FR3046087B1 - Installation de traitement de fumees et procede de traitement des fumees au sein d'une telle installation - Google Patents

Abstract

Installation (100) de traitement de fumées issues d'un four de combustion ou de calcination, l'installation comprenant : - au moins un réacteur (2) de nettoyage des fumées, - au moins un système (16, 17, 20, 24, 25) d'approvisionnement d'un réactif connecté au réacteur (2) en au moins un point d'injection de réactif, - au moins un tambour (19) d'humidification du réactif reliant le système (16, 17, 20, 24, 25) d'approvisionnement en réactif au point d'injection du réactif dans le réacteur (2), au moins un système d'approvisionnement (26, 6) en eau connecté au réacteur en au moins un point d'injection d'eau ; le point d'injection d'eau dans le réacteur (2) étant distinct du point d'injection de réactif et étant situé en aval du point d'injection de réactif.

Description

L’invention concerne le domaine du traitement des fumées issues d’un procédé decombustion, comme dans une chaudière au charbon, ou de calcination, par exemple pourla production de chaux ou de ciment. Ces fumées contiennent des polluants à des tauxnon acceptables, pouvant contribuer aux pluies acides si elles sont libérées àl’environnement sans traitement préalable. En particulier, l’invention concerne ladésulfuration des fumées avant leur rejet dans l’atmosphère.

Les fumées issues d’un tel procédé peuvent contenir des poussières, des composéspolluants du soufre, tels que les oxydes de soufre (notamment SO2et SO3), des composéspolluants de l’azote, tels que les oxydes d’azote (NOX), des acides, tels que l’acidefluorhydrique (HF) ou l’acide chlorhydrique (HCl) ou encore des hydrocarbures. Letraitement de ces fumées doit permettre pour l’ensemble des polluants de baisser les tauxà des niveaux acceptables avant d’être rejetées dans l’environnement.

Une difficulté est de pouvoir traiter tous les polluants contenus dans les fumées,lesquels requièrent des conditions de traitement qui peuvent être différentes. Lestraitements mis en œuvre impliquent de manière générale la mise en contact des fuméesavec un réactif du polluant visé pour produire des résidus solides qui peuvent être séparésdes gaz. Ainsi, il est connu de traiter les polluants séparément, en série, pour ajuster àchaque polluant les conditions optimales de traitement.

Jusqu’à présent, plusieurs technologies ont été employées pour la désulfuration desgaz. Toutefois, ces technologies n’ont pas été prouvées très efficaces soit au niveau del’efficacité de neutralisation du SO2, soit au niveau de la consommation du réactif, soitencore au niveau de la quantité de résidus et de leur mise en valeur dans le marché.

Une des technologies existantes est le procédé dit sec, réalisé à haute température,aux alentours de 900°C, dans lequel on réalise l’injection de calcaire sous formepulvérulente directement dans le foyer de combustion d’une chaudière à lit fluidisé. Lahaute température permet la décomposition du calcaire en chaux vive (CaO) et laneutralisation d’une certaine quantité de SO2. Ce procédé n’est pas très efficace etrequiert un fort excédent de réactif qui réduit par le fait même le bilan thermique de lachaudière. Il conduit également à un volume élevé de résidus qui ne sont pasréutilisables.

Une autre technologie connue est le procédé dit semi-humide, dans lequel onprocède à l’injection d’un lait de chaux dans un réacteur ou dans une tour deconditionnement. Dans ce procédé, les gaz doivent être refroidis à une très basse température (15 à 20°C au-dessus du point de rosée) afin d’obtenir un rendement dedésulfuration important, ce qui implique que la quantité d’eau en proportion de la chauxdoit être élevée. Cependant, le faible écart de température avec la température de roséeimplique des risques élevés de condensation des gaz, favorisant la corrosion. En outre,l’eau en grande quantité entraîne des risques de colmatage et produit des effluentsliquides dont le traitement est coûteux. De plus, l’utilisation d’un lait de chaux est trèscontraignante du point de vue maintenance et conduit à une abrasion rapide descomposants du système de pulvérisation du lait de chaux. L’EAD (« Enhanced Ail-Dry process ») est une technologie de neutralisation des gazacides utilisant la chaux hydratée comme réactif et permettant une désulfuration efficacegrâce à l’humidification des solides recyclés (sels et chaux excédentaire) dans un tambourmouilleur avant leur injection dans un réacteur de type Venturi. Le procédé est dit semi-sec, le taux d’humidification des solides recyclés restant faible pour les garder sous formepulvérulente pour une manutention simple. Le débit de l’alimentation en chaux fraîche estétabli en fonction de la concentration des gaz acides à l’entrée de l’EAD et de l’efficacitéde neutralisation des gaz recherchée. Le document EP 0 182 706 décrit cette technologie.

Dans la technologie EAD, les fumées acides provenant de fours ou de chaudièressont dirigées dans le réacteur où elles rentrent en contact direct à co-courant avec de lachaux hydratée. Dans le réacteur, les polluants réagissent immédiatement au contact dela chaux en suspension provoquant leur neutralisation et formant des sels comme produitsdes réactions (par exemple CaCI2, CaF2, CaSO3). Le Venturi à l’entrée du réacteur permetd’augmenter la vitesse des gaz pour que les solides ne retombent pas dans le coude àl’entrée du réacteur, mais aussi pour qu’ils montent avec les gaz en suspension ce quiassure la dispersion des solides dans le réacteur et évite des zones mortes.

La chaux fraîche et la chaux recyclée sont stockées dans des silos avant d’êtredirigées vers le réacteur. La chaux fraîche est injectée directement dans le divergent duréacteur. Quant à la chaux recyclée, cette dernière provient de la sortie solide du filtre àmanches mélangée avec les sels produits dans le réacteur. Ce mélange est légèrementhumidifié dans un tambour humidificateur, avec un maximum de 10% d’eau par rapport aupoids du solide, avant d’être injecté dans le réacteur au col du Venturi. L’utilisation de lachaux humidifiée active les réactions avec les gaz acides et favorise ainsi leur capturedans le réacteur. Il est important de remarquer que les solides humidifiés se comportentcomme un produit pulvérulent sec dû à leur faible taux d’humidité. La chaux recyclée permet non seulement d’améliorer l’efficacité du procédé, mais aussi de rendre le procédéplus rentable en diminuant la consommation de chaux fraîche alimentée au réacteur.

Si cette technologie permet de traiter les fumées, son efficacité est limitée parplusieurs facteurs.

Notamment, l’humidité de la chaux injectée permet d’abaisser la température parl’évaporation de la couche d’eau autour des particules de chaux. En contrôlant le tauxd’humidité, la baisse de la température des gaz est contrôlée. Cependant, l’humidité de lachaux ne peut pas dépasser un seuil au-delà duquel elle ne serait plus sous formepulvérulente et occasionnerait des problèmes de colmatage dans le réacteur. De plus, lesfumées contiennent plusieurs polluants, et notamment du SO2 et des acides pour lesquelsplus la température est basse, plus l’efficacité de la neutralisation est élevée. Parconséquent, l’humidité de la chaux étant limitée, la baisse de la température des fuméesest également limitée, ne permettant pas une capture optimale de tous les polluants.

Il est connu d’humidifier les fumées avant qu’elles n’entrent dans le réacteur afin debaisser leur température. Toutefois, l’eau en contact avec les polluants dans les fuméesfavorise la condensation des acides, voire la formation d’autres espèces acides,engendrant de lourds problèmes de corrosion des équipements, et notamment dans leréacteur. Ainsi, l’eau doit être injectée de telle manière qu’elle est totalement évaporéeune fois que les fumées entrent dans le réacteur.

Par conséquent, il existe un besoin pour améliorer le traitement des fumées tout ensurmontant notamment les inconvénients précités. A cet effet, selon un premier aspect, l’invention propose une installation detraitement de fumées issues d’un four de combustion ou de calcination, les fuméescontenant au moins un polluant pour l’environnement, l’installation comprenant : au moins un réacteur de nettoyage des fumées au sein duquel les fumées sontmises en contact avec au moins un réactif vis-à-vis du polluant, au moins un système d’approvisionnement du réactif connecté au réacteur demanière à injecter le réactif dans le réacteur en au moins un point d’injection de réactif, au moins un tambour d’humidification du réactif reliant le systèmed’approvisionnement en réactif au point d’injection du réactif dans le réacteur, au moins un système d’approvisionnement en eau connecté au réacteur demanière à injecter de l’eau dans le réacteur en au moins un point d’injection d’eau.

Le point d’injection d’eau dans le réacteur est distinct du point d’injection de réactifet est situé en aval du point d’injection de réactif dans le sens d’écoulement des fuméesdans le réacteur, de manière à baisser la température des fumées dans le réacteur pouroptimiser la capture des polluants tout en limitant les problèmes de corrosion. L’installation peut en outre comprendre un dispositif de régulation de la quantitéd’eau injectée dans le réacteur au point d’injection d’eau, de sorte que la température desfumées dans le réacteur et en sortie du réacteur est régulée en régulant la quantité d’eauinjectée. L’installation peut en outre comprendre un dispositif de séparation gaz / solidesconnecté à la sortie du réacteur de nettoyage pour séparer les gaz des résidus solides. Lesystème d’approvisionnement du réactif comprend alors avantageusement un réservoir deréactif frais connecté à un premier point d’injection de réactif dans le réacteur, et unréservoir de récupération des résidus solides du dispositif de séparation gaz/solide, leréservoir de récupération étant connecté à un deuxième point d’injection de réactif dans leréacteur. Ainsi, le réactif est recyclé en étant réinjecté dans le réacteur, ce qui permetd’optimiser l’utilisation du réactif. Dès lors, selon un mode de réalisation, le tambourd’humidification relie le réservoir de récupération au deuxième point d’injection de réactif,le réactif du réservoir de réactif frais étant sec lors de son injection dans le réacteur. Lepoint d’injection d’eau dans le réacteur est dans ce cas en amont des deux pointsd’injection de réactif.

Selon un mode de réalisation, l’entrée du réacteur comprend successivement,dans le sens d’écoulement des fumées, un convergent, un col et un divergent, formant unVenturi, le point d’injection d’eau étant situé sur le divergent, de sorte que les fumées déjàen contact avec le réactif sont mélangées de manière adéquate à l’eau injectée au pointd’injection d’eau.

De préférence, l’eau est pulvérisée au point d’injection d’eau sous forme degouttelettes, assurant une bonne mise en contact entre l’eau, le réactif, et les polluants.

Le réactif comprend par exemple de la chaux, particulièrement adaptée à laréaction avec le SO2, le H F et le HCl.

Selon un mode de réalisation, l’installation comprend de plus un système decontrôle et de régulation de la température des fumées en sortie du réacteur qui comporteun capteur de température des fumées en sortie du réacteur, un calculateur et uncontrôleur pour ajuster la quantité d’eau injectée au point d’injection d’eau dans le réacteur en fonction de la température mesurée par le capteur et d’une température cibledéterminée. Une boucle de contrôle sur la température en sortie du réacteur par laquantité d’eau injectée dans le réacteur peut ainsi être effectuée.

Selon un deuxième aspect, l’invention propose un procédé de traitement defumées issues d’un four de combustion ou de calcination, les fumées contenant au moinsun polluant pour l’environnement, dans une installation telle que présentée ci-dessus. Leprocédé comprend notamment les étapes suivantes : l’humidification au moins en partie d’un réactif vis-à-vis du polluant ;l’injection du réactif au moins en partie humidifié dans le réacteur ; la mise en contact dans le réacteur des fumées avec le réactif au moins en partiehumidifié ; l’injection d’eau dans le réacteur après la mise en contact des fumées avec leréactif. D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lumière de la descriptiond’un mode de réalisation de l’invention accompagnée de l’unique figure représentant demanière schématique ledit mode de réalisation de l’invention.

Sur la figure 1, il est représenté une installation 100 de traitement des fumées. Lesfumées proviennent par exemple d’un four de combustion ou de calcination, et sontchargées en poussières et polluants gazeux divers. Selon le mode de réalisation présentéici, les fumées proviennent de la production de chaux, dont les polluants sontprincipalement le dioxyde de soufre (SO2), l’acide chlorhydrique (HCl) et l’acidefluorhydrique (HF). D’autres polluants peuvent bien entendu être présents dans lesfumées. L’installation 100 de traitement des fumées comprend un réacteur 2 de nettoyage detype Venturi. Une conduite 1 d’entrée, par laquelle passe les fumées, relie la sortie du fouret l’entrée du réacteur 2. L’entrée du réacteur 2, formant un Venturi, comprendsuccessivement, dans le sens de circulation des fumées, un convergent 5, un col 4 et undivergent 3. Le réacteur 2 est orienté verticalement, l’entrée des fumées étant plus basseque la sortie.

Les fumées sont mises en contact avec un réactif dès le divergent du Venturi duréacteur 2. A cet effet, l’installation 100 comprend un système d’approvisionnement de réactifpermettant d’injecter le réactif dans le réacteur 2 en au moins un point d’injection deréactif. Selon l’exemple présenté ici, le réactif utilisé est de la chaux.

Selon le mode de réalisation présenté ici, le système d’approvisionnement de réactifcomprend deux points d’injection de réactif. Plus précisément, le systèmed’approvisionnement comprend d’une part un réservoir 24 de chaux dite fraîche, c'est-à-dire qui n’a pas déjà été utilisée, et qui est connecté au réacteur 2 au niveau du divergent3 par une conduite 25 d’alimentation en chaux fraîche en un premier point d’injection deréactif ; et d’autre part un circuit de chaux recyclée connecté au réacteur 2 au niveau ducol 4 par une conduite 20 d’alimentation en chaux recyclée en un deuxième pointd’injection de réactif.

La chaux injectée dans le réacteur 2 est au moins en partie humidifiée.

Plus précisément, selon le mode de réalisation présenté ici, le circuit de chauxrecyclée comprend en outre un réservoir 16 de récupération, alimenté en chaux à partird’un système de séparation 8 gaz/solide comme cela sera explicité plus loin. Le réservoir16 de récupération est connecté à l’entrée d’un tambour 19 d’humidification par uneconduite 17 d’humidification. Le tambour 19 est alimenté en eau par exemple par unesource 26 extérieure par une conduite 21 d’eau. La chaux recyclée dans le tambour 19 esthumidifiée de manière contrôlée, le taux d’humidification ne dépassant de préférence pas10% sur la totalité en poids de la matière sèche. Par exemple, une valve 27 placée sur laconduite 21 d’eau permet de régler la quantité d’eau alimentée au tambour 19.L’humidification de la chaux dans le tambour 19 a notamment pour but de favoriser lamise en contact des polluants avec les sites actifs de la chaux, c'est-à-dire la surface desparticules de chaux où les polluants gazeux (HCl, SO2 et HF notamment) interagissentavec la chaux et subissent les réactions chimiques, en formant ainsi les sels (CaSO3,CaCI2, CaF2), et d’augmenter l’efficacité de neutralisation des gaz acides.

De préférence, la chaux fraîche, du réservoir 24 de chaux fraîche, n’est pashumidifiée, et est injectée sèche dans le réacteur 2.

Ainsi, simultanément, la chaux recyclée, provenant de la conduite 20 d’alimentationen chaux recyclée et préalablement humidifiée dans le tambour d’humidification 19, et lachaux fraîche provenant de la conduite 25 d’alimentation en chaux fraîche, sont injectéesdans le Venturi du réacteur 2. L’humidification de la chaux est contrôlée de sorte que lachaux se comporte sous forme pulvérulente dans le réacteur 2.

Les fumées chargées en polluants entrent en contact avec le réactif dans le Venturidu réacteur 2. Les fumées entraînent la chaux et montent dans le réacteur 2, tout enfaisant réagir les fumées avec la chaux. Un but du Venturi combiné avec le réacteur 2 estnon seulement d’augmenter la vitesse des gaz mais aussi de disperser adéquatement leréactif solide dans le réacteur 2. Les gaz, à haute vitesse, freinent les particules solides duréactif qui sont reprises en sens inverse des gaz pour monter à co-courant en suspensiondans le réacteur 2. L’installation 100 comprend de plus un système d’approvisionnement en eauconnecté au réacteur 2 de manière à injecter de l’eau dans le réacteur 2 en au moins unpoint d’injection d’eau. Plus précisément, le système d’approvisionnement en eaucomprend une conduite 6 d’eau reliant une source 26 extérieure d’eau, qui est ici, maisnon nécessairement, la même que celle alimentant le tambour 19, à au moins une buse28, en pratique une pluralité de buses 28, d’injection d’eau dans le réacteur 2. L’eauinjectée dans le réacteur 2 de nettoyage au point d’injection d’eau est de l’eau dite propre,c'est-à-dire non mélangée à un réactif.

Le point d’injection d’eau est situé en aval des points d’injection de chaux, aussi biendu premier point d’injection que du deuxième.

Le système d’approvisionnement en eau est en outre muni d’un dispositif 29 derégulation de la quantité d’eau injectée dans le réacteur 2 par les buses 28.

Ainsi, les buses 28 d’injection d’eau sont par exemple placées dans le divergent 3du Venturi, en aval du point d’injection de chaux fraîche. Les fumées sont donc déjàmélangées aux particules solides du réactif lorsqu’elles atteignent les buses 28, et leréactif a commencé à réagir pour former des sels ou autres résidus solides. Les buses 28pulvérisent alors de l’eau dans un mélange gaz/solide, ce qui permet de conserver un tauxd’humidification modéré du réactif solide et permet aussi d’éviter que les solides se collentsur les parois à l’intérieur du réacteur 2. De préférence, l’eau est pulvérisée sous forme degouttelettes, pour favoriser la capture des polluants et leur mise en contact avec la chaux.

De plus, l’eau étant injectée après l’injection de chaux, les risques de corrosion sontlimités. En effet, la chaux étant un alcalin, elle assure une protection des équipementscontre la corrosion malgré la présence d’eau. L’injection d’eau supplémentaire en aval de l’injection de chaux humide permetd’apporter un paramètre supplémentaire dans le contrôle de la température. En effet, lachaux humidifiée ne peut pas dépasser un seuil d’humidification au-delà duquel elle ne serait plus sous forme pulvérulente. En outre, la quantité de chaux injectée dans leréacteur 2 doit rester aux alentours d’une valeur consigne afin que le procédé detraitement des fumées puisse être contrôlé. Par conséquent, la baisse de la températuredans le réacteur 2 par l’injection de chaux humidifiée est limitée. En injectant de plus del’eau en aval de l’injection de chaux, en quantité contrôlée en fonction de la températuredans le réacteur grâce au dispositif de régulation, il est créé un paramètre supplémentairepour le contrôle de la température dans le réacteur 2.

Ainsi, l’injection d’eau après l’injection de chaux permet de toujours avoir une faiblequantité d’eau évaporée, de manière à conserver un taux d’humidité des fumées dans leréacteur 2 suffisamment bas pour abaisser la température de manière contrôlée sansatteindre le point de rosée.

Plus précisément, les réactions dans le réacteur 2 peuvent être séparées en deuxmodes : le mode réactionnel aqueux et le mode réactionnel sec. Durant le moderéactionnel aqueux, il y a évaporation de l’eau autour des particules solides de chaux et,simultanément, absorption du SO2 dans la couche d’eau autour des particules,l’adsorption du SO2 sur les sites actifs de la chaux et réaction avec cette dernière. Il estimportant de remarquer que les autres gaz acides (HF, HCl) passent par le mêmemécanisme que le SO2. L’évaporation de l’eau se fait grâce au contact de la chauxhydratée avec les fumées chaudes, ce qui provoque l’augmentation de l’humidité des gazet l’abaissement contrôlé de la température des gaz. Les gaz, alors plus humides aucontact avec la chaux hydratée, sont plus solubles et ils sont ainsi adsorbés sur les sitesactifs de la chaux. Les gaz acides réagissent avec la chaux et forment comme produits lessels CaCI2, CaF2, CaSO3. Lorsque la quantité d’eau ne suffit plus à couvrir les particulesde chaux, la réaction se déroule dans le mode réactionnel sec. Ainsi, la surface de contactentre les gaz et les particules de chaux augmente, de sorte que les gaz acides sediffusent sur la surface et dans les pores des particules. Les gaz, adsorbés sur les sitesactifs de la chaux, réagissent et forment comme produits les sels déjà spécifiésauparavant. L’humidité dans le mélange comprenant les fumées et la chaux étant ajustée parl’injection supplémentaire d’eau, lorsque le point d’injection d’eau est suffisamment prochedu point d’injection de chaux, le mode réactionnel aqueux s’en trouve prolongé demanière contrôlée. L’humidité favorisant la solubilité des polluants dans les fumées, leuradsorption par la chaux s’en trouve augmentée. L’injection d’eau supplémentaire est par ailleurs avantageusement régulée de manière à atteindre le mode réactionnel sec au plustard à l’entrée dans le dispositif 8 de séparation gaz/solide.

Le contrôle de la quantité d’eau injectée dans le réacteur par les buses 28, aprèsl’injection de réactif, permet de garder la température des fumées éloignée de leur pointde rosée, ce qui limite les risques de condensation des fumées, de corrosion deséquipements et de formation d’un gâteau humide sur les manches du filtre, c’est-à-dire,l’accumulation des solides collants qui rendrait le nettoyage des manches du filtre dudispositif 8 de séparation gaz/solide plus difficile. De ce fait, la présente technologie detraitement des fumées permet d’augmenter l’efficacité et d’améliorer le processus deneutralisation des polluants à partir notamment de trois paramètres importants : l’écartentre la température de rosée et la température des fumées à la sortie du réacteur 2(l’approche de la saturation), l’augmentation de la solubilité des polluants et parconséquence l’adsorption des polluants sur les particules de chaux.

Il est ainsi possible de traiter plusieurs polluants dans un seul réacteur 2 en mêmetemps, même si les conditions de traitement varient en fonction du type de polluant.Notamment, les fumées à traiter possèdent plusieurs polluants pour lesquels l’éliminationefficace est réalisée à des températures différentes de celle du SO2. De ce fait, grâce aucontrôle du taux d’humidité de la chaux et par conséquence grâce au refroidissementcontrôlé des fumées, il est possible de diminuer significativement la concentration de cespolluants dans les fumées. En d’autres termes, le refroidissement contrôlé par l’injectiond’eau en quantité contrôlée après l’injection de chaux dans le réacteur 2 permetd’atteindre les températures requises pour un bon rendement de réaction de neutralisationentre les différents polluants et la chaux.

Lors du contact des fumées avec le réactif, les sels des réactions de neutralisationsont produits, et les fumées contenant un mélange gaz/solide en suspension sortent duréacteur 2 par une conduite 7 de sortie pour être dirigées vers un dispositif 8 deséparation gaz/solide. Le mélange gaz / solide comprend notamment les sels formés et lachaux non-réagie en suspension dans le gaz des fumées. Le dispositif 8 de séparationcomprend par exemple un filtre à manches, au travers desquels les gaz passent, lesrésidus solides étant capturés par les manches. Les fumées, maintenant propres, sontainsi séparées des solides comme la chaux en excès, les sels formés et les poussièresprovenant du four ou de la chaudière.

Les fumées maintenant purifiées sortent du filtre 8 par une conduite 10 d’aspiration,en passant par un ventilateur 11 pour surmonter la perte de charge subie dans le filtre 8 etdans le réacteur 2. Ces gaz sont ensuite dirigés vers une cheminée 13 à partir d’uneconduite 12 finale. Une partie des fumées propres peut être envoyée à l’atmosphère par lasortie 14 de la cheminée 13, tandis qu’une autre partie des fumées propres est renvoyéepar une conduite 15 de renvoi et combinée aux fumées sortant du four dans la conduite 1d’entrée, à l’entrée du réacteur 2. Une vanne 15’ de régulation peut permettre de régulerla quantité de fumées renvoyée depuis la cheminée 13. Le but de cette recirculation estnotamment de maintenir une vitesse minimale des gaz dans le col 4 du Venturi pour éviterque les solides tombent au coude d’entrée des fumées dans le réacteur 2 au lieu demonter avec les gaz, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas où le débit desfumées dans la conduite 1 d’entrée s’affaiblit.

Les solides retenus dans le filtre 8 forment un gâteau sur la surface des manches.De préférence, la quantité d’eau injectée dans le réacteur 2 et la position du pointd’injection d’eau dans le réacteur 2 sont adaptés pour que le mode réactionnel sec soitatteint lorsque les fumées entrent dans le filtre 8, de sorte que le gâteau soit sec. Sur cettesurface, les solides retenus sont les sels formés par la réaction de neutralisation dans leréacteur 2, les poussières provenant du four ou de la chaudière, et les particules de chauxencore actives. Le gâteau permet de continuer la réaction de neutralisation des gazacides. Ainsi, les manches du filtre 8 forment une surface additionnelle pour la réaction deneutralisation, ce qui permet d’augmenter encore plus l’efficacité du procédé. Environ 80-95% des réactions se font dans le réacteur 2 et le restant est fait sur la surface desmanches du filtre 8.

Le filtre 8 à manches a une température maximale d’opération. De ce fait, latempérature en amont du filtre 8 du mélange gaz-solide est un paramètre important àcontrôler. En effet, si le filtre 8 opère à une température au-dessus de celle permise, celarisque de compromettre la résistance des manches et ainsi l’efficacité du filtre. Ainsi,l’installation 100 peut de plus comprendre un système de contrôle et de régulation de latempérature des fumées entre la sortie du réacteur 2 et l’entrée du filtre 8. Plusprécisément, le système de contrôle et de régulation de la température des fumées estconnecté au système d’approvisionnement en eau, et comprend un capteur detempérature des fumées en sortie du réacteur 2, avant l’entrée dans le filtre 8. Le systèmede contrôle et de régulation comprend alors un calculateur permettant, à partir de la température des fumées en sortie du réacteur 2, de déterminer la quantité d’eau à injecterdans le réacteur 2 pour atteindre en sortie une température cible déterminée. Le systèmede contrôle et de régulation comprend alors un contrôleur qui ajuste la quantité d’eauinjectée dans le réacteur 2 au point d’injection pour obtenir un refroidissement déterminédes fumées en sortie du réacteur 2.

Suite à la filtration, les sels produits mélangés avec la chaux en excès sont évacuéspar une conduite 9 d’évacuation reliée au réservoir 16 de récupération. Ainsi, la chauxrecyclée comprend un mélange de chaux en excès, les sels formés lors des réactions deneutralisation et des poussières. Le réservoir 16 de récupération comprend deux sorties.La première sortie est connectée, comme vu précédemment, au tambour 19 au moyen dela conduite 17 d’humidification. Le recyclage des solides dans le réacteur 2 permetnotamment d’augmenter le temps de contact pour les particules de chaux avec lespolluants et de diminuer la quantité de déchets. Le recyclage de la chaux permet aussi deréduire la quantité de chaux fraîche à injecter dans le réacteur 2.

La deuxième sortie est connectée à un silo 22 de déchets par l’intermédiaire d’uneconduite 18 de surplus, où le surplus de chaux recyclée est envoyé. Les déchets sortantdu silo 22 de déchet par une conduite 23 sont revalorisés sur le marché. La partie non-recyclée des solides est ainsi déchargée comme résidu sec, ce qui facilite leur réutilisationsur le marché.

La présente installation 100 procède au traitement des fumées dans le réacteur 2par la voie semi-sèche, qui utilise une faible quantité d’eau juste en fonction des besoins.Le procédé de traitement permet alors de ne pas avoir des rejets liquides ni d’effluentsliquides à traiter. De ce fait, la présente technologie permet d’éviter des équipements enexcès et un surplus de consommation d’énergie. Cela est avantageux pourl’environnement et pour le procédé.

Une autre particularité de l’installation 100 est le recyclage, vers le réacteur 2, dumélange contenant de la chaux excédentaire et les sels issus des réactions deneutralisation. Un but de ce recyclage est de permettre un meilleur contact entre le réactifsolide et les polluants, ce qui maximise l’utilisation de la chaux et améliore l’efficacité duprocédé.

En ce qui concerne le filtre 8, le gâteau formé sur les manches de ce dernierpossède encore des particules de chaux actives. Alors, tant que les fumées arrivent aufiltre 8, les polluants continuent à réagir avec ces particules de chaux. Les manches du filtre 8 forment une surface additionnelle pour la réaction de neutralisation, ce quiaugmente encore plus l’efficacité du procédé.

Les buses 28 sont efficaces pour refroidir les gaz à une température plusappropriée, mais elles permettent aussi d’augmenter la solubilité des gaz et parconséquent l’efficacité du procédé.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS

   1. Installation (100) de traitement de fumées issues d'un four de combustion ou decalcination, les fumées contenant au moins un polluant pour l’environnement, l'installationcomprenant : au moins un réacteur (2) de nettoyage des fumées au sein duquel les fumées sontmises en contact avec au moins un réactif vis-à-vis du polluant, au moins un système (16,17, 20, 24, 25) d’approvisionnement du réactif connectéau réacteur (2) de manière à injecter le réactif dans le réacteur (2) en au moins un pointd’injection de réactif, - au moins un tambour (19) d’humidification du réactif reliant le système (16, 17, 20,24, 25) d'approvisionnement en réactif au point d'injection du réactif dans le réacteur (2),au moins un système d’approvisionnement (26, 6) en eau connecté au réacteur demanière à injecter de l’eau dans le réacteur en au moins un point d'injection d'eau ; le point d'injection d’eau dans le réacteur (2) étant distinct du point d’injection de réactif etétant situé en aval du point d’injection de réactif dans le sens d’écoulement des fuméesdans le réacteur (2), et l’humidification du réactif étant contrôlée de sorte que le réactif secomporte sous forme pulvérulente dans le réacteur (2). 2. installation (100) de traitement selon la revendication 1, comprenant un dispositif(29) de régulation de la quantité d’eau injectée dans le réacteur (2) au point d’injectiond’eau. 3. Installation (100) de traitement selon l’une quelconque des revendicationsprécédentes, comprenant un dispositif (8) de séparation gaz / solides connecté à la sortiedu réacteur (2) de nettoyage pour séparer les gaz des résidus solides, et dans laquelle lesystème (16, 17, 20, 24, 25) d’approvisionnement du réactif comprend un réservoir (24)de réactif frais connecté à un premier point d’injection de réactif dans le réacteur (2), et unréservoir (16) de récupération des résidus solides du dispositif de séparation gaz/solide, leréservoir (16) de récupération étant connecté à un deuxième point d’injection de réactifdans le réacteur (2). 4. Installation (100) de traitement selon la revendication 3, dans laquelle le tambour (19) d’humidification relie le réservoir (16) de récupération au deuxième point d'injectionde réactif, le réactif du réservoir (24) de réactif frais étant sec lors de son injection dans leréacteur (2).
2. 5. Installation (100) de traitement selon l’une quelconque des revendications, danslaquelle l’entrée du réacteur (2) comprend successivement dans le sens d’écoulement desfumées un convergent (5), un col (4) et un divergent (3), le point d’injection d'eau étantsitué sur le divergent (3). 6. Installation (100) de traitement selon l’une quelconque des revendicationsprécédentes, dans laquelle l’eau est pulvérisée au point d’injection d’eau sous forme degouttelettes. 7. Installation (100) de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le réactif comprend de la chaux.
3. 8. Installation (100) de traitement selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un système de contrôle et de régulation de la température desfumées en sortie du réacteur (2) qui comporte un capteur de température des fumées ensortie du réacteur (2), un calculateur et un contrôleur pour ajuster la quantité d’eauinjectée au point d’injection d’eau dans le réacteur (2) en fonction de la températuremesurée par le capteur et d’une température cible déterminée.
4. 9. Procédé de traitement de fumées issues d’un four de combustion ou decalcination, les fumées contenant au moins un polluant pour l’environnement, dans uneinstallation (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédécomprenant : - l'humidification au moins en partie d’un réactif vis-à-vis du polluant ; l’injection du réactif au moins en partie humidifié dans le réacteur (2), l'humidificationdu réactif étant contrôlée de sorte que le réactif se comporte sous forme pulvérulentedans le réacteur (2) ; la mise en contact dans le réacteur (2) des fumées avec le réactif au moins en partiehumidifié ; - l’injection d’eau dans le réacteur (2) après la mise en contact des fumées avec leréactif.