WO1998056490A1 - Perfectionnements aux procedes de desulfuration des fumees par voie humide - Google Patents

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WO1998056490A1
WO1998056490A1 PCT/FR1998/001189 FR9801189W WO9856490A1 WO 1998056490 A1 WO1998056490 A1 WO 1998056490A1 FR 9801189 W FR9801189 W FR 9801189W WO 9856490 A1 WO9856490 A1 WO 9856490A1
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reactor
unit
oxidation
sulfuric acid
acidification
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PCT/FR1998/001189
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Inventor
Jean-François VICARD
Bernard Siret
Original Assignee
Lab S.A.
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates
    • C01F11/464—Sulfates of Ca from gases containing sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound

Definitions

  • the present invention relates to a process and an installation for desulfurization of fumes containing sulfur dioxide.
  • the reagent is introduced in the form of a slurry which is atomized, then dried by hot fumes, and the solid particles thus generated, which contain the excess of reagent as well as the SO 2 captured are also collected on a filter or an electrostatic precipitator.
  • the fumes containing sulfur dioxide are brought into contact in a washer with a washing solution into which is introduced a neutralizing agent, most often lime, limestone or caustic soda.
  • a neutralizing agent most often lime, limestone or caustic soda.
  • the SO 2 is thus captured in the form of sulfites or hydrogen sulfite which represents a high chemical oxygen demand (COD).
  • COD chemical oxygen demand
  • lime or limestone is used as a neutralizing agent and gypsum is produced, in which case oxidation is necessary both to improve efficiency and to obtain a by-product, gypsum, which conforms.
  • This oxidation can be carried out either outside the washer, but this requires an external installation, or integrated into the washer, which avoids such an installation. In the latter case, the difficulty stems from the fact that oxidation requires an acid pH to be effective or economical, while the capture of SO 2 is favored at a weakly acidic pH, even slightly alkaline.
  • a fourth family of processes uses the known capacity of certain divided solids, in particular activated carbon, to catalytically oxidize SO 2 to SO 3 and to generate sulfuric acid in the presence of water.
  • these methods experience a double limitation due to the inhibition of the catalytic activity by the acid generated, which requires frequent washing, and due to the large volume required for such installations.
  • the present invention therefore aims to remedy the drawbacks of the processes of the prior art by proposing a process for the wet cleaning of fumes containing sulfur dioxide making it possible to carry out the capture and acidification steps, each in optimal conditions in terms of efficiency and economics.
  • Another objective of the invention is to propose a flexible process, that is to say a process the various stages of which can be conveniently carried out in series and / or in parallel, so as to also be able to adapt to the existing facilities.
  • Another objective of the invention is to propose such a method which is particularly economical to implement.
  • Yet another objective of the invention is to be able to be used for the production of gypsum under optimal conditions.
  • the present invention thus relates to a process for the desulfurization, by the wet route, of fumes containing sulfur dioxide, in which the fumes are introduced into a wet washer to bring them into contact with a washing liquid at pH controlled by injection of '' an alkaline reagent, for the capture of sulfur dioxide and its transformation into sulfites and / or bisulfites, and these are oxidized to sulfates during a step of acidification of the washing liquid, characterized in that the process comprises in addition to a stage of production, in an oxidation reactor, of dilute sulfuric acid by oxidation of a fraction of sulfur dioxide, then the use of all or part of this dilute sulfuric acid in the stage of acidification of the washing liquid and / or in a chemical dissolution step, within the washing liquid, of limestone as an alkaline reagent, from a coarsely ground state.
  • the invention makes it possible to achieve the objectives mentioned above. In fact, it allows the production of dilute sulfuric acid "integrated" into the entire installation. This production is also particularly economical in terms of investments, since it is only necessary to add additional extremely simple equipment to already existing installations. This production is also very economical in terms of operating cost.
  • This dilute sulfuric acid can also be used to dissolve coarsely ground limestone, as an alkaline reagent injected into the washing liquid.
  • This aspect is particularly advantageous. Indeed, in the prior art, very fine grinding of the limestone is carried out, until the grain size is preferably less than 500 microns. This operation requires the use of grinders which represent a high investment and which are moreover consumers of energy and generators of significant noise pollution.
  • coarsely ground limestone namely crushed to a nominal size of between 2 and 50 mm, preferably between 5 and 20 mm, is dissolved, using dilute sulfuric acid, which is commercially available at a price. relatively low. This overcomes the extremely expensive mechanical grinding phase of the prior art.
  • the oxidation of sulfur dioxide to produce dilute sulfuric acid is carried out by passing the fumes to be desulphurized, or a part thereof, over activated carbon contained in the oxidation reactor, in presence of oxygen.
  • oxidation in the presence of oxygen in the sense of the invention means oxidation in the presence of the oxygen of the flue gases, optionally supplemented by an external oxygen supply.
  • a wet reactor is used containing an aqueous suspension of activated carbon.
  • it is a reactor comprising a fixed bed of activated carbon, sprinkled with water.
  • a supply of water is made to obtain suitably diluted sulfuric acid.
  • the degree of concentration of the acid can be between 20 and 300 g / l and preferably between 50 and 150 g / 1.
  • This water supply can be made with industrial water or with a liquid coming from the wet washer described below or from the units associated with it.
  • the temporary acidification step of the washing liquid containing sulfites and / or bisulfites can be carried out either before or after the neutralization of the washing liquid. It can also be carried out on part or all of the washing liquid.
  • the desulphurization step in the wet washer is carried out in the presence of an alkaline reagent also called an alkalizing / neutralizing reagent, as is known per se.
  • the aim is to obtain as high a pH as possible while remaining below the zone where calcium carbonate is easily precipitated. It is preferably between 4 and 8, more particularly between 5 and 6.5.
  • the acidification provided by the injection of weakly concentrated sulfuric acid makes it possible to accelerate the oxidation, which itself acidifies.
  • This acidification is temporary, because gradually it dissolves the alkalis present in suspension which therefore neutralize the acid in return, this thanks to a kinetics of dissolution slower than the kinetics of oxidation.
  • the acidification will preferably be carried out so as to bring the pH between 2.5 and
  • the process according to the invention may also include the supply of catalyst of the Fe, Mn type, etc. in order to facilitate oxidation, as is known per se.
  • such a step can include bringing the coarsely ground limestone into contact with this dilute sulfuric acid.
  • the coarsely ground limestone is brought into contact, immediately downstream of the sulphite oxidation step, both with dilute sulfuric acid and with the acidified washing liquid coming from the 'step of oxidation of sulfites.
  • the dissolution of limestone is then ensured both by the dilute sulfuric acid produced in accordance with the invention and by the acidified washing liquid, which also contains sulfuric acid formed by the oxidation of sulfites and / or bi- sulfites.
  • the coarsely ground limestone after being brought into contact with dilute sulfuric acid immediately downstream of the sulphite oxidation stage, can be subjected to a stabilization stage without substantial addition of reagent.
  • the purpose of such a step is to let the pH of the washing liquid, in which the limestone is dissolved, rise to a value between 5 and 6.5.
  • the washing liquid has a pH within such a range, it can advantageously be returned to the washer.
  • the coarsely ground limestone is brought into contact with dilute sulfuric acid, after being brought into contact with the acidified washing liquid coming from the step of the oxidation of the sulfites.
  • the limestone undergoes a preliminary dissolution on contact with this acidified washing liquid, contact with the dilute sulfuric acid produced in accordance with the invention ensuring additional dissolution of this limestone.
  • the dilute sulfuric acid is first of all added to the acidified washing liquid coming from the sulphite oxidation stage, then a first part of the effluents is brought into contact with the rough lime crushed and another part of these effluents is returned to the scrubber.
  • the dilute sulfuric acid is brought into contact directly with the limestone and the resulting effluent is introduced into the washing liquid at the stage of the oxidation of the sulfites.
  • the dilute sulfuric acid produced in accordance with the invention is not already mixed with the acidified washing liquid when it is brought into contact with the coarsely ground limestone. This is particularly favorable for on the one hand weakening the limestone thus brought into contact with the sulfuric acid produced in accordance with the invention, which is entirely advantageous with a view to its dispersion and its subsequent dissolution, and on the other hand start to dissolve the limestone with favorable kinetics due to direct contact with dilute sulfuric acid.
  • This embodiment also ensures dissolution of the limestone at the stage of the oxidation of the sulfites, due to the additional acidity generated during this stage.
  • the sulfuric acid produced under the conditions of the invention is not a pure sulfuric acid, but that it is perfectly capable of ensuring, under particularly suitable conditions, the temporary acidification of the washing liquid and / or the dissolution of coarsely ground limestone.
  • the acid sulfuric could also come in whole or in part from a desulfurization treatment of another flow of fumes according to the invention, for example fumes from another boiler treated in parallel.
  • the present invention also relates to an installation for desulfurization, by the wet method, of fumes containing sulfur dioxide, this installation comprising, in parallel or in series, an oxidation reactor arranged so as to be able to form sulfuric acid. diluted by oxidation of a fraction of sulfur dioxide, preferably by reaction between sulfur dioxide and activated carbon contained in this reactor and in the presence of oxygen, and a wet scrubber arranged so as to be able to capture dioxide of sulfur and transform it into sulphites and / or bisulphites, as well as an acidification unit intended to transform by sulphites and / or bisulphites into sulphates, this acidification unit can be either independent of the wet scrubber or integrated into that -this, the installation further comprising a means for bringing the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor, to the acidification unit and / or a means for bringing the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor into contact with coarsely ground limestone, with a view to chemical dissolution of this limestone
  • the oxidation reactor includes activated carbon.
  • the oxidation reactor is arranged in a wet reactor containing an aqueous suspension of activated carbon.
  • the reactor comprises a fixed bed of activated carbon, sprinkled with water.
  • the oxidation reactor will have a water inlet. It is also useful to provide a direct or indirect measurement unit of the sulfuric acid concentration downstream of the oxidation reactor and, subject to this measurement unit, a regulated water supply intended to adjust the degree of concentration of l diluted acid.
  • wet washer By convention, by wet washer is meant here an assembly in which the fumes are brought into contact with a washing liquid in which a neutralizing / alkalizing reagent is introduced to ensure the capture of sulfur dioxide in the form of sulphites and / or bisulfites.
  • This wet scrubber may include a washing unit and a neutralization / alkalizing unit, which can be placed in the same reactor or in two separate reactors.
  • the wet scrubber and the acidification unit are separate units.
  • the neutralization / alkalization unit and the acidification unit are arranged in the same reactor or washer, in the form of successive tanks, or the like, arranged in particular so as to receive directly the washing liquid dripping on the walls of the washer.
  • the acidification unit can in particular be placed:
  • washing liquid is recycled in the washing unit and a small part is sent to a unit for treating desulfurization products, for example a gypsum dehydration unit in the case of neutralization with lime or limestone.
  • this means advantageously comprises a line containing this dilute sulfuric acid and opening into a reactor of dissolution containing coarsely ground limestone.
  • This reactor can be placed immediately downstream of the acidification unit.
  • a limestone stabilization tank can be provided immediately downstream of this dissolution reactor.
  • the outlet from the dissolution reactor opens into the acidification unit.
  • an additional dissolution enclosure receiving the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor, is provided immediately downstream of a primary dissolution reactor, receiving the coarsely ground limestone and the liquid. of acidified wash from the acidification unit.
  • an intermediate enclosure supplied with dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor, is interposed between the acidification unit and the dissolution reactor, the outlet of this enclosure intermediate being placed in communication for a part with the washer and for another part with this dissolution reactor.
  • FIG. 1 is a block diagram corresponding to an embodiment with oxidation reactor and washer wet in series, in which the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor is used in the acidification unit;
  • FIG. 2 is a block diagram corresponding to an embodiment with oxidation reactor and wet washer in parallel, in which the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor is used in the acidification unit;
  • FIGS. 3 to 6 are block diagrams illustrating embodiments of the invention, in which the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor is brought into contact with coarsely ground limestone.
  • Figure 1 shows a block diagram.
  • the fumes 2 to be desulphurized are brought into an oxidation reactor 1 containing activated carbon.
  • Water 18 is also brought to unit 1.
  • the reaction which occurs in 1 between the activated carbon and part of the sulfur dioxide in the fumes as well as with the oxygen of these fumes, produces acid sulfuric 7 whose degree of concentration can be adjusted by the supply of water 18.
  • the partially purified fumes 4 are introduced into a washing unit 5 forming part of a wet washer, where they are brought into contact with a washing liquid distributed in the fumes by sprayers 1 1.
  • the liquids 12 thus obtained leaving this washing unit 5 are collected in a neutralization / alkalization unit 6 which, according to a variant, could be integrated into unit 5.
  • An alkaline or neutralization / alkalization reagent 15 (lime, limestone) is injected into unit 6 to adjust and maintain the pH preferably between 5 and 6.5.
  • a top-up of water 24 is made to compensate for the water evaporated in the washing unit and the water evacuated by the outlet 21 described below, taking into account the inputs 8 and 15.
  • the unit 5, equipped with sprayers 11, is supplied by means of a pump with the neutralized liquid 19 coming from the unit 6.
  • This liquid 19 forms the washing liquid to be injected into the washing unit.
  • Sulfur dioxide is captured by the washing liquid in the form of sulfites and bisulfites.
  • a portion 10 of the liquids of unit 6 feeds an acidification unit 14 arranged so as to be able to receive air 20 and a fraction 8 or all of the sulfuric acid 7 generated by the oxidation reactor 1, so as to bring the pH to an area where the oxidation of sulfites / bisulfites is favored, in particular in the range from 3.5 to 5.
  • the other part 9 of the acid is removed if necessary.
  • the purified fumes 13 are discharged to a chimney, not shown.
  • the liquid 16 leaving the acidification unit 14 is directed to a solid / liquid separation unit 22 intended to evacuate the solid residues by the outlet 21 (for example gypsum), which can be a hydrocyclone, the clear fraction 23 being returned to unit 6.
  • FIG. 2 represents a block diagram in which the coupling between the two units 1 and 5 takes place in parallel.
  • a given part 2a of the fumes 2 is brought into the oxidation reactor 1 containing activated carbon. Water 18 is also supplied and a fraction 8 or all of the sulfuric acid 7 produced by 1 feeds the acidification unit 14.
  • the purified fumes 25 corresponding to fraction 2a are evacuated to the chimney, not shown. .
  • unit 1 can only be usefully dimensioned for partial desulfurization of the fumes, resulting from the production of sulfuric acid, the fumes 25 then being introduced with the fraction 2b of the fumes into unit 5 for additional desulfurization.
  • the collected liquids 12 are sent to the acidification unit 14 which is arranged so as to be able to receive air 20 and a fraction 8 or all of the acid 7 generated by 1 so as to maintain the pH in a zone favorable to oxidation, preferably between 3.5 and 5.
  • the liquid 16 leaving the acidification unit is sent to the neutralization unit 6, which can be integrated into unit 5, and receiving the neutralization reagent 15.
  • the liquid 26 leaving the neutralization unit 6 is directed for a small part 10 towards the liquid / solid separation unit 22 similar to that of FIG. 1. Most of this liquid 26 is returned as washing liquid 19 to washing unit 5 by a pump .
  • An additional water 24 similar to that of FIG. 1 is produced on the neutralization unit 6.
  • the purified fumes 13 leaving the washer are evacuated to a chimney, not shown.
  • FIG. 3 to 6 illustrate embodiments of the invention, in which the dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor is brought into contact with coarsely ground limestone.
  • the inlet 8 is shown as dilute sulfuric acid and the inlet 4 is partially purified fumes from the oxidation reactor 1, inlets 4 and 8 as illustrated in FIG. 1 . It is it should be noted that this arrival 4 of partially purified smoke can be replaced by the fraction 2b of untreated smoke, as illustrated in FIG. 2.
  • the fumes 4 to be desulfurized are introduced into a washer 54 where they are brought into contact with a washing liquid.
  • the washing liquid is introduced through first and second lines 56, 58 recycled from downstream of the washer.
  • the liquids 60 leaving the washer 54 are then collected, then introduced into an acidification unit 62 of the washing liquid.
  • the washing liquid is acidified with sulfuric acid formed by the oxidation of sulfites and or bisulfites.
  • Line 8 of dilute sulfuric acid coming from the oxidation reactor is divided into two conduits 64 and 74.
  • the first source of acid 64 opens into unit 62, so as to maintain a pH conducive to oxidation, namely close to or less than 4.5.
  • the unit 62 also receives, through a conduit 66, outside oxidizing air.
  • the liquid effluents 68 from the acidification unit 62, which comprise the acidified washing liquid, are introduced into a reactor 70, which receives limestone 72 in coarsely ground form at an average size of between 2 mm and 50 mm, of preferably between 10 and 25 mm.
  • This reactor 70 is also supplied by means of the second source 74 of dilute sulfuric acid.
  • the acidity of the source 74 and of the effluents 68 leads to the dissolution of the limestone 72. It is possible to regulate the flow rate of this source 74, so that the pH prevailing in the reactor 70 is less than or equal to 4, 5. It should be noted that the lime is directly dissolved in the washing liquid. The largest limestone particles, for example those whose diameter is greater than a few millimeters, are retained within this dissolution reactor 70, by any suitable means such as sieves. The effluents 76 of the dissolution reactor 70 are partly recycled, via the line
  • This recycled fraction has a pH of between 2 and 6.
  • the other part of the effluents 76 is led, by a line 80, to a stabilization tank 82 in which the limestone particles will complete their dissolution within the washing liquid, so as to bring the pH of the latter up to a value between 5 and 6.5.
  • the effluents 84 from tank 82 are then partly recycled, via line 58, towards the washer 54 and partly admitted into a hydrocyclone 86 ensuring, in known manner, the separation of the gypsum by line 88.
  • the fraction clear of hydrocyclone 86 is then returned, by line 90, to the tank 82.
  • the purified fumes 92 are evacuated from the washer 54 to a chimney not shown, by any appropriate means such as a draft fan.
  • the dissolution reactor 70 is supplied with coarsely ground limestone 72, at an average size of between 2 and 50 mm, preferably between 10 and 25 mm.
  • This reactor 70 also receives, via line 8, dilute sulfuric acid produced in the oxidation reactor and the concentration of which is between 20 and 300 g / l, preferably between 50 and 150 g / l.
  • the limestone 72 is therefore subjected to a violent attack leading to a weakening of its structure and to its dissolution, at least partially.
  • the reactor consists, for example, of an inclined rotary drum, similar to those used for the preparation of concrete in public works.
  • Water 75 can also be introduced, optionally, into the reactor 70, in order to avoid runaway of the reaction or excessive heating of the products of the latter.
  • the effluents 77 of the reactor 70 comprise, in addition to undissolved limestone, calcium sulphate and a liquid formed of water and sulfuric acid.
  • effluents 77 are directed to the acidification unit 62, disposed downstream of the washer 54 and which also receives oxidation air 66 and make-up water not shown.
  • the limestone attacked within the reactor 70 is dissolved within the washing liquid in this acidification unit 62.
  • the liquid effluent 68 leaving the acidification unit 62 is at a pH between 4 and 7. It is directed to hydrocyclone 86 where the solid residue containing gypsum is evacuated by line 88.
  • Line 90 makes it possible to direct the liquid not separated in the hydrocyclone, to the washer 54, so that this liquid, rich in lime dissolved, ensures the capture of sulfur dioxide within the washer 54.
  • the purified fumes 92 are discharged in a known manner.

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Abstract

Procédé de désulfuration, par voie humide, de fumées (2) contenant du dioxyde de soufre, dans lequel on introduit les fumées (2) dans un laveur humide (5, 6) pour les mettre en contact avec un liquide de lavage (19) à pH contrôlé par injection d'un réactif alcalin (15) pour la captation du dioxyde de soufre et sa transformation en sulfites et/ou bisulfites, et on oxyde ces derniers en sulfates lors d'une étape d'acidification (14) du liquide de lavage, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape de production, dans un réacteur d'oxydation (1), d'acide sulfurique dilué (7) par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, puis l'utilisation de tout ou partie de cet acide sulfurique (7) dilué dans l'étape d'acidification du liquide de lavage et/ou en vue d'une dissolution chimique de calcaire grossièrement broyé. Installations correspondantes.

Description

Perfectionnements aux procédés de désulfuration des fumées par voie humide
La présente invention se rapporte à un procédé et une installation de désulfuration des fumées contenant du dioxyde de soufre.
De nombreux procédés existent et ont été proposés dans ce domaine, en voie humide, sèche ou semi-sèche. Dans les procédés par voie sèche, un réactif de neutralisation est injecté dans la veine gazeuse, réagit avec le polluant SO2 à capter et est collecté dans un filtre ou un électrofiltre. On se retrouve ainsi avec une quantité substantielle de résidus solides à évacuer ou à traiter, ce qui pose problème dans de nombreux cas.
Dans la voie semi-sèche, on introduit le réactif sous forme d'une bouillie qui est atomisée, puis séchée par les fumées chaudes, et les particules solides ainsi générées, qui contiennent l'excès de réactif ainsi que le SO2 capté sont aussi collectées sur un filtre ou un électrofiltre. On se retrouve ainsi, du point de vue des résidus solides, essentiellement dans la même situation que dans la mise en oeuvre des procédés secs.
Dans les procédés humides, les fumées contenant du dioxyde de soufre sont mises en contact dans un laveur avec une solution de lavage où est introduit un agent neutralisant, le plus souvent de la chaux, du calcaire ou de la soude caustique. Le S02 est ainsi capté sous forme de sulfites ou d'hydrogèno-sulfite qui représente une forte demande chimique en oxygène (DCO). Il est nécessaire de prévoir une étape d'oxydation des sulfites en sulfates. Un cas particulier se présente quand on utilise la chaux ou le calcaire comme agent neutralisant et que du gypse est produit, auquel cas l'oxydation est nécessaire tant pour améliorer l'efficacité que pour obtenir un sous-produit, le gypse, conforme. Cette oxydation peut être réalisée soit à l'extérieur du laveur, mais cela exige une installation externe, soit intégrée dans le laveur, ce qui évite une telle installation. Dans ce dernier cas, la difficulté provient du fait que l'oxydation exige un pH acide pour être efficace ou économique, alors que la captation du S02 est favorisée en pH faiblement acide, voire légèrement alcalin.
Pour compenser ces difficultés, de nombreux procédés à effet catalytique ont été proposés, en particulier en utilisant des métaux comme le manganèse ou le fer. De préférence, ces catalyseurs sont mis en oeuvre sous forme soluble dans les conditions du procédé. Toutefois, du fait de la captation du S02 et d'autres polluants, il est nécessaire de prévoir une déconcentration et le catalyseur employé peut polluer l'effluent généré ou le résidu solide. Une quatrième famille de procédés utilise la capacité connue de certains solides divisés, en particulier du charbon actif, à oxyder catalytiquement SO2 en SO 3 et à générer de l'acide sulfurique en présence d'eau. Toutefois, ces procédés connaissent une double limitation du fait de l'inhibition de l'activité catalytique par l'acide généré, ce qui oblige à des lavages fréquents, et du fait du volume important requis pour de telles installations.
La présente invention a donc pour objectif de remédier aux inconvénients des procédés de l'art antérieur en proposant un procédé d'épuration par voie humide des fumées contenant du dioxyde de soufre permettant de réaliser les étapes de captation et d'acidification, chacune dans des conditions optimales sur le plan efficacité et sur le plan économique.
Un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé souple, c'est-à-dire un procédé dont les différentes étapes puissent être à la convenance conduites en série et/ou en parallèle, de façon à pouvoir également s'adapter aux installations existantes. Un autre objectif de l'invention est de proposer un tel procédé qui soit particulièrement économique à mettre en oeuvre.
Un autre objectif encore de l'invention est de pouvoir être utilisé à la production de gypse dans des conditions optimales.
La présente invention a ainsi pour objet un procédé de désulfuration, par voie humide, de fumées contenant du dioxyde de soufre, dans lequel on introduit les fumées dans un laveur humide pour les mettre en contact avec un liquide de lavage à pH contrôlé par injection d'un réactif alcalin, pour la captation du dioxyde de soufre et sa transformation en sulfites et/ou bisulfites, et on oxyde ces derniers en sulfates lors d'une étape d'acidification du liquide de lavage, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape de production, dans un réacteur d'oxydation, d'acide sulfurique dilué par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, puis l'utilisation de tout ou partie de cet acide sulfurique dilué dans l'étape d'acidification du liquide de lavage et/ou dans une étape de dissolution chimique, au sein du liquide de lavage, de calcaire en tant que réactif alcalin, depuis un état grossièrement broyé. L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, elle permet la production d'acide sulfurique dilué de manière "intégrée" à l'ensemble de l'installation. Cette production est de surcroît particulièrement économique en termes d'investissements, dans la mesure où il est seulement nécessaire de rajouter des équipements extrêmement simples aux installations déjà existantes. Cette production est également très économique en termes de coût de fonctionnement.
La production d'un tel acide sulfurique dilué, intégrée à une installation préexistante, permet d'une part de réaliser une acidification temporaire du liquide de lavage destinée à faciliter l'oxydation des sulfites et/ou des bi-sulfites.
Cet acide sulfurique dilué peut d'autre part être utilisé en vue de dissoudre du calcaire grossièrement broyé, en tant que réactif alcalin injecté dans le liquide de lavage. Cet aspect est tout particulièrement avantageux. En effet, il est procédé dans l'art antérieur à un broyage très fin du calcaire, jusqu'à ce que la taille des grains soit de préférence inférieure à 500 microns. Cette opération nécessite la mise en oeuvre de broyeurs qui représentent un investissement élevé et sont de surcroît consommateurs d'énergie et générateurs de nuissances sonores importantes. Conformément à l'invention on dissout, grâce à l'acide sulfurique dilué, du calcaire grossièrement broyé, à savoir concassé à une taille nominale comprise entre 2 et 50 mm, de préférence entre 5 et 20 mm, qui est disponible commercialement à un prix relativement bas. Ceci permet de s'affranchir de la phase de broyage mécanique extrêmement coûteuse de l'art antérieur.
De préférence, l'oxydation du dioxyde de soufre pour produire de l'acide sulfurique dilué est réalisée par passage des fumées à désulfurer, ou d'une partie de celles-ci, sur du charbon actif contenu dans le réacteur d'oxydation, en présence d'oxygène. Par oxydation en présence d'oxygène dans le sens de l'invention, on entend oxydation en présence de l'oxygène des fumées, éventuellement complémenté par un apport d'oxygène extérieur.
Selon une première variante, on utilise un réacteur humide contenant une suspension aqueuse de charbon actif.
Selon une deuxième variante, il s'agit d'un réacteur comportant un lit fixe de charbon actif, arrosé avec de l'eau.
Dans tous les cas, un apport d'eau est effectué pour l'obtention de l'acide sulfurique convenablement dilué. En règle générale, le degré de concentration de l'acide peut être compris entre entre 20 et 300 g/1 et de préférence entre 50 et 150 g/1. Cet apport d'eau peut être fait avec de l'eau industrielle ou avec un liquide provenant du laveur humide décrit ci- après ou des unités qui lui sont associées.
Comme on l'a dit plus haut, la totalité ou seulement une partie des fumées peuvent passer dans le réacteur d'oxydation et le réacteur peut être disposé en série ou en parallèle par rapport au laveur humide. En conséquence, conformément au procédé selon l'invention, on peut soit conduire les fumées à traverser successivement le réacteur d'oxydation en totalité ou partie, puis le laveur humide en totalité, soit partager les fumées entre le réacteur d'oxydation et le laveur humide . On comprend qu'une partie de l'acide sulfurique dilué ainsi produit pourrait être détournée vers une autre installation de désulfuration.
De même, conformément à l'invention, l'étape d'acidification temporaire du liquide de lavage contenant des sulfites et/ou des bisulfites peut être réalisée soit avant, soit après la neutralisation du liquide de lavage. Elle peut être aussi réalisée sur une partie ou sur la totalité du liquide de lavage. L'étape de désulfuration dans le laveur humide s'effectue en présence d'un réactif alcalin encore appelé réactif d'alcalinisation/neutralisation, comme cela est connu en soi. On vise à obtenir un pH aussi élevé que possible tout en restant en deçà de la zone où l'on précipite facilement du carbonate de calcium. On se situera de préférence entre 4 et 8, plus particulièrement entre 5 et 6,5. L'acidification apportée par l'injection d'acide sulfurique faiblement concentré permet d'accélérer l'oxydation, qui elle-même acidifie. Cette acidification est temporaire, car progressivement elle dissout les alcalins présents en suspension qui donc neutralisent en retour l'acide, ceci grâce à une cinétique de dissolution plus lente que la cinétique d'oxydation. L'acidification sera conduite de préférence de manière à amener le pH entre 2,5 et
6 environ, de préférence entre 3,5 et 5.
Le procédé selon l'invention pourra également comprendre l'apport de catalyseur de type Fe, Mn, etc. afin de faciliter l'oxydation, comme cela est connu en soi.
Dans le cas où l'acide sulfurique dilué produit conformément à l'invention est utilisé en vue d'une étape de dissolution chimique du calcaire grossièrement broyé, une telle étape peut comporter une mise en contact du calcaire grossièrement broyé avec cet acide sulfurique dilué.
Selon une première caractéristique de l'invention, le calcaire grossièrement broyé est mis en contact, immédiatement en aval de l'étape d'oxydation des sulfites, à la fois avec l'acide sulfurique dilué et avec le liquide de lavage acidifié provenant de l'étape d'oxydation de sulfites. La dissolution du calcaire est alors assurée à la fois par l'acide sulfurique dilué produit conformément à l'invention et par le liquide de lavage acidifié, qui contient lui aussi de l'acide sulfurique formé par l'oxydation des sulfites et/ou des bi- sulfites.
Dans ce cas, le calcaire grossièrement broyé, après sa mise en contact avec l'acide sulfurique dilué immédiatement en aval de l'étape d'oxydation des sulfites, peut être soumis à une étape de stabilisation sans ajout substantiel de réactif. Une telle étape a pour but de laisser remonter le pH du liquide de lavage, dans lequel est dissous le calcaire, à une valeur comprise entre 5 et 6,5. Lorsque le liquide de lavage possède un pH compris dans une telle plage, il peut être avantageusement renvoyé vers le laveur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le calcaire grossièrement broyé est mis en contact avec l'acide sulfurique dilué, après avoir été mis en contact avec le liquide de lavage acidifié provenant de l'étape de l'oxydation des sulfites. Dans ce cas, le calcaire subit une dissolution préliminaire au contact de ce liquide de lavage acidifié, le contact avec l'acide sulfurique dilué produit conformément à l'invention assurant une dissolution complémentaire de ce calcaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'acide sulfurique dilué est tout d'abord ajouté au liquide de lavage acidifé provenant de l'étape d'oxydation des sulfites, puis on met en contact une première partie des effluents avec le calcaire grossièrement broyé et on renvoie une autre partie de ces effluents vers le laveur.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'acide sulfurique dilué est mis en contact directement avec le calcaire et l'effluent résultant est introduit dans le liquide de lavage au niveau de l'étape d'oxydation des sulfites. Selon cet aspect de l'invention, l'acide sulfurique dilué produit conformément à l'invention n'est pas déjà mélangé au liquide de lavage acidifié lors de sa mise en contact avec le calcaire grossièrement broyé. Ceci est particulièrement favorable pour d'une part fragiliser le calcaire ainsi mis en contact avec l'acide sulfurique produit conformément à l'invention, ce qui est tout à fait avantageux en vue de sa dispersion et de sa dissolution ultérieure, et d'autre part commencer la dissolution du calcaire avec une cinétique favorable du fait du contact direct avec l'acide sulfurique dilué. Ce mode de réalisation assure également une dissolution du calcaire au niveau de l'étape de l'oxydation des sulfites, du fait de l'acidité supplémentaire générée au cours de cette étape. On notera que l'acide sulfurique produit dans les conditions de l'invention n'est pas un acide sulfurique pur, mais qu'il est tout à fait apte à assurer dans des conditions particulièrement appropriées, l'acidification temporaire du liquide de lavage et/ou la dissolution du calcaire grossièrement broyé. Bien entendu, on comprendra que l'acide sulfurique pourrait également provenir en tout ou partie d'un traitement de désulfuration d'un autre débit de fumées suivant l'invention, par exemple de fumées provenant d'une autre chaudière traitée en parallèle.
La présente invention a également pour objet une installation de désulfuration, par voie humide, des fumées contenant du dioxyde de soufre, cette installation comprenant, en parallèle ou en série, un réacteur d'oxydation agencé de manière à pouvoir former de l'acide sulfurique dilué par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, de préférence par réaction entre le dioxyde de soufre et du charbon actif contenu dans ce réacteur et en présence d'oxygène, et d'un laveur humide agencé de manière à pouvoir capter du dioxyde de soufre et le transformer en sulfites et/ou bisulfites, ainsi qu'une unité d'acidification destinée à transformer par oxydation les sulfites et/ou bisulfites en sulfates, cette unité d'acidification pouvant être soit indépendante du laveur humide soit intégrée à celui-ci, l'installation comprenant en outre un moyen permettant d'amener l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation, vers l'unité d'acidification et/ou un moyen permettant de mettre en contact l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation avec du calcaire grossièrement broyé, en vue d'une dissolution chimique de ce calcaire, ainsi que des moyens permettant d'amener le calcaire ainsi dissous vers le laveur humide.
De préférence, le réacteur d'oxydation comporte du charbon actif. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le réacteur d'oxydation est agencé en réacteur humide contenant une suspension aqueuse de charbon actif. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le réacteur comporte un lit fixe de charbon actif, arrosé avec de l'eau.
Dans tous les cas, le réacteur d'oxydation comportera une arrivée d'eau. On peut également utilement prévoir une unité de mesure directe ou indirecte de la concentration en acide sulfurique en aval du réacteur d'oxydation et, asservie à cette unité de mesure, une amenée d'eau régulée, destinée à ajuster le degré de concentration de l'acide dilué.
Par convention, par laveur humide, on entend ici un ensemble dans lequel les fumées sont mises en contact avec un liquide de lavage dans lequel on introduit un réactif de neutralisation/alcalinisation pour assurer la captation du dioxyde de soufre sous forme de sulfites et/ou bisulfites. Ce laveur humide pourra comprendre une unité de lavage et une unité de neutralisation/alcalinisation, qui peuvent être disposées dans un même réacteur ou dans deux réacteurs distincts.
Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, le laveur humide et l'unité d'acidification sont des unités séparées. Suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'unité de neutralisation/alcalinisation et l'unité d'acidification sont disposées dans un même réacteur ou laveur, sous forme de bacs, ou analogues, successifs, agencés notamment de manière à recevoir directement le liquide de lavage ruisselant sur les parois du laveur. Conformément à l'invention, l'unité d'acidification peut être notamment placée :
- en amont de l'unité de neutralisation/alcalinisation,
- en aval de l'unité de neutralisation/alcalinisation avec (cas préféré), ou sans, boucle de recyclage entre la sortie de l'unité d'acidification et l'entrée de l'unité de neutralisation/alcalinisation ; - entre deux unités de neutralisation/alcalinisation successives, avec ou sans boucle de recyclage entre l'unité d'acidification et la première unité de neutralisation/alcalinisation ;
- intégré à l'unité de neutralisation/alcalinisation.
Dans tous les cas, après traitement de neutralisation/alcalinisation et d'acidification /oxydation, la plus grande partie du liquide de lavage est recyclée dans l'unité de lavage et une faible partie est envoyée à une unité de traitement des produits de désulfuration, par exemple une unité de déshydratation du gypse dans le cas de neutralisation à la chaux ou au calcaire.
Dans le cas où l'installation comprend un moyen permettant de mettre en contact l'acide sulfurique produit dans le réacteur d'oxydation avec du calcaire grossièrement broyé, ce moyen comprend de manière avantageuse une ligne renfermant cet acide sulfurique dilué et débouchant dans un réacteur de dissolution contenant le calcaire grossièrement broyé. Ce réacteur peut être disposé immédiatement en aval de l'unité d'acidification. Dans ce cas, un bac de stabilisation du calcaire peut être prévu immédiatement en aval de ce réacteur de dissolution. Selon une autre caractéristique de l'invention, la sortie du réacteur de dissolution débouche dans l'unité d'acidification.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une enceinte de dissolution complémentaire, recevant l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation, est prévue immédiatement en aval d'un réacteur de dissolution primaire, recevant le calcaire grossièrement broyé et le liquide de lavage acidifié provenant de l'unité d'acidification.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, une enceinte intermédiaire, alimentée en acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation, est interposée entre l'unité d'acidification et le réacteur de dissolution, la sortie de cette enceinte intermédiaire étant mise en communication pour une partie avec le laveur et pour une autre partie avec ce réacteur de dissolution.
L'invention peut maintenant être décrite plus en détail à l'aide de modes de réalisation non limitatifs et se référant au dessin dans lequel : - la figure 1 est un schéma-blocs correspondant à un mode de réalisation avec réacteur d'oxydation et laveur humide en série, dans lequel l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation est utilisé dans l'unité d'acidification ;
- la figure 2 est un schéma-blocs correspondant à un mode de réalisation avec réacteur d'oxydation et laveur humide en parallèle, dans lequel l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation est utilisé dans l'unité d'acidification ;
- les figures 3 à 6 sont des schémas-blocs illustrant des modes de réalisation de l'invention, dans lesquels l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation est mis en contact avec du calcaire grossièrement broyé.
La figure 1 représente un schéma-blocs. Les fumées 2 à désulfurer sont amenées dans un réacteur d'oxydation 1 contenant du charbon actif. De l'eau 18 est également amenée à l'unité 1. La réaction qui se produit en 1 entre le charbon actif et une partie du dioxyde de soufre des fumées ainsi qu'avec l'oxygène de ces fumées, produit de l'acide sulfurique 7 dont le degré de concentration peut être ajusté par l'amenée d'eau 18.
Au sortir du réacteur 1, les fumées partiellement épurées 4 sont introduites dans une unité de lavage 5 faisant partie d'un laveur humide, où elles sont mises en contact avec un liquide de lavage réparti dans les fumées par des pulvérisateurs 1 1. Les liquides 12 ainsi obtenus sortant de cette unité de lavage 5 sont collectés dans une unité de neutralisation/alcalinisation 6 qui, suivant une variante, pourrait être intégrée à l'unité 5. Un réactif alcalin ou de neutralisation/alcalinisation 15 (chaux, calcaire) est injecté dans l'unité 6 pour ajuster et maintenir le pH de préférence entre 5 et 6,5. Un appoint d'eau 24 est réalisé pour compenser l'eau évaporée dans l'unité de lavage et l'eau évacuée par la sortie 21 décrite ci- après, compte-tenu des apports 8 et 15. L'unité 5, équipée des pulvérisateurs 11, est alimentée par le biais d'une pompe avec le liquide 19, neutralisé, provenant de l'unité 6. Ce liquide 19 forme le liquide de lavage à injecter dans l'unité de lavage. Le dioxyde de soufre est capté par le liquide de lavage sous forme de sulfites et bisulfites.
Une partie 10 des liquides de l'unité 6 alimente une unité d'acidification 14 agencée de manière à pouvoir recevoir de l'air 20 et une fraction 8 ou la totalité de l'acide sulfurique 7 généré par le réacteur d'oxydation 1, de façon à amener le pH dans une zone où l'oxydation des sulfites/bisulfites est favorisée, en particulier dans la plage de 3,5 à 5. L'autre partie 9 de l'acide est évacuée le cas échéant. Les fumées épurées 13 sont évacuées vers une cheminée, non représentée. Le liquide 16 sortant de l'unité d'acidification 14 est dirigé vers une unité 22 de séparation solide/liquide destinée à évacuer les résidus solides par la sortie 21 (par exemple gypse), pouvant être un hydrocyclone, la fraction claire 23 étant retournée à l'unité 6.
La figure 2 représente un schéma- bloc dans lequel le couplage entre les deux unités 1 et 5 se fait en parallèle. Une partie donnée 2a des fumées 2 est amenée dans le réacteur d'oxydation 1 contenant du charbon actif. De l'eau 18 est également amenée et une fraction 8 ou la totalité de l'acide sulfurique 7 produit par 1 alimente l'unité d'acidification 14. Les fumées épurées 25 correspondant à la fraction 2a sont évacuées vers la cheminée, non représentée. Alternativement, l'unité 1 peut n'être utilement dimensionnée que pour une désulfuration partielle des fumées, résultant de la production d'acide sulfurique, les fumées 25 étant alors introduites avec la fraction 2b des fumées dans l'unité 5 pour désulfuration complémentaire.
La fraction 2b des fumées, non traitée par l'unité 1 (ou le cas échéant cette fraction 2b et les fumées 25), est dirigée vers l'unité de lavage 5 du laveur humide où elle est mise en contact avec le liquide de lavage 19. Les liquides collectés 12 sont envoyés dans l'unité d'acidification 14 qui est agencée de manière à pouvoir recevoir de l'air 20 et une fraction 8 ou la totalité de l'acide 7 généré par 1 de façon à maintenir le pH dans une zone favorable à l'oxydation, de préférence entre 3,5 et 5. Le liquide 16 sortant de l'unité d'acidification est envoyé dans l'unité de neutralisation 6, pouvant être intégrée à l'unité 5, et recevant le réactif de neutralisation 15. Le liquide 26 sortant de l'unité de neutralisation 6 est dirigé pour une faible part 10 vers l'unité de séparation liquide/solide 22 analogue à celle de la figure 1. La plus grande partie de ce liquide 26 est renvoyée comme liquide de lavage 19 à l'unité de lavage 5 par une pompe. Un appoint d'eau 24 analogue à celui de la figure 1 est réalisé sur l'unité de neutralisation 6. Les fumées épurées 13 sortant du laveur sont évacuées vers une cheminée, non représentée.
Les figures 3 à 6 illustrent des modes de réalisation de l'invention, dans lesquels l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation est mis en contact avec du calcaire grossièrement broyé. Dans l'ensemble de ces figures, on a représenté seulement l'arrivée 8 d'acide sulfurique dilué et l'arrivée 4 des fumées partiellement épurées provenant du réacteur d'oxydation 1, arrivées 4 et 8 telles qu'illustrées à la figure 1. Il est à noter que cette arrivée 4 de fumées partiellement épurées peut être remplacée par la fraction 2b de fumées non traitées, telle qu'illustré à la figure 2.
Comme le montre la figure 3, les fumées 4 à désulfurer sont introduites dans un laveur 54 où elles sont mises en contact avec un liquide de lavage. Dans l'exemple représenté, le liquide de lavage est introduit par des première et seconde lignes 56, 58 recyclées depuis l'aval du laveur.
Les liquides 60 sortant du laveur 54 sont ensuite collectés, puis introduits au sein d'une unité d'acidification 62 du liquide de lavage. Le liquide de lavage est acidifié par l'acide sulfurique formé par l'oxydation des sulfites et ou des bisulfites. La ligne 8 d'acide sulfurique dilué provenant du réacteur d'oxydation est divisée en deux conduits 64 et 74.
La première source d'acide 64 débouche dans l'unité 62, de manière à maintenir un pH propice à l'oxydation, à savoir voisin ou inférieur à 4,5. L'unité 62 reçoit également, par un conduit 66, de l'air d'oxydation extérieur.
Les effluents liquides 68 de l'unité d'acidification 62, qui comprennent le liquide de lavage acidifié, sont introduits dans un réacteur 70, qui reçoit du calcaire 72 sous forme grossièrement broyée à une taille moyenne comprise entre 2 mm et 50 mm, de préférence entre 10 et 25 mm. Ce réacteur 70 est par ailleurs alimenté au moyen de la deuxième source 74 d'acide sulfurique dilué.
L'acidité de la source 74 et des effluents 68 conduit à la dissolution du calcaire 72. On est à même de régler le débit de cette source 74, de sorte que le pH régnant au sein du réacteur 70 soit inférieur ou égal à 4,5. Il est à noter que le calcaire est directement dissous au sein du liquide de lavage. Les particules de calcaire les plus grosses, par exemple celles dont le diamètre est supérieur à quelques millimètres, sont retenues au sein de ce réacteur de dissolution 70, par tout moyen approprié tel que des tamis. Les effluents 76 du réacteur de dissolution 70 sont pour partie recyclés, par la ligne
56, en direction du laveur 54. Cette fraction recyclée possède un pH compris entre 2 et 6.
L'autre partie des effluents 76 est conduite, par une ligne 80, vers un bac 82 de stabilisation dans lequel les particules de calcaire vont achever leur dissolution au sein du liquide de lavage, de manière à faire remonter le pH de ce dernier à une valeur comprise entre 5 et 6,5.
Les effluents 84 du bac 82 sont ensuite pour partie recyclés, via la ligne 58, en direction du laveur 54 et pour partie admis au sein d'un hydrocyclone 86 assurant, de façon connue, la séparation du gypse par la ligne 88. La fraction claire de l'hydrocyclone 86 est alors retournée, par la ligne 90, vers le bac 82. Les fumées épurées 92 sont évacuées du laveur 54 vers une cheminée non représentée, par tout moyen approprié tel qu'un ventilateur de tirage.
On retrouve, à la figure 4, le laveur 54 mis en communication avec l'unité d'acidification 62. Les effluents 68 de cette unité 62 sont dirigés vers le réacteur de dissolution 70, recevant par ailleurs le calcaire 72 sous forme grossièrement broyée. Le calcaire 72 subit alors une dissolution préliminaire directement au sein du liquide de lavage acidifié, présent dans les effluents 68 de l'unité d'acidification 62.
Les effluents 76 de ce réacteur 70, dont le pH est voisin de 5 à 6, sont pour partie recyclés vers le laveur 54 au moyen d'une ligne 77, et pour partie admis dans une enceinte
79 de dissolution complémentaire du calcaire. La ligne 8, alimentée par l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation, débouche dans cette enceinte 79. Les effluents 83 sortant de l'enceinte 79 sont admis dans l'hydrocyclone 86, dont la fraction non séparée est recyclée, par une ligne 87, en direction du laveur 54. A la figure 5, le laveur 54 est mis en communication avec l'unité d'acidification 62, dont les effluents 68 sont admis dans une enceinte intermédiaire 69, dans laquelle débouche la ligne 8 alimentée en acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation. Les effluents 73 de cette enceinte 69 sont alors à un pH compris entre 3 et 5.
Ces effluents 73 sont alors en partie dirigés vers l'hydrocyclone 86, dont la fraction non séparée 87 est renvoyée vers le laveur 54. L'autre partie des effluents 73 est conduite vers le réacteur de dissolution 70, rempli par ailleurs au moyen du calcaire 72 sous forme grossièrement broyé. Ce dernier est donc dissous, sous l'effet de l'acide sulfurique 8, directement dans le liquide de lavage, cet acide et ce liquide de lavage étant présents dans les effluents 73 de l'enceinte 69. Les effluents 76 du réacteur de dissolution 70 sont retournés vers le laveur 54.
A la figure 6, le réacteur de dissolution 70 est alimenté en calcaire grossièrement broyé 72, à une taille moyenne comprise entre 2 et 50 mm, de préférence entre 10 et 25 mm. Ce réacteur 70 reçoit également, par la ligne 8, de l'acide sulfurique dilué produit dans le réacteur d'oxydation et dont la concentration est comprise entre 20 et 300 g/1, de préférence entre 50 et 150 g/1.
Le calcaire 72 est donc soumis à une attaque violente conduisant à une fragilisation de sa structure et à sa dissolution, au moins partielle. Le réacteur est par exemple constitué d'un tambour rotatif incliné, analogue à ceux utilisés pour la préparation du béton dans les travaux publics. De l'eau 75 peut également être introduite, de manière optionnelle, dans le réacteur 70, afin d'éviter un emballement de la réaction ou un échauffement excessif des produits de cette dernière.
Les effluents 77 du réacteur 70 comprennent, outre du calcaire non dissous, du sulfate de calcium et un liquide formé d'eau et d'acide sulfurique.
Ces effluents 77 sont dirigés vers l'unité d'acidification 62, disposée en aval du laveur 54 et qui reçoit par ailleurs de l'air d'oxydation 66 et de l'eau d'appoint non représentée. Le calcaire attaqué au sein du réacteur 70, est dissous au sein du liquide de lavage dans cette unité d'acidification 62. L'effluent liquide 68 sortant de l'unité d'acidification 62 se trouve à un pH compris entre 4 et 7. Il est dirigé vers l'hydrocyclone 86 où le résidu solide contenant du gypse est évacué par la ligne 88. La ligne 90 permet de diriger le liquide non séparé dans l'hydrocyclone, vers le laveur 54, afin que ce liquide, riche en calcaire dissous, assure la captation du dioxyde de soufre au sein du laveur 54. Les fumées épurées 92 sont évacuées de manière connue.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de désulfuration, par voie humide, de fumées (2) contenant du dioxyde de soufre, dans lequel on introduit les fumées (2) dans un laveur humide (5, 6) pour les mettre en contact avec un liquide de lavage (19) à pH contrôlé par injection d'un réactif alcalin (15) pour la captation du dioxyde de soufre et sa transformation en sulfites et/ou bisulfites, et on oxyde ces derniers en sulfates lors d'une étape d'acidification (14) du liquide de lavage, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape de production, dans un réacteur d'oxydation (1), d'acide sulfurique dilué (7) par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, puis l'utilisation de tout ou partie de cet acide sulfurique (7) dilué dans l'étape d'acidification du liquide de lavage.
2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée après neutralisation du liquide. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée avant neutralisation du liquide, par acidification temporaire du liquide de lavage.
4 - Procédé de désulfuration, par voie humide, de fumées contenant du dioxyde de soufre, dans lequel on introduit les fumées dans un laveur humide (54) pour les mettre en contact avec un liquide de lavage à pH contrôlé par injection d'un réactif alcalin (72) pour la captation du dioxyde de soufre et sa transformation en sulfites et/ou bisulfites, et on oxyde ces derniers en sulfates lors d'une étape d'acidification (en 62) du liquide de lavage, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape de production, dans un réacteur d'oxydation, d'acide sulfurique dilué (8) par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, puis l'utilisation de tout ou partie de cet acide sulfurique (8) dans une étape de dissolution chimique (en 70 ; 79), au sein du liquide de lavage, de calcaire en tant que réactif alcalin, depuis un état grossièrement broyé.
5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite étape de dissolution chimique du calcaire comporte une étape de mise en contact (en 70 ; 79) du calcaire grossièrement broyé (72) avec ledit acide sulfurique dilué (8). 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le calcaire grossièrement broyé (72) est mis en contact, immédiatement en aval de ladite étape d'oxydation des sulfites (en 62), à la fois avec ledit acide sulfurique dilué (8) et avec le liquide de lavage acidifié (68) provenant de ladite étape d'oxydation des sulfites. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le calcaire grossièrement broyé (72), après sa mise en contact avec ledit acide sulfurique dilué (8) immédiatement en aval de l'étape d'oxydation des sulfites (en 62), est soumis à une étape de stabilisation (en 82) sans ajout substantiel de réactif. 8 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le calcaire grossièrement broyé (72) est mis en contact (en 79) avec ledit acide sulfurique dilué (8), après avoir été mis en contact (en 70) avec le liquide de lavage acidifié (68) provenant de ladite étape d'oxydation des sulfites (en 62).
9 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit acide sulfurique dilué (8) est tout d'abord ajouté au liquide de lavage acidifié (68) provenant de ladite étape d'oxydation des sulfites (en 62), puis on met en contact (en 70) une première partie des effluents (73) ainsi obtenus avec le calcaire grossièrement broyé (72) et on renvoie une autre partie desdits effluents (73) vers le laveur (54).
10 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit acide sulfurique dilué (8) est mis en contact (en 70) directement avec le calcaire grossièrement broyé (72) et l'effluent (77) en résultant est introduit dans le liquide de lavage au niveau de l'étape d'oxydation des sulfites (en 62).
1 1 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'oxydation du dioxyde de soufre pour produire de l'acide sulfurique dilué est réalisée par passage des fumées à désulfurer, ou d'une partie de celles-ci, sur du charbon actif contenu dans le réacteur d'oxydation ( 1 ) et en présence d'oxygène.
12 - Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que, comme réacteur d'oxydation, on utilise un réacteur (1) humide contenant une suspension aqueuse de charbon actif ou un réacteur (1) comportant un lit fixe de charbon actif, arrosé avec de l'eau. 13 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'on conduit les fumées (2) à traverser successivement le réacteur d'oxydation en totalité ou en partie, puis le laveur humide en totalité.
14 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que l'on partage les fumées (2a, 2b) entre le réacteur d'oxydation (1) et le laveur humide (5).
15 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l'apport d'eau au réacteur d'oxydation (1) est en totalité ou en partie un liquide provenant du laveur humide (5) ou des unités qui lui sont associées. 16 - Installation de désulfuration, par voie humide, de fumées contenant du dioxyde de soufre, comprenant, en parallèle ou en série, un réacteur d'oxydation (1) agencé de manière à pouvoir former de l'acide sulfurique dilué (7) par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, de préférence par réaction entre le dioxyde de soufre et du charbon actif contenu dans ce réacteur (1) et en présence d'oxygène, et un laveur humide (5, 6) agencé de manière à pouvoir capter du dioxyde de soufre et le transformer en sulfites et/ou bisulfites, ainsi qu'une unité d'acidification (14) destinée à transformer par oxydation les sulfites et/ou bisulfites en sulfates, cette unité d'acidification (14) pouvant être soit indépendante du laveur humide (5) soit intégrée à celui-ci, l'installation comprenant en outre un moyen permettant d'amener l'acide sulfurique (7) dilué produit dans le réacteur d'oxydation (1), vers l'unité d'acidification (14).
17 - Installation selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que le laveur humide comprend une unité de lavage (5) et une unité de neutralisation/alcalinisation (6) dans un même réacteur ou dans des réacteurs distincts. 18 - Installation selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que le laveur humide (5, 6) et l'unité d'acidification (14) sont des unités séparées.
19 - Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'unité de neutralisation/alcalinisation (6) et l'unité d'acidification (14) sont disposées dans le même réacteur. 20 - Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'unité d'acidification (14) est placée :
- en amont de l'unité de neutralisation/alcalinisation (6), avec une boucle de recyclage entre la sortie de cette unité (6) et l'entrée de l'unité de lavage (5) ; ou
- en aval de l'unité de neutralisation/alcalinisation (6) avec ou sans boucle de recyclage entre la sortie de l'unité d'acidification (14) et l'entrée de l'unité de neutralisation/alcalinisation (6) ; ou
- entre deux unités de neutralisation/alcalinisation successives, avec ou sans boucle de recyclage entre unité d'acidification et la première unité de neutralisation/alcalinisation ;
- intégré à l'unité de neutralisation/alcalinisation. 21 - Installation de désulfuration, par voie humide, de fumées contenant du dioxyde de soufre, comprenant, en parallèle ou en série, un réacteur d'oxydation agencé de manière à pouvoir former de l'acide sulfurique dilué (8) par oxydation d'une fraction du dioxyde de soufre, de préférence par réaction entre le dioxyde de soufre et du charbon actif contenu dans ce réacteur et en présence d'oxygène, et un laveur humide (54) agencé de manière à pouvoir capter du dioxyde de soufre et le transformer en sulfites et/ou bisulfites, ainsi qu'une unité d'acidification (62) destinée à transformer par oxydation les sulfites et/ou bisulfites en sulfates, cette unité d'acidification (62) pouvant être soit indépendante du laveur humide (54) soit intégrée à celui-ci, l'installation comprenant en outre un moyen
(70 ; 79) permettant de mettre en contact l'acide sulfurique (8) dilué produit dans le réacteur d'oxydation avec du calcaire grossièrement broyé (72), en vue d'une dissolution chimique de ce calcaire, ainsi que des moyens permettant d'amener le calcaire ainsi dissous vers le laveur humide. 22 - Installation selon la revendication 21, caractérisée en ce que le moyen de mise en contact comprend une ligne (8) renfermant ledit acide sulfurique dilué et débouchant dans un réacteur de dissolution (70) contenant le calcaire grossièrement broyé.
23 - Installation selon la revendication 22, caractérisée en ce que le réacteur de dissolution (70) est disposé immédiatement en aval de l'unité d'acidification (62). 24 - Installation selon la revendication 23, caractérisée en ce qu'un bac (82) de stabilisation du calcaire est prévu immédiatement en aval du réacteur de dissolution (70).
25 - Installation selon la revendication 22, caractérisée en ce que la sortie dudit réacteur de dissolution (70) débouche dans l'unité d'acidification (62).
26 - Installation selon l'une quelconque des revendications 16 à 25, caractérisée en ce que le réacteur d'oxydation (1) est agencé en réacteur humide contenant une suspension aqueuse de charbon actif ou comporte un lit fixe de charbon actif, arrosé avec de l'eau, le réacteur (1) étant muni d'une arrivée d'eau (18).
27 - Installation selon la revendication 26, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de mesure directe ou indirecte de la concentration de l'acide sulfurique produit et une amenée d'eau asservie à cette unité de mesure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6254843B1 (en) * 1999-11-19 2001-07-03 Marsulex Environmental Technologies, Llc Process for the reclamation of calcium sulfite produced by a calcium-based FGD system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2094279A (en) * 1981-03-05 1982-09-15 Foster Wheeler Energy Corp Process for comminuting and activating limestone by reaction with CO2
EP0139802A2 (fr) * 1983-09-09 1985-05-08 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Procédé de désulfurisation de fumée
US4976936A (en) * 1989-08-18 1990-12-11 Dravo Lime Company Flue gas desulfurization with oxidation of calcium sulfite in FGD discharges
EP0679426A1 (fr) * 1994-04-28 1995-11-02 Dravo Lime Company Lavage assisté avec magnésium de l'anhydride sulfureux avec formation du gypse
US5630991A (en) * 1994-08-16 1997-05-20 General Electric Co. Limestone-based wet flue gas desulfurization process
JPH10137539A (ja) * 1996-11-08 1998-05-26 Babcock Hitachi Kk 粗粒固体脱硫剤を用いる排煙脱硫方法と装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2094279A (en) * 1981-03-05 1982-09-15 Foster Wheeler Energy Corp Process for comminuting and activating limestone by reaction with CO2
EP0139802A2 (fr) * 1983-09-09 1985-05-08 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Procédé de désulfurisation de fumée
US4976936A (en) * 1989-08-18 1990-12-11 Dravo Lime Company Flue gas desulfurization with oxidation of calcium sulfite in FGD discharges
EP0679426A1 (fr) * 1994-04-28 1995-11-02 Dravo Lime Company Lavage assisté avec magnésium de l'anhydride sulfureux avec formation du gypse
US5630991A (en) * 1994-08-16 1997-05-20 General Electric Co. Limestone-based wet flue gas desulfurization process
JPH10137539A (ja) * 1996-11-08 1998-05-26 Babcock Hitachi Kk 粗粒固体脱硫剤を用いる排煙脱硫方法と装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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