydrocarboné est une émulsion aqueuse liquide de bitume.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le liant hydrocarboné est ajouté au charbon traité dans le rapport massique de 0,5 à 3%.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit rapport massique est de l'ordre de 1 % de bitume.
8. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comportant
- un enceinte (2) de séchage et/ou préchauffage par échange thermique en régime d'entraînement et/ou fluidisation se continuant par une canalisation de transport pneumatique (15),
- un dispositif d'introduction (11) dans ladite enceinte (2) du charbon à y sécher et/ou préchauffer,
- des moyens d'introduction (9) dans ladite enceinte (2) d'un gaz caloporteur à débit sensiblement constant servant également de fluide gazeux d'entraînement et/ou fluidisation du charbon à sécher et/ou préchauffer et d'entraînement du charbon séché et/ou préchauffé dans la canalisation de transport pneumatique (15) ;
- un dispositif séparateur charbon/gaz (16) dans lequel débouche ladite canalisation de transport pneumatique (15), caractérisée en ce qu'elle comporte, un dispositif d'introduction (24, 25) de liant hydrocarboné dans ladite canalisation (15) de transport pneumatique.
9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'introduction de liant hydrocarboné est un dispositif (25) à débit réglable.
10. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le débit du dispositif d'introduction (24, 25) de liant hydrocarboné est asservi au débit du dispositif d'introduction (11) du charbon dans l'enceinte de séchage et/ou préchauffage (2).
11. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'introduction (24, 25) du liant hydrocarboné est un dispositif d'introduction du liant à l'état fondu ou à l'état d'émulsion liquide.
12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif d'introduction du liant (24, 25) à l'état fondu est un dispositif à pulvérisation.
EP80401285A 1979-09-10 1980-09-09 Procédé de traitement de charbon à cokéfier et installation pour la mise en oeuvre du procédé Expired EP0025400B1 (fr)

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FR7922546A FR2464984A1 (fr) 1979-09-10 1979-09-10 Procede de traitement par sechage et/ou prechauffage de charbon a cokefier et installation pour la mise en oeuvre du procede

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EP0025400A1 EP0025400A1 (fr) 1981-03-18
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FR2464984A1 (fr) 1981-03-20
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