WO2023209308A1 - Unité de remplissage de coke de pétrole et procédé de remplissage - Google Patents

Unité de remplissage de coke de pétrole et procédé de remplissage Download PDF

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WO2023209308A1
WO2023209308A1 PCT/FR2023/050515 FR2023050515W WO2023209308A1 WO 2023209308 A1 WO2023209308 A1 WO 2023209308A1 FR 2023050515 W FR2023050515 W FR 2023050515W WO 2023209308 A1 WO2023209308 A1 WO 2023209308A1
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WO
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filling
suction
conduit
petroleum coke
unit
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PCT/FR2023/050515
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English (en)
Inventor
Franck FRULEUX
Original Assignee
Fives Ecl
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C25C3/125—Anodes based on carbon

Definitions

  • TITLE Petroleum coke filling unit and filling process
  • the invention relates to the field of production of anodes intended for the production of primary aluminum.
  • the invention relates to petroleum coke filling units in the cells of anode baking furnaces.
  • the industrial production of aluminum from alumina by the Hall-Héroult process is a well-known technique. Generally speaking, it is carried out within an electrolysis installation in which several electrolysis tanks are installed. Each tank is filled with an electrolytic bath including cryolite in which alumina is dissolved. Carbon anodes are partially immersed in the electrolytic bath and dissolve to produce liquid aluminum which accumulates at the bottom of the tank.
  • the anodes are consumed during the electrolysis reaction, and are replaced regularly.
  • Aluminum production plants generally include an anode production unit.
  • the anode production unit includes a furnace containing cells in the form of trenches made in the ground.
  • the anodes are first stacked on top of each other in the cells. Then, petroleum coke is discharged into the alveoli. Petroleum coke allows heat to be preserved in the cells.
  • Petroleum coke is discharged using a filling unit including a filling conduit. Petroleum coke is in the form of granules of heterogeneous dimensions.
  • Fine particles are typically particles smaller than 100 micrometers.
  • Current filling units include a suction system which allows fine particles to be sucked up at the end of the filling conduit, when the petroleum coke exits said filling conduit.
  • the objective is to vacuum up as many fine particles as possible before they spread through the air, forming a dust mist.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks by proposing a filling unit whose suction system makes it possible to suck up almost all of the fine particles.
  • suction system comprising a suction device and a suction conduit for petroleum coke particles, called fine particles, filling unit in which, the suction conduit opens on the one hand onto the filling conduit through a suction opening, said suction conduit being connected on the other hand to the suction device so that the suction system is able to suck up the fine particles present in the filling conduit.
  • This suction system makes it possible to suck up fine particles before the petroleum coke leaves the filling pipe.
  • the petroleum coke is conditioned before being poured into the cells of the cooking oven. It was then noted that petroleum coke no longer produces fog due to fine particles, because suction into the suction pipe proves more effective than suction outside it.
  • the filling conduit has a side opening intended to allow an air intake
  • the filling unit comprises fins arranged opposite the side opening and inside the filling conduit;
  • the fins are in the form of flat plates parallel to each other and defining a first angle with the direction of movement, between 45° and 90°, preferably approximately 60°, said first angle being measured in the anti direction hourly ;
  • two adjacent fins are located at a first distance from one of the other between 10 and 100 millimeters, preferably approximately 55 millimeters, said first distance being measured along an axis substantially parallel to the direction of movement;
  • the filling unit comprises deflectors arranged opposite the suction opening and inside the filling conduit;
  • the deflectors are in the form of flat plates parallel to each other and defining a second angle with the direction of movement, between 20° and 45°, preferably approximately 30°, said second angle being measured clockwise ;
  • two adjacent deflectors are located at a second distance from each other of between 30 and 200 millimeters, preferably approximately 88 millimeters, said second distance being measured along an axis substantially parallel to the direction of movement;
  • the filling conduit comprises a central wall comprising a petroleum coke inlet orifice, filling unit in which the fins and the deflectors are arranged facing said central wall along an axis substantially parallel to the direction of movement;
  • the filling unit comprises a device for controlling the section of the lateral opening and/or comprises a device for controlling the section of the suction opening, these control devices being able to modify said sections.
  • a primary aluminum production plant including a baking oven and a petroleum coke filling unit in said oven as previously described.
  • the method includes an operation of modifying the section of the lateral opening and/or the section of the suction opening;
  • the suction flow rate is set between 1000 and 3000 cubic meters per hour, preferably 1800 cubic meters per hour;
  • the air speed at the side opening is approximately between 5 and 25 meters per second, preferably 16 meters per second.
  • Figure 1 is a schematic representation of a petroleum coke filling unit according to the invention.
  • FIG. 1 a unit 1 for filling petroleum coke is shown.
  • the filling unit 1 is intended to pour petroleum coke into a cell 2 of an oven 3 for cooking anodes 4.
  • the anodes 4 are stacked one on top of the other in the cells 2.
  • the filling unit 1 comprises a filling conduit 5.
  • a stream of petroleum coke moves in a direction of movement represented by an X axis.
  • the filling unit 1 includes a suction system 6.
  • the suction system 6 comprises a suction device 7 and a conduit 8 for suction of petroleum coke particles.
  • the suction device 7 is intended to suck up small particles, these particles are called fine.
  • the filling conduit 5 has a suction opening 9.
  • the suction conduit 8 opens onto the filling conduit 5 through the suction opening 9.
  • the suction conduit 8 is connected at its other end to the suction device 7.
  • the suction system 6 can suck up the fine particles of petroleum coke present directly in the filling conduit 5.
  • This suction system 6 makes it possible to suck up the fine particles before the petroleum coke leaves the filling conduit 5.
  • the petroleum coke is conditioned before being poured into the cells 2 of the cooking oven 3. It was then noted that petroleum coke no longer produces mist due to fine particles, because suction in the suction conduit 8 proves more effective than suction outside it.
  • the filling unit 1 When a cell 2 is filled with petroleum coke, the filling unit 1 is moved to another cell 2 and so on. Once the filling operations are completed, a flame is deployed in the walls of the alveoli. This is achieved by means of burners and fans not shown.
  • the filling conduit 5 comprises a lateral opening 10.
  • the side opening 10 allows an air intake so as to allow the suction system 6 to operate properly.
  • the filling unit 1 comprises fins 11. The fins 1 1 are arranged opposite the side opening 10. They are located inside the filling conduit 5.
  • the fins 1 1 make it possible to deflect the flow of suction air coming from the side opening 10. This deviation makes it possible to extend the length of the suction air flow passing through the filling conduit 5, thereby improving the capture of fine particles by the suction system 6.
  • the fins 11 are in the form of flat plates parallel to each other. They define a first angle a with the X axis between 45° and 90°.
  • the first angle a is measured counterclockwise (trigonometric). In a preferred embodiment, the first angle a is approximately 60°.
  • Such an arrangement of the fins 11 makes it possible to deflect the air flow in the direction of the axis X, and not against the direction of movement of the petroleum coke in the filling conduit 5.
  • the capture of fine petroleum coke particles is then optimized according to tests and analyzes carried out by the applicant.
  • the fins 11 are spaced from each other along the axis X.
  • Two adjacent fins 11 are advantageously spaced from each other by a first distance a measured along the axis
  • the first distance a is approximately 55 millimeters.
  • This spacing between the fins 1 1 makes it possible to obtain a flow of suction air allowing the capture of fine particles without capturing large particles.
  • the filling unit 1 comprises deflectors 12.
  • the deflectors 12 are arranged opposite the suction opening 9.
  • the deflectors 12 are located inside the filling conduit 5.
  • the deflectors 12 are in the form of flat plates parallel to each other. They define a second angle p with the X axis.
  • the second angle P is measured clockwise.
  • the second angle P is between 20° and 45°. In a preferred embodiment, the second angle P is approximately 30°.
  • the petroleum coke particles strike the deflectors 12 during their journey in the filling conduit 5.
  • the deflectors 12 thus arranged allow the suction system 6 to capture only fine particles. Indeed, by hitting the deflectors 12, the fine particles are sucked up by the suction opening 9 thanks to the suction air flow. Larger particles, under the effect of gravity, resume their path along the X axis.
  • the deflectors 12 are spaced from each other along the axis X.
  • Two adjacent deflectors 12 are advantageously spaced from each other by a second distance b measured along the axis
  • the second distance b is approximately 90 millimeters. This spacing between the deflectors 12 makes it possible to obtain a flow of suction air making it possible to capture fine particles without capturing large particles.
  • the filling conduit 5 comprises an outer envelope.
  • the outer envelope has a side wall 13 and a central wall 14.
  • the central wall 14 is arranged perpendicular to the side wall 13.
  • the central wall 14 has a petroleum coke inlet orifice 15.
  • the petroleum coke inlet pipe 16 opens into the filling pipe 5 through the inlet orifice 15.
  • the fins 11 and the deflectors 12 are arranged facing the central wall 14, along the axis X.
  • the filling unit 1 comprises a device 17 for controlling the section of the lateral opening 10.
  • the filling unit 1 may include a device 17 for controlling the section of the suction opening 9.
  • the filling unit 1 only comprises a device 17 for controlling the section of the lateral opening 10 and is devoid of a device 17 for controlling the section of the opening 9 d aspiration.
  • the cell 2 comprises anodes 4 stacked on top of each other, and intended for production primary aluminum.
  • the method implements the filling unit 1 previously described.
  • the method comprises an operation of circulating petroleum coke in the filling conduit 5.
  • Petroleum coke is initially stored in a hopper.
  • the petroleum coke then goes down a supply pipe and finally a filling pipe in order to be poured into a cell 2 of anode baking oven 4.
  • the process includes a fine particle suction operation. This operation is carried out by means of the suction system 6. During this step a flow of suction air extending from the lateral opening 10 to the suction opening 9 captures the fine particles in the filling conduit 5, these fine particles being conveyed towards the conduit 8 suction.
  • the method comprises an operation of modifying the section of the lateral opening 10 and/or the section of the suction opening 9. This operation is carried out when a mist of fine particles becomes too significant.
  • the section of the side opening 10 is adjusted by means of the section control device 17.
  • the suction flow rate in the suction conduit is adjusted between 1000 and 3000 cubic meters per hour. In a preferred embodiment, the suction flow rate is 1800 cubic meters per hour.
  • a flow rate chosen in this interval makes it possible to obtain capture of fine particles and to avoid mist at the outlet of the filling pipe 5.
  • the air speed at the side opening 10 is substantially between 5 and 25 meters per second. In a preferred embodiment, the speed is approximately 16 meters per second.
  • a speed chosen in this interval makes it possible to obtain the capture of fine particles, in particular those having a dimension less than 100 micrometers and which are those likely to cause a mist at the outlet of the filling conduit 5.

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Abstract

Unité (1) de remplissage de coke de pétrole dans une alvéole (2) d'un four (3) de cuisson d'anodes (4) destinées à la production d'aluminium primaire, lesdites alvéoles (2) contenant des anodes (4), l 'unité (1) de remplissage comprenant : - un conduit (5) de remplissage dans lequel un flux de coke de pétrole se déplace selon une direction de déplacement, - un système (6) d'aspiration comprenant un disposit if (7) d'aspiration et un conduit (8) d'aspiration de particules de coke de pétrole, dites fines, unité (1) de remplissage dans laquelle, le conduit (8) d'aspiration débouche d'une part sur le conduit (5) de remplissage par une ouverture (9) d'aspiration, ledit conduit (8) d'aspiration étant connecté d'autre part au disposit if (7) d'aspiration de sorte que le système (6) d'aspiration est apte à aspirer les particules fines présentes dans le conduit (5) de remplissage.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Unité de remplissage de coke de pétrole et procédé de remplissage
Domaine technique de l'invention
L’invention concerne le domaine de la production des anodes destinées à la production d’aluminium primaire. En particulier, l’invention concerne les unités de remplissage de coke de pétrole dans les alvéoles des fours de cuisson des anodes.
Arrière-plan technique
La production industrielle d’aluminium à partir d’alumine par le procédé Hall-Héroult est une technique bien connue. De manière générale, elle est réalisée au sein d’une installation d’électrolyse dans laquelle sont installées plusieurs cuves d’électrolyse. Chaque cuve est emplie d’un bain électrolytique comprenant notamment de la cryolite dans laquelle est dissoute de l’alumine. Des anodes en carbone sont partiellement immergées dans le bain électrolytique et se dissolvent pour produire de l’aluminium liquide s’accumulant au fond de la cuve.
Les anodes sont consommées au cours de la réaction d’électrolyse, et sont remplacées régulièrement.
Les usines de production d’aluminium comprennent, de façon générale, une unité de production d’anodes. L’unité de production d’anodes comprend un four contenant des alvéoles se présentant sous la forme de tranchées pratiquées dans le sol . Les anodes sont d’abord empilées les unes sur les autres dans les alvéoles. Puis, du coke de pétrole est déversé dans les alvéoles. Le coke de pétrole permet la conservation de la chaleur dans les alvéoles.
Le coke de pétrole est déversé au moyen d’une unité de remplissage comprenant un conduit de remplissage. Le coke de pétrole se présente sous la forme de granules de dimensions hétérogènes.
Lorsque le coke de pétrole est déversé dans les alvéoles du four de cuisson, les particules fines les plus petites, et donc les plus légères forment un brouillard de poussière, dont il est préférable de s’affranchir. Cette poussière représente un danger pour la sécurité des installations et des personnes qui y travaillent. Des particules fines sont typiquement des particules inférieures à 100 micromètres.
Les unités de remplissage actuelles comprennent un système d’aspiration qui permet d’aspirer les particules fines à l’extrémité du conduit de remplissage, lorsque le coke de pétrole sort dudit conduit de remplissage. L’objectif est d’aspirer le plus de particules fines avant que celles-ci ne se propagent dans l’air en formant un brouillard de poussière.
Les systèmes d’aspiration actuels ne donnent pas entière satisfaction car une quantité significative de particules fines échappe au système d’aspiration . Un brouillard de poussière se forme alors.
L’objet de l’invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une unité de remplissage dont le système d’aspiration permet d’aspirer la quasi-totalité des particules fines.
Résumé de l'invention A cet effet, il est proposé en premier lieu une unité de remplissage de coke de pétrole dans une alvéole d’un four de cuisson d’anodes destinées à la production d’aluminium primaire, lesdites alvéoles contenant des anodes, l’unité de remplissage comprenant
- un conduit de remplissage dans lequel un flux de coke de pétrole se déplace selon une direction de déplacement,
- un système d’aspiration comprenant un dispositif d’aspiration et un conduit d’aspiration de particules de coke de pétrole, dites fines, unité de remplissage dans laquelle, le conduit d’aspiration débouche d’une part sur le conduit de remplissage par une ouverture d’aspiration, ledit conduit d’aspiration étant connecté d’autre part au dispositif d’aspiration de sorte que le système d’aspiration est apte à aspirer les particules fines présentes dans le conduit de remplissage.
Ce système d’aspiration permet d’aspirer les particules fines avant que le coke de pétrole ne sorte du conduit de remplissage. Ainsi le coke de pétrole est conditionné avant d’être déversé dans les alvéoles du four de cuisson. Il a alors été constaté que le coke de pétrole ne produit plus de brouillard dû aux particules fines, car une aspiration dans le conduit d’aspiration s’avère plus efficace qu’une aspiration hors de celui-ci.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :
- le conduit de remplissage comporte une ouverture latérale destinée à permettre une prise d’air ;
- l’unité de remplissage comprend des ailettes agencées en regard de l’ouverture latérale et à l’intérieur du conduit de remplissage ;
- les ailettes se présentent sous la forme de plaques planes parallèles les unes aux autres et définissant un premier angle avec la direction de déplacement, compris entre 45° et 90°, de préférence environ 60°, ledit premier angle étant mesuré selon le sens anti horaire ;
- deux ailettes adjacentes sont situées à une première distance l’une de l’autre comprise entre 10 et 100 millimètres, de préférence environ 55 millimètres, ladite première distance étant mesurée selon un axe sensiblement parallèle à la direction de déplacement ;
- l’unité de remplissage comprend des déflecteurs agencés en regard de l’ouverture d’aspiration et à l’intérieur du conduit de remplissage ;
- les déflecteurs se présentent sous la forme de plaques planes parallèles les unes aux autres et définissant un deuxième angle avec la direction de déplacement, compris entre 20° et 45°, de préférence environ 30°, ledit deuxième angle étant mesuré selon le sens horaire ;
- deux déflecteurs adjacents sont situés à une deuxième distance l’une de l’autre comprise entre 30 et 200 millimètres, de préférence environ 88 millimètres, ladite deuxième distance étant mesurée selon un axe sensiblement parallèle à la direction de déplacement ;
- le conduit de remplissage comprend une paroi centrale comportant un orifice d’arrivée de coke de pétrole, unité de remplissage dans laquelle les ailettes et les déflecteurs sont agencés en regard de ladite paroi centrale selon un axe sensiblement parallèle à la direction de déplacement ;
- l’unité de remplissage comprend un dispositif de contrôle de la section de l’ouverture latérale et/ou comprend un dispositif de contrôle de la section de l’ouverture d’aspiration, ces dispositifs de contrôle étant aptes à modifier lesdites sections.
Il est proposé en deuxième lieu une usine de production d’aluminium primaire comprenant un four de cuisson et une unité de remplissage de coke de pétrole dans ledit four telle que précédemment décrite.
Il est proposé en troisième lieu un procédé de remplissage de coke de pétrole dans une alvéole d’un four de cuisson d’anodes, ladite alvéole contenant des anodes destinées à la production d’aluminium primaire, ce procédé mettant en œuvre une unité de remplissage telle que précédemment décrite, le procédé comprenant :
- une opération de mise en circulation de coke de pétrole dans le conduit de remplissage, et
- une opération d’aspiration de particules fines de coke de pétrole au moyen du système d’aspiration, procédé dans lequel, l’aspiration des particules fines est effectuée directement dans le conduit de remplissage.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :
- le procédé comprend une opération de modification de la section de l’ouverture latérale et/ou de la section de l’ouverture d’aspiration ;
- le débit d’aspiration est réglé entre 1000 et 3000 mètres cube par heure, de préférence 1800 mètres cube par heure ;
- la vitesse de l’air au niveau de l’ouverture latérale est sensiblement comprise entre 5 et 25 mètre par seconde, de préférence 16 mètres par seconde.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel :
[Fig 1 ] la figure 1 est une représentation schématique d’une unité de remplissage de coke de pétrole selon l’invention.
Description détaillée de l'invention
Sur la figure 1 est représentée une unité 1 de remplissage de coke de pétrole. L’unité 1 de remplissage est destinée à déverser du coke de pétrole dans une alvéole 2 d’un four 3 de cuisson d’anodes 4. Les anodes 4 sont empilées les unes sur les autres dans les alvéoles 2.
L’unité 1 de remplissage comprend un conduit 5 de remplissage. Un flux de coke de pétrole se déplace selon une direction de déplacement représentée par un axe X.
L’unité 1 de remplissage comprend un système 6 d’aspiration. Le système 6 d’aspiration comporte un dispositif 7 d’aspiration et un conduit 8 d’aspiration de particules de coke de pétrole. Le dispositif 7 d’aspiration est destiné à aspirer les particules de petite taille, ces particules sont dites fines.
Le conduit 5 de remplissage comporte une ouverture 9 d’aspiration . Le conduit 8 d’aspiration débouche sur le conduit 5 de remplissage par l’ouverture 9 d’aspiration . Le conduit 8 d’aspiration est connecté à son autre extrémité au dispositif 7 d’aspiration . Ainsi le système 6 d’aspiration peut aspirer les particules fines de coke de pétrole présentes directement dans le conduit 5 de remplissage.
Ce système 6 d’aspiration permet d’aspirer les particules fines avant que le coke de pétrole ne sorte du conduit 5 de remplissage. Ainsi le coke de pétrole est conditionné avant d’être déversé dans les alvéoles 2 du four 3 de cuisson . Il a alors été constaté que le coke de pétrole ne produit plus de brouillard dû aux particules fines, car une aspiration dans le conduit 8 d’aspiration s’avère plus efficace qu’une aspiration hors de celui-ci.
Lorsqu’une alvéole 2 est remplie de coke de pétrole, l’unité 1 de remplissage est déplacée vers une autre alvéole 2 et ainsi de suite. Une fois les opérations de remplissage terminées, une flamme est déployée dans les parois des alvéoles. Ceci est réalisé au moyen de brûleurs et de ventilateurs non représentés.
Avantageusement, le conduit 5 de remplissage comprend une ouverture 10 latérale. L’ouverture 10 latérale permet une prise d’air de sorte à permettre au système 6 d’aspiration de fonctionner convenablement. Avantageusement, l’unité 1 de remplissage comporte des ailettes 1 1 . Les ailettes 1 1 sont agencées en regard de l’ouverture 10 latérale. Elles sont situées à l’intérieur du conduit 5 de remplissage.
Les ailettes 1 1 permettent de dévier le flux d’air d’aspiration provenant de l’ouverture 10 latérale. Cette déviation permet d’allonger la longueur du flux d’air d’aspiration traversant le conduit 5 de remplissage, ce faisant améliorant la captation des particules fines par le système 6 d’aspiration .
Avantageusement les ailettes 1 1 se présentent sous la forme de plaques planes parallèles les unes aux autres. Elles définissent un premier angle a avec l’axe X compris entre 45° et 90°. Le premier angle a est mesuré selon le sens anti horaire (trigonométrique). Dans un mode préféré de réalisation, le premier angle a est d’environ 60° .
Un tel agencement des ailettes 1 1 permet de dévier le flux d’air dans le sens de l’axe X, et non à contre sens de la direction de déplacement du coke de pétrole dans le conduit 5 de remplissage. La captation des particules fines de coke de pétrole est alors optimisée selon des essais et analyses réalisées par la demanderesse.
Avantageusement, les ailettes 1 1 sont espacées les unes des autres selon l’axe X. Deux ailettes 1 1 adjacentes sont avantageusement espacées les unes des autres par une première distance a mesurée selon l’axe X et comprise entre 10 et 100 millimètres. Dans un mode préféré de réalisation, la première distance a est d’environ 55 millimètres.
Cet espacement entre les ailettes 1 1 permet d’obtenir un flux d’air d’aspiration permettant d’obtenir la captation des particules fines sans capter les grosses particules.
Avantageusement, l’unité 1 de remplissage comprend des déflecteurs 12. Les déflecteurs 12 sont agencés en regard de l’ouverture 9 d’aspiration . Les déflecteurs 12 se situent à l’intérieur du conduit 5 de remplissage.
Avantageusement, les déflecteurs 12 se présentent sous la forme de plaques planes parallèles les unes aux autres. Elles définissent un deuxième angle p avec l’axe X. Le deuxième angle P est mesuré selon le sens horaire. Avantageusement, le deuxième angle P est compris entre 20° et 45°. Dans un mode préféré de réalisation, le deuxième angle P est d’environ 30°.
Les particules de coke de pétrole heurtent les déflecteurs 12 au cours de leur trajet dans le conduit 5 de remplissage. Les déflecteurs 12 ainsi agencés, permettent au système 6 d’aspiration de ne capter que les particules fines. En effet, en heurtant les déflecteurs 12, les particules fines sont aspirées par l’ouverture 9 d’aspiration grâce au flux d’air d’aspiration . Les particules plus grosses, sous l’effet de la gravité reprennent leur chemin selon l’axe X.
Avantageusement, les déflecteurs 12 sont espacés les uns des autres selon l’axe X. Deux déflecteurs 12 adjacents sont avantageusement espacés les uns des autres par une deuxième distance b mesurée selon l’axe X et comprise entre 30 et 200 millimètres. Dans un mode préféré de réalisation, la deuxième distance b est d’environ 90 millimètres. Cet espacement entre les déflecteurs 12 permet d’obtenir un flux d’air d’aspiration permettant d’obtenir la captation des particules fines sans capter les grosses particules.
Avantageusement le conduit 5 de remplissage comporte une enveloppe extérieure. L’enveloppe extérieure comporte une paroi 13 latérale et une paroi 14 centrale. La paroi 14 centrale est agencée perpendiculaire à la paroi 13 latérale. La paroi 14 centrale comporte un orifice 15 d’arrivée de coke de pétrole. Ainsi le conduit 5 de remplissage est relié à une conduite 16 d’arrivée de coke de de pétrole. La conduite 16 d’arrivée de coke de pétrole débouche dans le conduit 5 de remplissage par l’orifice 15 d’arrivée.
Avantageusement, les ailettes 1 1 et les déflecteurs 12 sont agencés en regard de la paroi 14 centrale, selon l’axe X.
Un tel agencement permet de ne pas obstruer le conduit 5 de remplissage.
Avantageusement, l’unité 1 de remplissage comprend un dispositif 17 de contrôle de la section de l’ouverture 10 latérale.
Avantageusement, l’unité 1 de remplissage peut comprendre un dispositif 17 de contrôle de la section de l’ouverture 9 d’aspiration .
Dans le mode de réalisation représenté, l’unité 1 de remplissage ne comprend qu’un dispositif 17 de contrôle de la section de l’ouverture 10 latérale et est dépourvue d’un dispositif 17 de contrôle de la section de l’ouverture 9 d’aspiration.
Ces dispositifs permettent de faire varier la vitesse du flux d’air d’aspiration localement, au niveau de l’ouverture 10 latérale et/ou de l’ouverture 9 d’aspiration . Ainsi, il est possible de faire varier la vitesse du flux pour adapter l’aspiration au coke de pétrole utilisé. En augmentant la vitesse du flux d’air d’aspiration dans le conduit 5 de remplissage il est possible d’aspirer des particules de tailles plus importantes et inversement.
Dans ce qui suit, un procédé de remplissage de coke de pétrole va être décrit. Il s’agit d’un procédé de remplissage de coke de pétrole dans une alvéole 2 d’un four 3 de cuisson d’anodes 4. L’alvéole 2 comprend des anodes 4 empilées les unes sur les autres, et destinées à la production d’aluminium primaire.
Le procédé met en œuvre l’unité 1 de remplissage précédemment décrit.
Le procédé comprend une opération de mise en circulation de coke de pétrole dans le conduit 5 de remplissage. Le coke de pétrole est initialement stocké dans une trémie. Le coke de pétrole descend ensuite une conduite d’alimentation et enfin une conduite de remplissage afin d’être déversé dans une alvéole 2 de four ce cuisson d’anodes 4.
Le procédé comprend une opération d’aspiration des particules fines. Cette opération est réalisée au moyen du système 6 d’aspiration . Au cours de cette étape un flux d’air d’aspiration s’étendant de l’ouverture 10 latérale à l’ouverture 9 d’aspiration capte les particules fines dans le conduit 5 de remplissage, ces particules fines étant acheminées vers le conduit 8 d’aspiration .
Ainsi l’aspiration des particules fines, est effectuée directement dans la conduite de remplissage, ce qui améliore la captation des particules fines par rapport aux procédés actuels.
Avantageusement, le procédé comprend une opération de modification de la section de l’ouverture 10 latérale et/ou de la section de l’ouverture 9 d’aspiration. Cette opération est réalisée lorsqu’un brouillard de particules fines devient trop important. Afin de réduire la densité du brouillard, la section de l’ouverture 10 latérale est ajustée au moyen du dispositif 17 de contrôle de la section .
Avantageusement le débit d’aspiration dans le conduit d’aspiration est réglé entre 1000 et 3000 mètres cubes par heure. Dans un mode préféré de réalisation, le débit d’aspiration est de 1800 mètres cubes par heure.
Un débit choisi dans cet intervalle permet d’obtenir une captation des particules fines et d’éviter un brouillard en sortie du conduit 5 de remplissage.
Avantageusement, la vitesse de l’air au niveau de l’ouverture 10 latérale est sensiblement comprise entre 5 et 25 mètres par seconde. Dans un mode préféré de réalisation, la vitesse est d’environ 16 mètres par seconde.
Une vitesse choisie dans cet intervalle permet d’obtenir la captation des particules fines en particulier celle ayant une dimension inférieure à 100 micromètres et qui sont celles susceptible de provoquer un brouillard à la sortie du conduit 5 de remplissage.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Unité (1 ) de remplissage de coke de pétrole dans une alvéole (2) d’un four (3) de cuisson d’anodes (4) destinées à la production d’aluminium primaire, lesdites alvéoles (2) contenant des anodes (4), l’unité (1 ) de remplissage comprenant :
- un conduit (5) de remplissage dans lequel un flux de coke de pétrole se déplace selon une direction de déplacement,
- un système (6) d’aspiration comprenant un dispositif (7) d’aspiration et un conduit (8) d’aspiration de particules de coke de pétrole, dites fines, unité (1 ) de remplissage dans laquelle, le conduit (8) d’aspiration débouche d’une part sur le conduit (5) de remplissage par une ouverture
(9) d’aspiration, ledit conduit (8) d’aspiration étant connecté d’autre part au dispositif (7) d’aspiration de sorte que le système (6) d’aspiration est apte à aspirer les particules fines présentes dans le conduit (5) de remplissage.
2. Unité (1 ) de remplissage selon la revendication 1 dans laquelle, le conduit (5) de remplissage comporte une ouverture (10) latérale destinée à permettre une prise d’air.
3. Unité (1 ) de remplissage selon la revendication 2 dans laquelle, celle-ci comprend des ailettes (1 1 ) agencées en regard de l’ouverture
(10) latérale et à l’intérieur du conduit (5) de remplissage.
4. Unité (1 ) de remplissage selon la revendication 3 dans laquelle, les ailettes (1 1 ) se présentent sous la forme de plaques planes parallèles les unes aux autres et définissant un premier angle (a) avec la direction de déplacement, compris entre 45° et 90°, de préférence environ 60°, ledit premier angle (a) étant mesuré selon le sens antihoraire.
5. Unité (1 ) de remplissage selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4 dans laquelle, deux ailettes (1 1 ) adjacentes sont situées à une première distance (a) l’une de l’autre comprise entre 10 et 100 millimètres, de préférence environ 55 millimètres, ladite première distance (a) étant mesurée selon un axe sensiblement parallèle à la direction de déplacement.
6. Unité (1 ) de remplissage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle, celle-ci comprend des déflecteurs (12) agencés en regard de l’ouverture (9) d’aspiration et à l’intérieur du conduit (5) de remplissage.
7. Unité (1 ) de remplissage selon la revendication 6 dans laquelle, les déflecteurs (12) se présentent sous la forme de plaques planes parallèles les unes aux autres et définissant un deuxième angle avec la direction de déplacement, compris entre 20° et 45°, de préférence environ 30°, led it deuxième (P) angle étant mesuré selon le sens horaire.
8. Unité (1 ) de remplissage selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7 dans laquelle, deux déflecteurs (12) adjacents sont situés à une deuxième distance (b) l’une de l’autre comprise entre 30 et 200 millimètres, de préférence environ 88 millimètres, ladite deuxième distance (b) étant mesurée selon un axe sensiblement parallèle à la direction de déplacement.
9. Unité (1 ) de remplissage selon l’une quelconque des revendications 3 à 8 dans laquelle, le conduit (5) de remplissage comprend une paroi (14) centrale comportant un orifice (15) d’arrivée de coke de pétrole, unité (1 ) de remplissage dans laquelle les ailettes (1 1 ) et les déflecteurs (12) sont agencés en regard de ladite paroi (14) centrale selon un axe sensiblement parallèle à la direction de déplacement.
10. Unité (1 ) de remplissage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle, celle-ci comprend un dispositif (17) de contrôle de la section de l’ouverture latérale et/ou comprend un dispositif de contrôle de la section de l’ouverture d’aspiration, ces dispositifs de contrôle étant aptes à modifier lesdites sections.
1 1 . Usine de production d’aluminium primaire comprenant un four (3) de cuisson et une unité (1 ) de remplissage de coke de pétrole dans ledit four (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
12. Procédé de remplissage de coke de pétrole dans une alvéole (2) d’un four de cuisson d’anodes, ladite alvéole (2) contenant des anodes
(4) destinées à la production d’aluminium primaire, ce procédé mettant en œuvre une unité (1 ) de remplissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, le procédé comprenant :
- une opération de mise en circulation de coke de pétrole dans le conduit
(5) de remplissage, et
- une opération d’aspiration de particules fines de coke de pétrole au moyen du système (6) d’aspiration, procédé dans lequel, l’aspiration des particules fines est effectuée directement dans le conduit (5) de remplissage.
13. Procédé selon la revendication 12, mettant en œuvre une unité (1 ) de remplissage selon la revendication 10, le procédé comprenant une opération de modification de la section de l’ouverture (10) latérale et/ou de la section de l’ouverture (9) d’aspiration .
14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13 dans lequel, le débit d’aspiration est réglé entre 1000 et 3000 mètres cube par heure, de préférence 1800 mètres cube par heure.
15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 dans lequel, la vitesse de l’air au niveau de l’ouverture (10) latérale est sensiblement comprise entre 5 et 25 mètres par seconde, de préférence 16 mètres par seconde.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6027339A (en) * 1998-06-11 2000-02-22 Aluminium Pechiney Ring furnace with central tubular flow
US20080193889A1 (en) * 2005-09-12 2008-08-14 E.C.L. Device for Filling Pulverized Coal, Anode Firing and Method for Setting Anodes in a Furnace

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