LU88543A1 - Process for wet granulation of slag - Google Patents
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Description
PROCEDE POUR LA GRANULATION HUMIDE DE LAITIERPROCESS FOR DAMP WET GRANULATION
La présente invention concerne un procédé pour la granulation humide de laitier.The present invention relates to a process for wet granulation of slag.
Il est connu depuis longtemps de granuler le laitier, en particulier le laitier de haut fourneau, en laissant tomber un courant de laitier en fusion dans un ou plusieurs jets d’eau sous pression. Des dispositifs de granulation à jets d’eau sont décrits par exemple dans les demandes de brevet européen EP-A-0 043 605 et EP-A-0 082 279. Le mélange eau/granulat est recueilli, en dessous du dispositif de granulation à jets d’eau, dans un bassin de refroidissement, pour être évacué ensuite dans une installation de déshydratation du laitier. Une telle installation de déshydratation peut par exemple comporter un cylindre filtrant rotatif, tel que décrit dans le brevet US-A-4,205,855.It has long been known to granulate slag, especially blast furnace slag, by dropping a stream of molten slag in one or more jets of pressurized water. Water jet granulation devices are described for example in European patent applications EP-A-0 043 605 and EP-A-0 082 279. The water / aggregate mixture is collected, below the granulation device at jets of water, in a cooling basin, to then be discharged into a slag dewatering installation. Such a dehydration installation can for example comprise a rotary filter cylinder, as described in patent US-A-4,205,855.
Un problème rencontré avec ces installations de granulation humide réside dans la génération de gaz sulfurés, tels que le sulfure d’hydrogène (H2S) et le dioxyde de soufre (SO2). Ces gaz sulfurés sont le résultats de réactions entre le laitier en fusion avec l’eau ou l’air. Aujourd’hui il n’est plus concevable de rejeter ces gaz sulfurés sans traitement dans l’atmosphère.A problem with these wet granulation plants is the generation of sulfur gases, such as hydrogen sulfide (H2S) and sulfur dioxide (SO2). These sulfur gases are the result of reactions between the slag molten with water or air. Today it is no longer conceivable to release these sulfur gases without treatment into the atmosphere.
Dans ce contexte il faut notamment rappeler que H2S est un gaz qui, vu son / odeur particulièrement désagréable, cause déjà une gêne pour la population aux alentours de l’usine lorsque des traces non-mesurables de ce gaz sont présentes dans l’air.In this context, it should be remembered that H2S is a gas which, given its particularly unpleasant odor, already causes discomfort for the population around the factory when non-measurable traces of this gas are present in the air.
Ainsi les installations de granulation humide plus récentes sont toutes équipées d’une hotte installée au-dessus du bassin de refroidissement. Cette hotte est raccordée à une cheminée de condensation, dans laquelle des gicleurs pulvérisent de l’eau alcaline dans les gaz et vapeurs chauds ascendants. L'eau alcaline pulvérisée dans les gaz et vapeurs ascendants condense les vapeurs et réagit avec les gaz sulfurés. Un problème rencontré avec les installations de ce type est qu’on ne parvient pas à maintenir une dépression stable et suffisante dans la cheminée de condensation. A certains moments, il se produit une surpression dans la zone de condensation de la tour, qui empêche les vapeurs et l’air pollué de remonter jusqu’aux gicleurs. Il en résulte que des vapeurs et de l’air pollués s'échappent d’une manière incontrôlée en dehors de la hotte.Thus, the most recent wet granulation installations are all equipped with a hood installed above the cooling basin. This hood is connected to a condensing chimney, in which sprinklers spray alkaline water into the rising hot gases and vapors. The alkaline water sprayed in the rising gases and vapors condenses the vapors and reacts with the sulfur gases. A problem encountered with installations of this type is that it is unable to maintain a stable and sufficient vacuum in the condensing chimney. At times, there is an overpressure in the condensation area of the tower, which prevents vapors and polluted air from going up to the sprinklers. This results in uncontrolled vapors and air escaping outside the hood.
Dans la demande de brevet GB-A-2173514, qui revendique la priorité de la demande de brevet DE-A-3511958, le laitier en fusion est déversé, à l’intérieur d’une chambre de granulation, dans des jets d’eau dirigés vers un bassin de refroidissement rempli d’eau. La chambre de granulation constitue une enceinte fermée, qui ne communique avec l’ambiance que par une fente située au-dessus de la rigole d’écoulement du laitier. Les jets d’eau de granulation entraînent les vapeurs et gaz générés dans cette enceinte dans le bassin de refroidissement, où une partie des vapeurs est condensée et une partie des gaz sulfurés passe en solution dans l’eau. Les vapeurs et gaz résiduels émanant du bassin de refroidissement sont recueillis dans une tour de condensation fermée où ils subissent un lavage avec de l’eau alcaline. Les gaz et vapeurs qui ne sont pas éliminés par ce lavage sont reconduits dans la chambre de granulation à travers une conduite de gaz qui relie l’extrémité supérieure de la tour de condensation à la chambre de granulation. Dans cette conduite l’effet aspirateur des jets d’eau de granulation génère un flux gazeux de l’extrémité supérieure de la tour de condensation vers la chambre de granulation. Cet effet aspirateur des jets d’eau de granulation provoque aussi l’aspiration d’importantes quantités d’air à travers la fente au-dessus de la rigole d’écoulement du laitier. A première vue on pourrait croire qu’il s’agit ici d'un effet bénéfique. En effet, un échappement de vapeurs et de gaz à travers^, cette fente vers l’ambiance est évité. En pratique on constate cependant que des quantités importantes d’air sont entraînés par les jets d’eau à travers l’eau du bassin de refroidissement dans la tour de condensation. Il en résulte qu’il s’établit très rapidement une surpression importante dans la tour de condensation et que des fuites incontrôlées d’air pollué vers l'ambiance se produisent forcément.In patent application GB-A-2173514, which claims priority from patent application DE-A-3511958, the molten slag is poured, inside a granulation chamber, into water jets directed to a cooling basin filled with water. The granulation chamber constitutes a closed enclosure, which communicates with the environment only through a slot situated above the slag flow channel. The jets of granulation water entrain the vapors and gases generated in this enclosure in the cooling tank, where part of the vapors are condensed and part of the sulfur gases pass into solution in the water. Residual vapors and gases from the cooling tank are collected in a closed condensation tower where they are washed with alkaline water. The gases and vapors which are not removed by this washing are returned to the granulation chamber through a gas pipe which connects the upper end of the condensation tower to the granulation chamber. In this pipe, the suction effect of the granulation water jets generates a gas flow from the upper end of the condensation tower to the granulation chamber. This vacuuming effect of the granulation water jets also causes large amounts of air to be drawn through the slit above the slag flow channel. At first glance, you might think that this is a beneficial effect. Indeed, an escape of vapors and gases through ^, this slit towards the atmosphere is avoided. In practice, however, it is found that significant amounts of air are entrained by the jets of water through the water from the cooling basin in the condensation tower. As a result, there is a very rapid overpressure in the condensing tower and uncontrolled leakage of polluted air into the environment inevitably occurs.
Dans la demande de brevet EP-A-0573769 est divulgué, dans le contexte de la granulation du laitier de haut fourneau, un procédé pour le traitement d'un mélange gazeux, comprenant de l’air, des vapeurs d'eau et des gaz sulfurés. Selon ce procédé on canalise d'abord ce mélange gazeux émanant par exemple d’un bassin de refroidissement du laitier granulé dans un flux ascendant vers une enceinte de condensation maintenue en dépression. Dans cette dernière le mélange gazeux est canalisé sous forme d’un flux descendant et une solution aqueuse alcaline est pulvérise dans le flux gazeux descendant. La solution aqueuse alcaline condense les vapeurs et réagit avec les gaz sulfurés qui passent en solution. Les gaz résiduels, c’est-à-dire de l’air avec des traces minimes de H2S, sont évacués à l'extérieur de l’enceinte de condensation sous forme d’un courant forcé. Un inconvénient de ce procédé est qu’on doit extraire de l’enceinte de condensation de quantités importantes d’air. Or cet air peut encore contenir des traces de H2S. Si un post-traitement de cet air est requis pour éliminer encore davantage de H2S, ce post-traitement devient excessivement cher à cause des débits importants d’air à traiter.In patent application EP-A-0573769 is disclosed, in the context of the granulation of blast furnace slag, a process for the treatment of a gaseous mixture, comprising air, water vapors and gases sulfides. According to this method, this gaseous mixture emanating first from a cooling tank for the granulated slag is channeled in an upward flow towards a condensation enclosure maintained in depression. In the latter the gas mixture is channeled in the form of a downward flow and an alkaline aqueous solution is sprayed into the downward gaseous flow. The alkaline aqueous solution condenses the vapors and reacts with the sulfur gases which pass into solution. The residual gases, that is to say air with minimal traces of H2S, are discharged outside the condensation enclosure in the form of a forced current. A drawback of this process is that large quantities of air have to be extracted from the condensation enclosure. However, this air may still contain traces of H2S. If post-treatment of this air is required to remove even more H2S, this post-treatment becomes excessively expensive because of the large flow rates of air to be treated.
Un but de la présente invention est de réduire dans une installation de granulation par jets d’eau le débit d’air pollué, qui doit éventuellement subir un post-traitement.An object of the present invention is to reduce in a granulation installation by water jets the flow of polluted air, which must optionally undergo a post-treatment.
Selon la présente invention ce but est atteint en déversant le laitier en fusion dans un bassin de granulation rempli d’un liquide, le plus souvent de l’eau, et en le soumettant, en dessous de la surface de liquide, à l’action d’au moins un jet d’un liquide de granulation, le plus souvent de l’eau.According to the present invention, this object is achieved by pouring the molten slag into a granulation tank filled with a liquid, most often water, and by subjecting it, below the surface of the liquid, to the action. at least one spray of a granulating liquid, most often water.
Un principal avantage de la présente invention est que les puissants jets de granulation, qui sont situés en dessous de la surface de liquide, n’aspirent plus d’air qui dilue les gaz et vapeurs polluants libérés lors de la granulation humide. De plus, la majeure partie des vapeurs générées lors de la granulation est générée dans la masse de liquide. Ces vapeurs sont de ce fait condensées avant de pouvoir se dégager à la surface du bassin de granulation. Il faut aussi noter que les puissants jets de granulation immergés maintiennent dans la zone de granulation du bassin un régime turbulent très prononcé, ce qui favorise le passage en solution des gaz sulfurés. Il s’ensuit que le débit du mélange gazeux pollué (air, vapeurs d’eau, gaz sulfurés etc.) qui doit être capter au-dessus de l’installation de granulation est sensiblement réduit par rapport aux installations de granulations humides connues jusqu’à présent.A main advantage of the present invention is that the powerful granulation jets, which are located below the liquid surface, no longer suck in air which dilutes the polluting gases and vapors released during wet granulation. In addition, most of the vapors generated during granulation are generated in the mass of liquid. These vapors are therefore condensed before they can be released on the surface of the granulation tank. It should also be noted that the powerful submerged granulation jets maintain a very pronounced turbulent regime in the granulation zone of the basin, which favors the passage of sulfur gases into solution. It follows that the flow rate of the polluted gaseous mixture (air, water vapors, sulphurous gases etc.) which must be captured above the granulation plant is significantly reduced compared to the wet granulation plants known up to now.
Le laitier granulé et les gaz et vapeurs libérés dans le bassin de granulation sont de préférence chassés par les jets d’eau de granulation à travers une ouverture complètement immergée dans un bassin de refroidissement. Ce bassin de refroidissement est alors avantageusement muni d’une enceinte de captage, qui définit au-dessus du niveau de liquide un espace clos. Vu que le volume de gaz et vapeurs à capter lors d’une coulée de laitier par cette enceinte de captage est fortement réduit, par rapport aux installations de granulation humide connues, la pression dans l’espace clos défini au-dessus du bassin de refroidissement n’augmente que lentement. Il s’ensuit que pas ou peu de purges de gaz sont nécessaires pour maintenir la pression dans cet espace clos en dessous d’une valeur seuil.The granulated slag and the gases and vapors released into the granulation tank are preferably expelled by the jets of granulation water through an opening completely submerged in a cooling tank. This cooling basin is then advantageously provided with a collection enclosure, which defines above the liquid level an enclosed space. Since the volume of gases and vapors to be captured during a slag flow by this capture enclosure is greatly reduced, compared to known wet granulation installations, the pressure in the closed space defined above the cooling basin increases only slowly. It follows that no or few gas purges are necessary to maintain the pressure in this enclosed space below a threshold value.
A l’intérieur de l’enceinte de captage on soumet de préférence l’atmosphère ambiante à un lavage avec un liquide, par exemple de l'eau ayant un pH supérieur à 7. Les vapeurs sont ainsi condensées et une grande partie des gaz sulfurés passe en solution dans ce liquide, où ils peuvent être précipités sous forme de sels.Inside the capture enclosure, the ambient atmosphere is preferably subjected to washing with a liquid, for example water having a pH greater than 7. The vapors are thus condensed and a large part of the sulfur gases. goes into solution in this liquid, where they can be precipitated as salts.
Au lieu de pulvériser le liquide de lavage dans le volume de l’espace clos, on fait avantageusement circuler dans un circuit fermé l’atmosphère contenue dans l’espace clos à travers un dispositif de lavage. Dans une exécution simple mais efficace, ce dispositif de lavage comprend avantageusement au moins une enceinte de lavage oblongue, qui est disposée à l'intérieur de l’enceinte de captage verticalement au-dessus du niveau de liquide dans le bassin de refroidissement. L’extrémité supérieure de cette enceinte de lavage est ouverte. Des gicleurs superposés, raccordés à un réseau de distribution de liquide, sont disposés à l'intérieur de l’enceinte de lavage. Ces gicleurs créent, par injection de ce liquide dans l’enceinte de lavage, un flux descendant de gaz à l’intérieure de celle-ci. Le liquide injecté est collecté au niveau de l’extrémité inférieure de l’enceinte de lavage, pour être avantageusement évacué à l’extérieure. Le flux de gaz quitte l’enceinte de lavage, par au moins une / ouverture dans l’extrémité inférieur de l’enceinte de lavage, pour repasser dans l’enceinte de captage, de préférence à proximité de la surface de liquide où il se mélange avec les vapeurs et gaz plus chauds émanant de la surface d’eau.Instead of spraying the washing liquid into the volume of the confined space, the atmosphere contained in the confined space is advantageously circulated through a washing device. In a simple but effective execution, this washing device advantageously comprises at least one oblong washing enclosure, which is arranged inside the collecting enclosure vertically above the level of liquid in the cooling basin. The upper end of this wash cabinet is open. Superimposed nozzles, connected to a liquid distribution network, are arranged inside the washing enclosure. These nozzles create, by injecting this liquid into the washing enclosure, a downward flow of gas inside the latter. The injected liquid is collected at the lower end of the washing enclosure, to be advantageously evacuated outside. The gas flow leaves the washing enclosure, through at least one opening in the lower end of the washing enclosure, to return to the capture enclosure, preferably near the surface of the liquid where it mixing with hotter vapors and gases from the water surface.
Il sera noté que ce dispositif de lavage contribue à maintenir l’atmosphère à l’intérieur de l’espace clos en circulation (flux gazeux ascendant à l’extérieur de l’enceinte de lavage, flux gazeux descendant à l’intérieur de cette enceinte), ce qui évite une stratification de cette atmosphère.It will be noted that this washing device contributes to maintaining the atmosphere inside the enclosed circulating space (upward gas flow outside the washing enclosure, downward gas flow inside this enclosure ), which avoids stratification of this atmosphere.
De préférence l’extrémité inférieure de l’enceinte de lavage est connectée par une conduite de purge à un organe de purge qui laisse passer un flux de gaz à l’extérieur de l’enceinte de captage si la pression excède une valeur prédéterminée et, le cas échéant, qui laisse entrer de l’air dans l’enceinte de captage s’il s’établit à l’intérieur de l’enceinte de captage une dépression en dessous d’une autre valeur seuil. Cet organe de purge comprend avantageusement un réservoir rempli d’une solution très alcaline (le pH est de préférence supérieur à 11) dans lequel débouche la conduite purge. Une cloche au-dessus de l’embouchure de la conduite de purge fait fonctionner ce réservoir comme siphon qui impose la valeur seuil de dépression, aussi bien que la valeur seuil de surpression dans l’espace clos. Il sera noté que les gaz qui s’échappent à travers l’organe de purge en cas de surpression doivent nécessairement passer à travers la solution très alcaline contenue dans le réservoir de l’organe de purge. Les gaz sulfurés passent facilement en solution dans cette solution très alcaline pour précipiter sous forme de gypse.Preferably, the lower end of the washing enclosure is connected by a purge line to a purging member which allows a flow of gas to pass outside the capture enclosure if the pressure exceeds a predetermined value and, if necessary, which allows air to enter the collection enclosure if a vacuum is established inside the collection enclosure below another threshold value. This purge member advantageously comprises a reservoir filled with a very alkaline solution (the pH is preferably greater than 11) into which the purge pipe opens. A bell above the mouth of the purge line operates this tank as a siphon which imposes the threshold value of depression, as well as the threshold value of overpressure in the confined space. It will be noted that the gases which escape through the purge member in the event of overpressure must necessarily pass through the very alkaline solution contained in the reservoir of the purge member. The sulfur gases pass easily into solution in this very alkaline solution to precipitate in the form of gypsum.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée d’un mode de réalisation avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant au dessin annexé, sur lequel : la Figure 1 représente schématiquement une réalisation d'une installation de granulation de laitier permettant la mise en oeuvre du procédé selon l’invention.Other characteristics and advantages will emerge from the detailed description of an advantageous embodiment, presented below, by way of illustration, with reference to the appended drawing, in which: Figure 1 schematically shows an embodiment of a slag granulation installation allowing the implementation of the method according to the invention.
La référence 10 repère de façon globale une installation de granulation de laitier en fusion par jets d’eau, apte à la mise en oeuvre du procédé selon l’invention. Le laitier en fusion 12 s’écoule d’une rigole 14 dans un bassin de granulation 16 rempli d’eau 18 jusqu’à un niveau 20. Ce bassin 16 est équipé d'une tête d’injection 22 d’eau sous pression, qui est installée sous la surface d’eau et qui permet de créer sous le niveau d’eau 20 de puissants jets d’eau, représentés schématiquement par les traits 24. Le flux de laitier en fusion 12 ' déversé dans le bassin de granulation 16 est directement heurté par les jets d’eau 24 à la sortie de la tête d’injection 22. Ces puissants jets provoquent un éclatement et refroidissement rapides et énergiques du flux de laitier en dessous de la surface d’eau et il y a formation d’un granulat solide de laitier en suspension dans l’eau du bassin de granulation 16.Reference 10 generally identifies an installation for granulating slag in fusion by water jets, suitable for implementing the method according to the invention. The molten slag 12 flows from a channel 14 into a granulation tank 16 filled with water 18 to a level 20. This tank 16 is equipped with an injection head 22 for pressurized water, which is installed under the water surface and which makes it possible to create under the water level 20 powerful jets of water, represented schematically by the lines 24. The flow of molten slag 12 ′ discharged into the granulation tank 16 is directly struck by the water jets 24 at the outlet of the injection head 22. These powerful jets cause a rapid and vigorous bursting and cooling of the slag flow below the water surface and there is formation of '' a solid slag aggregate suspended in the water of the granulation tank 16.
Le bassin de granulation 16 est en communication, par une ouverture de communication complètement immergée 28, avec un bassin de refroidissement 26. Par cette ouverture de communication immergée 28 les jets d'eau 24 chassent le granulat de laitier formé, ainsi que les gaz et vapeurs générés sous eau dans le bassin de granulation 16, dans le bassin de refroidissement 26. Ce dernier est muni d’une enceinte de captage étanche 30, qui définit au-dessus du bassin de refroidissement 26 un espace clos 30’, étanche aux gaz et apte à contenir des surpression de l’ordre de 5 à 50 mbar par rapport à l’atmosphère.The granulation tank 16 is in communication, by a completely submerged communication opening 28, with a cooling tank 26. By this submerged communication opening 28 the water jets 24 drive out the slag aggregate formed, as well as the gases and vapors generated under water in the granulation tank 16, in the cooling tank 26. The latter is provided with a sealed capture enclosure 30, which defines above the cooling tank 26 an enclosed space 30 ′, gas tight and capable of containing overpressures of the order of 5 to 50 mbar relative to the atmosphere.
Du bassin de refroidissement 26, le granulat de laitier est évacué à travers une conduite d’évacuation 32 dans une installation de déshydratation du laitier, repérée globalement par la référence 34. Il s’agit par exemple d’une installation avec un tambour filtrant rotatif 36, telle que décrite dans le brevet US-A-4,204,855. Le granulat de laitier déshydraté est évacué par une bande transporteuse 38 du tambour filtrant rotatif 36, tandis que l’eau s’accumule dans un réservoir 40 en dessous du tambour filtrant rotatif 36. De ce réservoir 40 l’eau est pompée par une ou plusieurs pompes 41, 45 vers la tète de granulation 22. La référence 43 repère un échangeur thermique, par exemple une tour de refroidissement, qui permet de refroidir l’eau de granulation avant son injection dans la tête de granulation 22. Il s’établit ainsi un circuit fermé pour l’eau de granulation.From the cooling tank 26, the slag aggregate is evacuated through an evacuation pipe 32 in a slag dewatering installation, generally identified by the reference 34. This is for example an installation with a rotary filter drum 36, as described in US-A-4,204,855. The dehydrated slag aggregate is removed by a conveyor belt 38 from the rotary filter drum 36, while the water collects in a tank 40 below the rotary filter drum 36. From this tank 40 the water is pumped by one or more several pumps 41, 45 to the granulation head 22. The reference 43 identifies a heat exchanger, for example a cooling tower, which makes it possible to cool the granulation water before its injection into the granulation head 22. It is established thus a closed circuit for granulation water.
En fonctionnement normal de l’installation, le débit d’eau injecté par la tête de granulation 22 dans les deux bassins communiquants 16 et 26 est plus grand que le débit d’eau qui s’écoule à travers la conduite 32. Le surplus d’eau s’écoule à travers une conduite de trop plein 42. Afin d’éviter que des gaz ne puissent s’échapper de l'espace clos 30’ à travers cette conduite de trop plein 42, cette dernière débouche dans l’extrémité inférieure d’un vase siphon 44 où elle définit une embouchure 42’ en dessous du niveau d’eau. Une conduite de décharge 46 relie l’extrémité supérieure de ce vase siphon 44 au bassin 40, d^ façon que l’eau qui passe à travers la conduite de trop plein 42 est directement reconduite à la pompe 41, sans passer par l’installation de déshydratation 34. Grâce au vase siphon 44 ii règne au niveau de l’embouchure 42’ de la conduite de trop plein 42 une surpression qui est égale à la hauteur du liquide au-dessus de cette embouchure 42’. Cette hauteur de liquide crée par conséquent une contre-pression qui s’oppose à une fuite de gaz à travers la conduite de trop plein 42. Il sera encore noté que le niveau de l’embouchure de la conduite de décharge 46 dans le vase siphon 44 détermine aussi le niveau d’eau 20 dans le bassin de granulation 16. Sur la Figure 1, le niveau d’eau dans le bassin de refroidissement 26 est légèrement plus faible que le niveau 20, car on estime que dans l’espace clos 30’ règne une surpression par rapport à l’atmosphère.In normal operation of the installation, the water flow injected by the granulation head 22 into the two communicating basins 16 and 26 is greater than the water flow which flows through the pipe 32. The surplus d water flows through an overflow pipe 42. In order to prevent gases from escaping from the enclosed space 30 'through this overflow pipe 42, the latter opens into the lower end of a siphon vase 44 where it defines a mouth 42 'below the water level. A discharge line 46 connects the upper end of this siphon vessel 44 to the basin 40, so that the water which passes through the overflow line 42 is directly returned to the pump 41, without passing through the installation. dehydration 34. Thanks to the siphon vessel 44 ii prevails at the mouth 42 'of the overflow pipe 42 an overpressure which is equal to the height of the liquid above this mouth 42'. This height of liquid consequently creates a back pressure which prevents gas from leaking through the overflow pipe 42. It will also be noted that the level of the mouth of the discharge pipe 46 in the siphon vessel 44 also determines the water level 20 in the granulation tank 16. In FIG. 1, the water level in the cooling tank 26 is slightly lower than the level 20, since it is estimated that in the confined space 30 'there is an overpressure compared to the atmosphere.
Lorsque la pompe 41 est arrêtée entre deux coulées, la conduite d’évacuation 32 du bassin de refroidissement 26 est fermée de façon quasi étanche par un organe d’obturation 48. Il s’agit par exemple d’un organe d’étranglement à membrane actionné par un fluide sous pression, qui permet d'assurer une fermeture quasi étanche de la conduite 32, même en présence de traces de granulat de laitier dans la conduite 32. Cet organe d’obturation permet d’éviter que les deux bassins communiquants 16 et 26 ne se vident complètement à travers la conduite d’évacuation 32, lors d’un arrêt de la pompe 42. En effet, afin d’éviter une communication entre l’espace clos 30’ et l’atmosphère ambiante, il faut et il suffit que le niveau d’eau dans le bassin 26 soit constamment plus haut que le bord supérieur de l’ouverture de communication 28 avec de bassin 16.When the pump 41 is stopped between two flows, the evacuation pipe 32 from the cooling tank 26 is closed in an almost sealed manner by a shutter member 48. This is for example a membrane throttle member actuated by a pressurized fluid, which makes it possible to ensure an almost watertight closure of the pipe 32, even in the presence of traces of slag aggregate in the pipe 32. This shutter member makes it possible to prevent the two communicating basins 16 and 26 are emptied completely through the evacuation pipe 32, when the pump 42 is stopped. In fact, in order to avoid communication between the enclosed space 30 ′ and the ambient atmosphere, it is necessary and it suffices that the water level in the basin 26 is constantly higher than the upper edge of the communication opening 28 with the basin 16.
Lors de la granulation, la majeur partie des gaz et vapeurs produits est entraînée par les jets d’eau dans le bassin de refroidissement 26. La quantité de gaz et de vapeur qui se dégage du bassin de granulation 16 est par conséquent très faible. Dans le bassin de refroidissement 26, la plus grande partie des vapeurs générées dans le bassin de granulation 16 se condense sous eau et une partie non-négligeable des gaz sulfurés passe en solution dans l’eau. Or, l’eau en provenance du circuit de refroidissement du laitier est, par la nature du laitier, fortement alcaline (pH entre 8 et 9). Elle favorise par conséquent le passage en solution des gaz sulfurés. De plus, à cause de la teneur élevée en calcium lavé du laitier, les gaz sulfurés qui passent en solution précipitent, au moins partiellement, sous forme de gypse, qui est ^ finalement évacué ensemble avec le granulat déshydraté.During granulation, the major part of the gases and vapors produced is entrained by the jets of water in the cooling tank 26. The quantity of gas and vapor which is released from the granulation tank 16 is consequently very small. In the cooling tank 26, most of the vapors generated in the granulation tank 16 condenses under water and a non-negligible part of the sulfur gases passes into solution in the water. However, the water coming from the slag cooling circuit is, by the nature of the slag, strongly alkaline (pH between 8 and 9). It therefore promotes the passage of sulfur gases into solution. In addition, because of the high content of washed calcium in the slag, the sulfur gases which pass into solution precipitate, at least partially, in the form of gypsum, which is finally evacuated together with the dehydrated aggregate.
Les gaz qui ne sont pas passés en solution aqueuse dans le bassin de refroidissement 26, ainsi que des vapeurs d’eau émanent de la surface d’eau du bassin 26 pour pénétrer dans l’espace clos 30’. Sur la Figure 1 ces gaz et vapeurs sont représentés émanant de la surface d’eau sont schématiquement représentés par les flèches 50. Ils suivent un mouvement ascendant et sont captés par une tour fermée 52 qui fait partie de l’enceinte de captage 30.The gases which have not passed into aqueous solution in the cooling tank 26, as well as water vapors emanate from the water surface of the tank 26 to enter the enclosed space 30 ’. In Figure 1 these gases and vapors are shown emanating from the water surface are schematically represented by the arrows 50. They follow an upward movement and are captured by a closed tower 52 which is part of the collection enclosure 30.
Dans la tour 52 est installé un dispositif de lavage 54, à travers lequel on fait circuler l’atmosphère enfermée dans l’espace clos 30’. Le dispositif de lavage 54 comprend comme élément principal une enceinte de lavage 56, qui a la forme d’un cylindre ou d’un prisme oblong. Cette enceinte de lavage 56 est installée verticalement au-dessus de la surface d’eau. Elle est ouverte à son extrémité supérieure qui se trouve à proximité du point culminant de la tour 52. Son extrémité inférieure est fermée par un fond en forme d’entonnoir 58. Sur la Figure 1, on voit que l'enceinte de lavage 56 est installée dans l’axe vertical de la tour 52, de façon à délimiter dans la tour 52 une cheminée de section annulaire. Cette cheminée canalise le mélange gazeux ascendant vers l'ouverture d’entrée de l'enceinte de lavage 56.In tower 52 is installed a washing device 54, through which the atmosphere enclosed in the enclosed space 30 ′ is circulated. The washing device 54 comprises as main element a washing enclosure 56, which has the shape of a cylinder or an oblong prism. This washing enclosure 56 is installed vertically above the water surface. It is open at its upper end which is located near the highest point of the tower 52. Its lower end is closed by a funnel-shaped bottom 58. In FIG. 1, it can be seen that the washing enclosure 56 is installed in the vertical axis of tower 52, so as to define in tower 52 a chimney of annular section. This chimney channels the ascending gas mixture towards the inlet opening of the washing enclosure 56.
Dans l'enceinte de lavage 56 sont installés plusieurs gicleurs 60. Ces gicleurs 60, qui sont de préférence installés dans plusieurs rangées superposées dans la partie supérieure de l’enceinte de lavage 56, sont raccordés à une conduite d’alimentation 62 d’eau froide. Sur la Figure 1, cette conduite d’alimentation 62 est alimentée par le circuit d’eau de granulation, mais elle pourrait aussi être raccordée à un circuit séparé, de façon à pouvoir alimenter les gicleurs 60 si les pompes du circuit d’eau de granulation sont à l’arrêt. Les gicleurs 60 injectent l’eau froide dans l’enceinte de lavage 56 en direction de son fond 58, de façon à créer un flux gazeux dans l’enceinte de lavage 56 du haut vers le bas. Dans ce flux gazeux descendant qui s’établit sous les gicleurs 60, les vapeurs sont condensées par contact avec l’eau froide pulvérisée et les gaz sulfurés subissent des réactions d’absorption, de précipitation et/ou d’oxydoréduction en contact intime avec des gouttelettes d’eau alcaline. L’eau de lavage est finalement recueillie dans l’entonnoir 58, pour être évacuée à travers une conduite d’évacuation 64 et un vase siphon 66 à l’extérieur, par exemple dans le bassin 40. Le vase siphon 66 doit, tout comme le vase siphon 44, prévenir que des gaz ne puissent s’échapper en ^ dehors de l’espace clos 30’. Le flux gazeux descendant qui aboutit au niveau de l’extrémité inférieur de l’enceinte de lavage 56 quitte celle-ci 56 à travers des ouvertures 62 aménagées légèrement au-dessus du niveau maximal d’eau dans le bassin 26.In the washing enclosure 56 are installed several nozzles 60. These nozzles 60, which are preferably installed in several superimposed rows in the upper part of the washing enclosure 56, are connected to a water supply line 62 cold. In FIG. 1, this supply line 62 is supplied by the granulation water circuit, but it could also be connected to a separate circuit, so as to be able to supply the nozzles 60 if the pumps of the water circuit of granulation are stopped. The nozzles 60 inject cold water into the washing enclosure 56 in the direction of its bottom 58, so as to create a gas flow in the washing enclosure 56 from top to bottom. In this descending gas flow which is established under the nozzles 60, the vapors are condensed by contact with the sprayed cold water and the sulfur gases undergo absorption, precipitation and / or redox reactions in intimate contact with alkaline water droplets. The washing water is finally collected in the funnel 58, to be evacuated through an evacuation pipe 64 and a siphon vessel 66 outside, for example in the basin 40. The siphon vessel 66 must, just as the siphon vessel 44, prevent gases from escaping outside the enclosed space 30 '. The descending gas flow which terminates at the lower end of the washing enclosure 56 leaves the latter 56 through openings 62 arranged slightly above the maximum level of water in the basin 26.
Avec une granulation classique, c’est-à-dire avec des jets d’eau de granulation à l’air libre, les quantités d’air entraînées dans l’eau feraient rapidement augmenter la pression dans l’espace clos 30’ et nécessiteraient une purge quasi continue de cette espace. Grâce à la granulation sous eau, le volume d’air entraîné dans l’espace clos 30' est heureusement très faible. Cependant, au cours des coulées successives de laitier, des gaz s’accumulent néanmoins dans l’espace clos 30’ et la température dans cet espace augmente. Ainsi on ne peut éviter que la pression augmente lentement, mais graduellement dans l’espace clos 30’, surtout lorsque les coulées de laitier sont très rapprochées. Lorsque la pression dans cet espace clos 30’ dépasse une valeur seuil, on doit évacuer un volume de gaz dudit espace clos 30’ pour abaisser de nouveau la pression. Ce volume de gaz évacué en dehors de l’espace clos 30’ contient encore des traces de gaz sulfurés et doit le plus souvent subir un traitement avant de pouvoir être libéré à l’atmosphère.With conventional granulation, that is to say with jets of granulation water in the open air, the quantities of air entrained in the water would rapidly increase the pressure in the confined space 30 ′ and would require an almost continuous purge of this space. Thanks to the granulation under water, the volume of air entrained in the enclosed space 30 'is fortunately very low. However, during successive slag flows, gases nevertheless accumulate in the enclosed space 30 ’and the temperature in this space increases. So we cannot avoid the pressure slowly increasing, but gradually in the 30 ’confined space, especially when the slag flows are very close together. When the pressure in this confined space 30 'exceeds a threshold value, a volume of gas must be evacuated from said confined space 30' to lower the pressure again. This volume of gas evacuated outside the confined space 30 ’still contains traces of sulfur-containing gases and must most often undergo treatment before it can be released into the atmosphere.
En pratique la valeur seuil de la surpression dans l’espace clos 30’ est ajustée à l’aide d’un organe de purge, repéré globalement par la référence 70. Ce dernier, qui est raccordé par une conduite de purge 72 à l’extrémité inférieure de l’enceinte de lavage 56, laisse passer un flux de gaz à l’extérieur de l’enceinte de captage 30 si la surpression excède une valeur prédéterminée. Sur la Figure 1 est représentée une exécution préférentielle 70 d’un tel organe de purge qui permet d’éviter des surpressions et des dépressions trop importantes dans l’espace clos 30’. Cet organe de purge 70 comprend un réservoir 74 rempli de préférence d’une solution très alcaline (pH>11). La conduite de purge définit dans ce réservoir 74 une embouchure en dessous d’une cloche 76. Autour de la cloche 76 subsiste dans le réservoir 74 un espace annulaire 78.In practice, the threshold value of the overpressure in the closed space 30 ′ is adjusted using a purge member, generally identified by the reference 70. The latter, which is connected by a purge line 72 to the lower end of the washing chamber 56, allows a flow of gas to pass outside of the collecting chamber 30 if the overpressure exceeds a predetermined value. In Figure 1 is shown a preferred embodiment 70 of such a purge member which avoids overpressures and excessive depressions in the enclosed space 30 ’. This purge member 70 comprises a reservoir 74 preferably filled with a very alkaline solution (pH> 11). The purge pipe defines in this reservoir 74 a mouth below a bell 76. Around the bell 76 there remains in the reservoir 74 an annular space 78.
La différence de hauteur entre le bord inférieur de la cloche 76 et le niveau maximal de liquide dans l'espace annulaire, lorsque la cloche est entièrement rempli de gaz, détermine la valeur seuil de la surpression dans la conduite de purge 72. Lorsque la pression dans l’enceinte de lavage 56 excède cette valeur seuil, des gaz s’échappent à travers le liquide très alcalin content/ dans le réservoir 74. Afin de favoriser la précipitation des gaz sulfurés sous forme de sels, on ajoutera de préférence un oxydant dans le réservoir 74.The difference in height between the lower edge of the bell 76 and the maximum level of liquid in the annular space, when the bell is completely filled with gas, determines the threshold value of the overpressure in the bleed line 72. When the pressure in the washing chamber 56 exceeds this threshold value, gases escape through the very alkaline content liquid / into the tank 74. In order to promote the precipitation of the sulfur gases in the form of salts, an oxidant is preferably added to the reservoir 74.
Selon les exigences locales, les gaz libérés du réservoir 74 peuvent, soit être libérés dans l’atmosphère, soit être acheminés à une installation de posttraitement des gaz.Depending on local requirements, the gases released from the reservoir 74 can either be released to the atmosphere or be routed to a gas aftertreatment facility.
La différence de hauteur entre le bord inférieur de la cloche 76 et le niveau maximal de liquide dans la cloche 76, lorsque le niveau d’eau dans le réservoir 74 est au niveau du bord inférieur de la cloche, détermine la valeur seuil de la dépression dans la conduite de purge 72. Si cette dépression seuil est dépassée, de l’air entre en dessous de la cloche 76 et passe à travers la conduite de purge 72 dans l’espace clos 30’.The difference in height between the lower edge of the bell 76 and the maximum level of liquid in the bell 76, when the water level in the reservoir 74 is at the lower edge of the bell, determines the threshold value of the vacuum in the purge line 72. If this threshold vacuum is exceeded, air enters below the bell 76 and passes through the purge line 72 in the closed space 30 ′.
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