METHOD AND APPARATUS FOR TREATMENT OF POWDERED CHARCOAL IN SOLID FUEL PLANT

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE CHARBON EN POUDRE DANS UNE INSTALLATION DE COMBUSTIBLES SOLIDES

Abrégé français

La présente invention concerne en premier lieu un procédé de traitement de
charbon en
poudre dans une installation d'injection de combustibles solides, dans
laquelle on effectue une
pressurisation à l'aide d'un gaz de pressurisation d'un sas contenant du
charbon en poudre pour
évacuer ce charbon en poudre dans un circuit de transport pneumatique connecté
au sas. Une
première étape de dépressurisation du sas comprend une filtration préliminaire
du gaz de
pressurisation évacué du sas, avant son injection dans le fond d'un silo de
stockage à travers une
masse de charbon en poudre y stockée et son évacuation à travers un filtre au
sommet du silo de
stockage. Une deuxième étape de dépressurisation du sas comprend une déviation
du gaz de
pressurisation directement vers le sommet du silo de stockage. La présente
invention concerne
également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Revendications

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REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de charbon dans une installation d'injection de
combustibles
solides, ledit procédé comprenant les étapes suivantes:
une pressurisation à l'aide d'un gaz d'un sas contenant du charbon en poudre
pour évacuer ce
charbon en poudre dans un circuit de transport pneumatique connecté audit sas;
et
une dépressurisation dudit sas avant son remplissage avec du charbon en poudre
provenant d'un
silo de stockage, ladite dépressurisation comprenant:
une première étape avec une filtration préliminaire du gaz de pressurisation
évacué dudit
sas, son injection dans le fond dudit silo de stockage, son passage à travers
une masse de
charbon en poudre stockée dans ledit silo de stockage et son évacuation à
travers un filtre
au sommet dudit silo de stockage; et
une deuxième étape de dépressurisation dudit sas avec une déviation directe du
gaz de
pressurisation évacué dudit sas. vers le sommet dudit silo de stockage.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'injection du gaz de
pressurisation dans le
fond dudit silo de stockage est arrêtée et remplacée par une injection directe
dans le sommet
dudit silo de stockage lorsque la pression dans ledit sas en cours de
dépressurisation tombe en
dessous d'un seuil prédéterminé.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite filtration
préliminaire du gaz de
dépressurisation comprend une phase de filtration dynamique et une phase de
filtration statique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en
outre le
remplissage dudit sas avec du charbon en poudre dudit silo de stockage lorsque
ledit sas est
dépressurisé.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite filtration
préliminaire du gaz de
pressurisation évacué dudit sas comprend le passage dudit gaz à travers des
moyens de filtration,
et qui comprend en outre:

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une purge et un nettoyage desdits moyens de filtration avec un gaz de purge;
et
une évacuation dudit gaz de purge dans ledit sas lors du remplissage de ce
dernier.
6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 dans
une
installation d'injection de combustibles solides, ledit dispositif comprenant:
un silo de stockage de charbon en poudre;
au moins un sas relié à un circuit de transport pneumatique du charbon en
poudre;
une source de gaz inerte sous pression pour la pressurisation dudit sas et la
formation
d'un courant de propulsion pneumatique de charbon; et
un circuit de dépressurisation primaire dudit sas qui relie ledit sas au fond
dudit silo de
stockage et qui comprend:
une station de filtration pour une filtration préliminaire du gaz de
pressurisation
avant son injection dans le fond dudit silo de stockage; et
des moyens pour l'injection du gaz de pressurisation à travers une masse de
charbon en poudre stockée dans le fond dudit silo de stockage;
un circuit de dépressurisation secondaire dudit sas qui relie ledit sas au
sommet dudit silo
de stockage; et
un filtre connecté au sommet dudit silo de stockage pour l'évacuation du gaz
de
pressurisation de celui-ci.
7. Dispositif selon la revendication 6, comprenant une conduite de
transvasement pour le
transvasement du charbon en poudre dudit silo de stockage dans ledit sas.
8. Dispositif selon la revendication 7, comprenant un crible filtrant dans
ladite conduite de
transvasement.
9. Dispositif selon la revendication 8, comprenant:
un circuit de gaz de purge relié à ladite station de filtrage; et
des moyens de connexion pour évacuer le gaz de purge à travers ledit crible
filtrant et
ladite conduite de transvasement dans ledit sas.

10. Dispositif selon l'une quelconque la revendication 6 à 9, dans lequel
ladite station de
filtration comprend un cyclone et une plaque filtrante.

Description

BL-445
1
PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE CHARBON EN POUDRE
DANS UNE INSTALLATION D'INJECTION DE COMBUSTIBLES SOLIDES
La présente invention concerne un procédé de traitement
de charbon en poudre dans une installation d'injection de
combustibles solides, comprenant un silo de stockage de
charbon en poudre, au moins un sas relié au circuit de
transport pneumatique du charbon, au moins un crible
filtrant branché entre chaque sas et le silo, une source de
gaz inerte sous pression pour la pressurisation de chaque
sas et la formation du courant de propulsion pneumatique du
charbon et un circuit d'égalisation de pression et de
dépressurisation de chaque sas à travers un filtre.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise
en oeuvre de ce procédé.
Une installation de ce genre est décrite dans le brevet
US 4,702,288. Le charbon utilisé dans ce genre
d'installation est généralement livré en vrac et est
concassé, broyé et séché sur place. Le broyage est réalisé
par exemple, dans un broyeur vertical dans lequel le
charbon est écrasé sur une piste de broyage rotative par
des galets de broyage . La poudre de charbon est entraînée
par des gaz de séchage dans un séparateur d'où elle est
déversée dans le silo de stockage de l'installation
d'injection du charbon dans le four.
Le degré hygrométrique pose un certain nombre de
problèmes dans le silo de stockage. En effet, par suite du
séchage du charbon, le gaz de séchage accumule une grande
quantité de vapeur d'eau qui, au fur et à mesure du
refroidissement dans le silo se condense au-dessus de 1a
masse et est responsable d'une agglomération et d'un
encroûtement de la poudre de charbon.
Par ailleurs, par suite d'échanges et d'équilibres
thermiques dans la masse de la poudre de charbon, celle-ci
"transpire", ce qui crée également une ambiance gazeuse
riche en vapeur d' eau dans les interstices de la masse de
charbor_. Cette vapeur d'eau dans la masse de charbon est

2
entraînée hors du silo dans le crible où, en condensant,
elle risque d'obstruer les tamis.
Le but de la présente invention est de prévoir un
nouveau procédê et un nouveau dispositif dans lequel les
risques de condensation de 1a vapeur d'eau sont
sensiblement réduits.
Pour atteindre cet objectif, le procédé proposé par la
présente invention est essentïellement caractérisé en ce
que 1a majeure partie du gaz inerte de dépressurisation de
chaque sas est soumis à une opêration de filtration avant
d'être injecté dans le fond du silo de stockage dans la
masse de charbon et d'être dégagé à travers un filtre au
sommet du silo au-dessus du niveau du charbon et en ce que
la partie rêsiduelle du gaz inerte de dêpxessurisation est
déviée directement vers le sommet du silo de stockage.
L'opération de filtration comporte da préférence une
phase de filtration dynamique et une phase de filtration
statique.
Les moyens de filtration peuvent être purgés et
nettoyés avec du gaz inerte qui, à la sortie des moyens de
filtration, est dirigé à travers le ou les cribles) avec
la poudre de charbon dans le ou les sas lors de leur
remplissage.
Alors que jusqu'à présent le gaz inerte sous pression
issu de la dépressurisation des sas était perdu, dans la
mesure où il n'était injecté dans le sommet du silo rien
que dans le but d'être dégagé par le filtre de celui-ci,
avec le risque supplémentaire de refroidir l'ambiance au
dessus de la masse de charbon et d' aggraver la tendance à
la condensation, l'invention permet la mise à profit
avantageuse de la disponibilité de ce gaz assez sec et
inerte pour améliorer les conditions thermiques et
hygrométriques dans le silo, ceci aussi bien au sein de la
masse de charbon qu'au-dessus de celle--ci. En effet, en
injectant ce gaz inerte sous pression dans le fond du silo,
on réalise un effet bénéfique multiple.

~~6~~'~9
3
En obligeant le gaz à traverser de bas en haut la masse
de charbon, on purge la vapeur d'eau présente d'abord dans
les interstices de la masse et ensuite au-dessus du niveau
de charbon. Par suite des échanges thermiques, le gaz
inerte refroidit le charbon, ce qui réduit la
"transpiration" de celui-ci et le réchauffement du gaz
diminue les risques de condensation de la vapeur.
La traversée du gaz dans la masse de la poudre de
charbon a également un effet bénéfique sur sa consistence,
gràce à son action ameublissante.
Lorsque la pression du gaz tombe à une valeur
insuffisante pour purger la masse de charbon dans le silo,
le gaz est dévié automatiquement vers le sommet du silo
jusqu'à la fin de la phase d'égalisation de pression dans
les sas.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention est
caractérisé en ce que le circuit d'égalisation de pression
et de dépressurisation de chaque sas comporte,. un circuit
primaire reliant le sommet du silo de stockage à chaque sas
et un circuit secondaire reliant le fond du silo de
stockage, à travers une station de filtration, à chaque
sas.
La station de filtration peut comporter un cyclone et
une plaque filtrante. Aussi bien 1e cyclone que la plaque
filtrante peuvent être reliés à au moins un crible d'une
part et à un circuit de gaz inerte de nettoyage d'autre
part.
D'autres particularités et caractéristiques
ressortiront de la description d'un mode de réalisatîon
avantageux, décrit ci-dessous, à titre d'illustration, en
référence à la figure unique illustrant un schéma
synoptique d'une installation conformément à la présente
invention.
Les références 2 et 4 désignent deux sas fonctionnant
en alternance pour écluser du charbon en poudre dans une
conduite de transport pneumatique 6 sous l'action d'un gaz

~~~~~~r~
4
de propulsion inerte injecté, sous pression, dans chacun
des sas 2 et 4 â partir d' une ou de deux sources de gaz
sous pression non représentées et dont la pression est
mesurée et surveillée par des capteurs de pression 8, 10.
Les sas 2 et 4 sont alimentés en poudre de charbon depuis
un silo de stockage 12 à travers des cribles 14, 16
contenant des moyens de filtration de la poudre de charbon.
Étant donné que les deux sas, 2, 4 se trouvent sous la
pression du gaz de propulsion lorsqu'ils sont vides, il est
nêcessaire de les dépressuriser avant de pouvoir les
remplir. A cet effet, chacun des sas 2, 4 est relié à
travers un circuit primaire 18, 20 au sommet du silo de
stockage 12 où l'aêration est effectuée à travers un filtre
22 se trouvant sur le silo 12.
Conformément à la présente invention, chacun des deux
sas est également connecté â travers un circuit secondaire
24 au fond du silo 12. Ce circuit secondaire 24 traverse
une station de filtration pouvant être constituêe d'un
cyclone 26 et d'une plaque filtrante 28. Le cyclone 26 et
la plaque filtrante 28 peuvent être connectés par
l'ouverture d'une vanne 30 sur une source de gaz inerte 32
destinêe au nettoyage du cyclone 26 et de la plaque
filtrânte 28. Le cyclone 26 et la plaque filtrante 28
peuvent également être mis en communication avec l'un ou
les deux cribles 1 4, 1 6 par l' ouverture de vannes 34, 36,
ce qui permet d'utiliser les résidus de nettoyage en les
expédiant dans le crible 14 (et/ou dans le crible 16) et de
se servir de la pression du gaz de nettoyage comme
propulseur pour faciliter le remplissage des sas 2 et 4.
Lors du nettoyage de la station de filtration, celle-ci est
déconnectée du silo 12 par la fermeture d'une vanne 38.
Les deux sas sont connectables sur leur circuit de
dépressurisation 18, 20, 24 par des vannes de fermeture
automatiques 40, 42 alors que le contrôle de l'opération
des circuits primaires et secondaires est réalisë par des
vannes de réglage automatiques 44, 46, d'une part et la

2~~~2'~9
vanne de réglage automatique 48 dans le circuit secondaire
24, d'autre part. Ces vannes 44, 46, 48 sont des vannes
dont l'ouverture se règle automatiquement en fonction de la
pression détectée par les capteurs 8 ou 10 pour assurer un
5 débit déterminé et constant.
On va maintenant décrire une phase opérationnelle des
dispositifs décrits ci-dessus. On va supposer que le sas 4
soit en cours de vidange de son contenu à travers la
canduite de transport pneumatique. Pendant que le sas 4 est
vidé, le sas 2 peut être rempli, mais, pour pouvoir le
remplir, il faut d'abord le dépressuriser étant donné
qu'après avoir été vidé il se trouve sous une pression
correspondant à la pression de sa source de gaz.
Conformément à l'invention, la dépressurisation est d'abord
réalisée à travers le circuit secondaire 24 sous le
contrôle de la vanne de réglage 48 et à travers la vanne
ouverte 40, la vanne de réglage 44 étant maintenue en
position fermée sous la commande du capteur de pression 8.
Les restes de poudre de charbon entraînés par 1e gaz dans
le circuit secondaire 24 sont, en partie, déposés dans le
cyclone 26 et, en partie, retenus par la plaque filtrante
28, tandis que le gaz inerte, débarrassë des restes de
poudre de charbon, est injecté par le fond dans le silo 12
pour y purger la vapeur d'eau.'Cette injection est réalisée
à travers des tamis antiretour, non montrés, incorporés
dans la paroi du silo 12 et capables de laisser passer le
gaz et de retenir la poudre de charbon. Ces tamis
antiretour empêchent donc la poudre de quitter le silo 12
vers le circuit 24 et assurent en même temps une bonne
répartition dans 1e silo 12 du gaz de dépressurisation en
provenance du circuit 24.
La vanne 48 est conçue poux être fermée automatiquement
lorsque la pression du gaz de dépressurisation tombe en-
dessous d'un seuil prédéterminé correspondant â la pression
minimale requise pour traverser le circuit secondaire 24 et
la masse de charbon dans le silo 12. La vanne 44 est conçue

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pour être ouverte automatiquement par le capteur 8 à cette
même pression, de sorte que le sas 2 est commuté
automatiquement du circuit secondaire 24 sur le circuit
primaire 18 et que la partie résiduelle de gaz inerte â
basse pression est déviée vers le sommet du silo 12 pour
ètre dégagée à travers le filtre 22. Lorsque le sas 2 est
complètement dépressurisé, il est déconnecté des deux
circuits 18 et 24 par la fermeture de la vanne 40. A partir
de ce moment peut commencer le remplissage du sas par
l'ouverture de clapets, non représentés, dans la conduite
reliant le sas 2 au silo 12.
Selon un autre aspect de l'invention, on peut profiter
du temps requis pour le remplissage du sas 2 pour nettoyer
le cyclone 26 et la plaque filtrante 28 en les branchant
sur la source de gaz inerte 32 par l'ouverture de la vanne
30 et après fermeture de la vanne 38. Les restes de poudre
de charbon entraînés par le gaz de rinçage dans le cyclone
26 et la plaque filtrante 28 sont ensuite mélangés à la
poudre de charbon s' écoulant du silo 12 dans le réservoir
14. Lorsque le sas 2 est plein il peut être déconnecté du
réservoir intermédiaire 14 et branché sur la conduite de
transport pneumatique 6, tandis que le sas vide 4 subit les
opérations de dépressurisation et de remplissage tel que
décrit ci-dessus.

Dessin représentatif