LU84361A1 - Procede de traitement de produits finaux provenant d'une desulfuration de fumees - Google Patents

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Description

La présente invention concerne un procédé pour traiter des produits finaux provenant de la désulfuration de fumées, suivant lequel la désulfuration des fumées est effectuée par l'absorption des oxydes de soufre dans un 5 séchoir à pulvérisation à l'aide d'une suspension à base de chaux ou bien dans un réacteur a l'aide d'un agent d'absorption sec, à grains fins et contenant de la chaux, et suivant lequel en outre les cendres volantes entraînée^ par les fumées à désulfurer sont, avant la désulfuration, 10 sélectivement séparées complètement ou partiellement ou bien ne sont pas séparées desdites fumées, les produits finaux provenant de la désulfuration des fumées se compo-sant, avant leur traitement ultérieur, de 1 à 99 % en poids, de préférence de 1 à 70 % en poids de cendres volan-15 tes et de 1 à 99 % en poids, de préférence de 30 à 99 % en poids de la somme des produits de désulfuration, de préférence du sulfite de calcium semi-hydraté et/ou du sulfite de calcium et/ou du sulfite de calcium bihydraté et/ou du sulfate de calcium semi-hydraté et/ou du sulfate 20 de calcium ainsi que des résidus de l'agent d'absorption.
Lors du traitement de fumées qui sont produites lors de la combustion de combustibles fossiles, il est nécessaire, pour tenir compte de l'augmentation de rigueur des règlements concernant la pollution de l'atmosphère, 25 de prendre des mesures pour diminuer la teneur en soufre de ces fumées. Le traitement des fumées peut être effectué d'une manière connue en séparant les oxydes de soufre dans un séchoir à pulvérisation ou à réacteur.
Dans ce procédé de désulfuration de fumées, Il 30 se forme des produits finaux secs qui contiennent généralement un mélange de cendres volantes, de produits de réac’ icr. contenant du calcium et de résidus de l'agent d1 absorption, contenant du calcium. Les cendres volantes peuvent alors être séparées complètement ou partiellement avant le 35 processus de désulfuration et elles peuvent être évacuée^ I séparément ou en même temps que les produits finaux de ; désulfuration.
L'utilisation ultérieure de produits finaux = / 2 > *· ce genre ayant une forte teneur en sulfite dans l'industrie des matériaux de construction est encore très limitée à l'heure actuelle de sorte qu'une proportion importante de tels produits doit faire l'objet d'une neutralisation.
5 A cet égard, le sulfite de calcium contenu dans les produits finaux pose un problème particulier du fait que, d'une manière connue, il extrait de l'oxygène des eaux d'infiltration par oxydation sous forme de CaSO^ . 2 ( Gypse ) notamment en atmosphère humide, 10 et peut provoquer ainsi une altération de la qualité de l'eau de fond.
t ^ En outre il est connu que, par échauffement de sulfite de calcium semi-hydraté entre environ 385°C et 410eC, il se forme du sulfite de calcium anhydre CaSO^ mais 15 que cependant simultanément à partir de 400°C, il se produit une oxydation sous forme de CaSO^ ( sulfate de chaud anhydre), qui se déroule de façon exothermique.
On a déjà réalisé sur le plan industriel une oxydation de sulfite de calcium semi-hydraté pour le trans-20 former en sulfate de chaux bihydraté lors de la désulfuration de fumées en voie"humide", auquel cas on introduit par exemple de l'air dans la suspension et on doit en outre réduire le pH à une valeur appropriée pour l'oxydation.
Ce procédé permettrait évidemment d'utiliser les 25 produits finaux secs disponibles dans ce cas mais cependant les produits finaux secs devraient être mis en suspension dans de l'eau, en étant amenés à une valeur de pH appropriée par addition d'acide sulfurique et il faudrait à nouveau assurer leur déshydratation après l'oxydation. Cela nécessi-30 terait un appareillage extrêmement important et il en résulterait des frais d'exploitation accrus par suite de la consommation d'acide sulfurique.
•En outre, du fait de l'addition d'eau, une partie des propriétés latentes hydrauliques ( ou pouzzolaniques ) 35 des cendres volantes sont perdues, ce qui limite d'une part les possibilités d'application au domaine des matériaux de construction et ce qui altère d'autre part les propriétés A importantes pour la neutralisation ( comme par exemple la < ./ « 3 ·» perméabilité à l'eau, le comportement au lessivage ).
Pour résoudre ce problème, il est proposé conformément à la présente invention un procédé suivant lequel on effectue la réduction de la fraction de sulfite 5 de calcium par une oxydation avec de l'air en voie sèche.
Ainsi, conformément à un autre aspect de l'invention, l'oxydation peut erre effectuée à des températures comprises entre 400 et 800°C, de préférence entre 400 et 600°C. L'énergie nécessaire pour l'oxydation de la fraction 10 de sulfite de calcium peut être fournie, conformément à l'invention, complètement ou partiellement par introduction de fumées chaudes ou bien par de l'air de combustion , provenant d'une centrale thermique. Le processus peut se dérouler dans un réacteur, auquel cas on peut utiliser des 15 appareils tels que ceux déjà appliqués dans des domaines industriels connus ( par exemple l'industrie des liants ) en vue de remplir des fonctions de séchage, de déshydratation ou de calcination. Le temps de séjour du produit dans le réacteur est alors fonction de la température opératoire.
20 Pour maintenir les dépenses en énergie aussi faibles que possible, il peut être avantageux, en correspondance aux possibilités mises en évidence à titre d'exemple sur les figures 1 à 3, de séparer avant la désulfuration une partie des poussières volantes et de 25 réduire ainsi la quantité de matière à chauffer.
Le fait que l'oxydation de CaSO^ en CaSO^ est une réaction exothermique est très important pour la rentabilité du procédé. Une partie importante des besoins en énergie est fournie par la chaleur engendrée dans cette 30 réaction ( environ 250 kJ/mol ). Il faut encore introduire de la chaleur en fonction du pourcentage de poussières volantes et de la perte calorifique du réacteur utilisé.
Cette chaleur peut être produite par combustion de combustibles ou bien, comme indiqué ci-dessus, par de l'air de 35 combustion chàud ou bien des fumées provenant d'une centrale thermique, ou bien par une combinaison des possibilités précitées.
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Les avantages du procédé selon l'invention / / Μ 4 s'appliquent aussi bien à la technique opératoire concernant l'oxydation du sulfite de calcium qu'aux propriétés des produits finaux résultants.
A cet égard, il est à noter qu'on ne doit 5 faire intervenir - en dehors d'une faible dépense en appareillage - aucun autre additif ( par exemple en vue d'une régulation de la valeur du pH ).
Il en résulte une réduction sensible des frais d'exploitation par comparaison à des procédés qui opèrent 10 avec une suspension. Du fait de la simplicité de structure de l'installation et du principe également simple du ~ procédé d'oxydation, on obtient en outre une grande disponibilité. Le procédé proposé permet d'opérer sans faire intervenir des eaux usées.
15 En ce qui concerne les propriétés des produits finaux qui sont importantes pour la neutralisation, l'avantage consiste essentiellement dans la réduction de la fraction de sulfite de calcium en faveur du sulfate de chaux anhydre, et par conséquent dans la réduction du besoin 20 chimique en oxygène .
Simultanément il se forme par le procédé, dans le produit final, un support résistant car le sulfate de chaux anhydre, tel qu'il se produit de la manière proposée, peut se réhydrater constamment sous forme de sulfate de ’ 25 chaux bihydraté et donner lieu ainsi à l'établissement d'une liaison tandis que le sulfite de calcium se comporte a cet égard comme une matière inerte.
Par la réduction de la fraction de sulfite de calcium contenue dans le produit final, on obtient enfin 30 la possibilité additionnelle d'utiliser dans l'industrie de la construction des matériaux de ce genre dans des cas où une augmentation de la proportion de sulfite de calcium aurait un effet perturbateur.
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Claims (3)

1. Procédé pour traiter des produits finaux pro venant de la désulfuration de fumées, suivant lequel la désulfuration des fumées est effectuée par l'absorption des 5 oxydes de soufre dans un séchoir à pulvérisation à l'aide d'une suspension à base de chaux ou bien dans un réacteur à l'aide d'un agent d'absorption sec, à grains fins et contenant de la chaux, et suivant lequel en outre les - cendres volantes entraînées par les fumées à désulfurer 10 sont, avant la désulfuration, sélectivement séparées complètement ou partiellement ou bien ne sont pas séparées ^ desdites fumées, les produits finaux provenant de la désulfuration des fumées se composant, avant leur traitement ultérieur, de 1 à 99 % en poids, de préférence de 1 à 70 % 15 en poids de cendres volantes et de 1 à 99 % en poids, de préférence de 30 à 99 % en poids de la somme des produits de désulfuration, de préférence du sulfite de calcium semi-hydraté et/ou du sulfite de calcium et/ou du sulfite de calcium bihydraté et/ou du sulfate de calcium semi-hydraté 20 et/ou du sulfate de calcium ainsi que des résidus de l'agent d'absorption, procédé caractérisé en ce que la réduction de la fraction de sulfite de calcium est effectuée par une oxydation avec de l'air en voie sèche.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 25 en ce que l'oxydation est effectuée à des températures comprises entre 400 et 800°C, de préférence entre 400 et 600°C.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire pour l'oxydation 30 de la fraction de sulfite de calcium est fournie complètement ou partiellement par introduction de fumées chaudes ou bien par de l'air de combustion. /-· ' /A •'•-y. " ^ * -· . ß y / . * * / / / c 4
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