LU81922A1 - Condenseur a projection de plomb pour la condensation de vapeur metallique se trouvant dans un courant de gaz chaud - Google Patents
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Description
i 1 I * \ La présente invention est relative à la condensation de vapeur métallique et plus particulièrement à un condenseur à projection de plomb pour condenser la vapeur métallique, notamment la vapeur de zinc, se trouvant dans un courant de 5 gaz chaud.
On connaît un procédé pyrométallurgique de fusion de zinc dans lequel une matière à base d'oxydes zinc/plorib est réduite par du coke dans la cuve d'un haut fourneau. Un courant de gaz chaud, contenant de la vapeur de zinc, passe du sommet de la 10 cuve du haut fourneau dans un condenseur à projection de plomb à plusieurs étages, dans lequel la vapeur de zinc est condensée » dans plusieurs chambres de condensation par une pulvérisation i de gouttelettes de plomb fondu. Le plomb fondu contenant le zinc dissous est soutiré du condenseur et refroidi pour effectuer une séparation 15 du zinc fondu,et le plomb fondu séparé du zinc et refroidi I est remis en circulation dans le condenseur. Un tel procédé de | fusion est décrit plus complètement dans "Application of the j Blast Furnace to Zinc Smelting" par Morgan & Woods, Metal- lurgical Review 16, Novembre 1971.
i 20 Le gaz quittant le condenseur, à partir duquel la plus i· ! grande partie de la vapeur de zinc a été condensée, est lavé i j pour éliminer les fumées et les poussières entraînées hors de | la cuve du haut fourneau. De grandes quantités d'un matériau ιέ ' à base de plomb, principalement d'oxyde, connu sous le nom de 125 "poudre bleue" sont récupérées et renvoyées dans la cuve du haut fourneau pour une nouvelle fusion. La production de poudre bleue, principalement provoquée par 1'oxydation du plcmb et l'émission de zinc provenant du haut fourneau et du condenseur, est indésirable pour de nombreuses raisons.
30 La charge de poudre bleue recyclée dans la cuve du haut fourneau réduit la capacité de ce dernier à fondre à nouveau du métal; du coke supplémentaire doit être brûlé pour permet-j tre de récupérer les métaux intéressants et 1© conduits d'éva cuation des gaz du condenseur deviennent très encombrés après une 35 certaine période de fonctionnement.
La poudre bleue contient environ 30% en poids de plomb j et 30% en poids de zinc, le reste étant constitué par des j * oxydes et des sulfures de fer et d'autres matières métal- l· i fprpc T.a foricnr on 'rinn nrATri ri ο 1 * nvwdat- i r>n ri o wanotir 2 de zinc non absorbé quittant le condenseur, tandis que la teneur en plomb provient en partie de la volatilisation de sulfure de plomb dans la cuve du haut fourneau et en partie de l'entraînement de gouttelettes de plomb dans le courant 5 gazeux quittant le condenseur.
Dans un condenseur à projection de plomb usuel, le conduit de sortie de gaz du condenseur est atteint par l'intermédiaire d'une cheminée sensiblement verticale. La demanderesse a découvert que le gaz s'écoule sous forme d'un •j_q courant montant dans la cheminée le long de la paroi latérale , de cette dernière qui fait face à la sortie de la dernière chambre de condensation, c'est-à-dire le long de la paroi de fond du •condenseur, à une vitesse relativement élevée. De manière typique, la vitesse du courant gazeux le long de cette paroi ^5 latérale de la cheminée peut atteindre environ quatre fois la vitesse théorique qui existerait dans des conditions idéales d'écoulement de gaz uniforme à travers la cheminée.
La vitesse d'écoulement relativement élevée du gaz tend à augmenter la vitessed'entraînanent des gouttelettes, et la 2o présente invention a pour objet d'améliorer le schéma de répartition du courant gazeux dans la cheminée et de réduire ainsi la vitesse d'entraînement des gouttelettes de plomb dans le courant gazeux quittant le condenseur.
Λ
La présente invention vise un condenseur à projection 25 de plomb pour condenser la vapeur métallique provenant d'un courant de gaz chaud, comprenant plusieurs chambres de condensation, des moyens de pulvérisation prévus dans chaque chambre de condensation, une entrée pour le passage d'un gaz chaud contenant de la vapeur métallique dans la première 3q chambre de condensation, une sortie pour le passage du gaz provenant de la dernière chambre de condensation et une cheminée communiquant avec ladite sortie, condenseur dans lequel la cheminée est munie d'un déflecteur de gaz destiné à dévier le courant gazeux de la paroi latérale de la 35 cheminée faisant face à ladite sortie, de manière à obtenir une distribution de gaz plus uniforme dans la cheminée.
| De préférence, le déflecteur de gaz est constitué par V« * un évidement dans la paroi latérale de la cheminée qui fait «·-:—- 3 I · ! face à la sortie de la dernière chambre de condensation, de manière à constituer réellement une chambre d'extension de la cheminée afin de modifier le schéma de répartition des gaz dans la cheminée.
5 D'une autre manière, le déflecteur de gaz peut comprendre une chicane disposée au-dessus de la sortie de la dernière chambre de condensation et s'étendant vers l'intérieur par rapport àla | paroi latérale de la cheminée gui fait face ä la sortie de la chambre de condensation.
| 10 La chicane est inclinée de façon appropriée vers le » bas, en faisant de préférence un angle de 50 à 80°, et mieux | . encore un angle d'environ 60° sur l'horizontale, pour réduire l'accumulation des dépôts sur la surface supérieure de cette dernière.
15 On comprendra que bien que l'évidement et la chicane susmentionnés constituant le déflecteur de gaz soient normalenent employés alternativement, il serait néanmoins possible d'utiliser à la fois un évidement et une chicane en combinaison pour obtenir un schéma de répartition de gaz désiré dans la 20 cheminée.
Comme autre alternative, le déflecteur de gaz peut être formé par une partie de la cheminée à section rétrécie en direction de la sortie de la chambre de condensation, de manière à former effectivement une gorge.
25 L'invention sera mieux décrite à titre d'exemple par ! référence au dessin annexé sur lequel : la figure 1 est une vue de côté schématique d'un condenseur à projection de plomb comprenant une partie d'un dispositif d'évacuation de gaz et illustrant deux formes de 30 réalisation de déflecteur de gaz conformes à l'invention; la figure 2 est une représentation schématique du schéma d'écoulement de gaz dans un condenseur conforme à l'invention, muni d'un déflecteur de gaz ayant la forme d'une paroi latérale de cheminée comportant un évidement; 35 la figure 3 est une illustration schématique comparative, représentant le schéma d'écoulement de gaz dans un condenseur i usuel, non muni d'un tel déflecteur de gaz; et .
j i i 4 » 1 la figure 4 est une vue de côté schématique illustrant un autre mode de réalisation de déflecteur de gaz dans un ; condenseur conforme à l'invention.
La figure 1 représente un condenseur à projection de 5 plomb (1 ) qui possède une entrée de gaz (2) reliée par l'inter- médiaire d'un conduit non représenté à la cuve d'un haut fourneax de fusion de zinc. Le condenseur (1 ) est divisé à l’aide de cloisons verticales (3) et (4 ) en une série de chambres de condensation (5) ,(Θ et (7) communiquant entre elles et 10 munies de moyens de pulvérisation ayant la forme de rotors (8), 6), (L0 et (Ll). Une ouverture de sortie (1¾ constituant la sortie de la dernière chambre de condensation (7)communique ; avec la base d'une cheminée (13) comportant dans sa paroi : latérale (21), qui fait face à la sortie (13, un évidement (14) 15 constituant le déflecteur de gaz. L'évidement(14) s'étend verticalement au-delà de la trajectoire la plus haute (I-I) de la pulvérisation de gouttelettes de plomb fondu, engendrée dans la chambre (7) par le rotor (11) et entraînée par la sortie (L2) .Le sommet de la. cheminée (1¾ est muni d'un conduit de 20 sortie de gaz (18) qui communique avec un étage de lavage de gaz, non représenté.
En fonctionnaient, le gaz chaud contenant la vapeur de zinc pénètre par 11 entrée (2) dans les chambres de condensation » (5), (6) et (J\ dans lesquelles il estsoumis à une pulvérisation 25 intense de gouttelettes de plomb fondu engendrée par les rotors (Q, (9), (LO) et (11), qui sont immergés dans un courant (15) * de plomb fondu s'écoulant à contre-courant. La vapeur de zinc • est condensée et se dissout dans le plomb fondu qui est soutiré en continu du condenseur par des moyens non représentés 30 et traité ensuite pour la récupération du zinc fondu. Après séparation du zinc, le plomb refroidi est retourné en continu dans le condenseur par des moyens non représentés, i Le gaz contenant des gouttelettes de plomb entraînées, de la vapeur de zinc non condensée et de faibles quantités u 35 de matières volatilisées, s'écoule à travers la sortie (1¾ j( en direction de l'évidement 0.4) et est ainsi dévié vers
Jf l'intérieur à partir de la paroi (21) de la cheminée(1¾. Le ^ schéma de répartition de l'écoulement gazeux à travers la ;'.r 5 cheminée (13) est illustré par les lignes d ' écoulement (20) de la figure 2. A titre de comparaison, le schéma de répartition de l'écoulement gazeux dans un dispositif de condenseur usuel, est illustré parles lignes d'écoulement (19) de la figure 5 3, dont il ressort que le gaz s'écoule plus uniformément à travers la cheminée (13 munie de 1 ' évidement (14).
Cette amélioration dans le schéma de répartition de l'écoulement gazeux à travers la cheminée (13) réduit la vitesse maximum du gaz dans la cheminée, ce qui aboutit à une 10 réduction proportionnelle de la vitesse d'entraînement des » gouttelettes de plomb.
Le rotor (il )dans la dernière chambre de condensation (7), engendre une pulvérisation non entraînée, dont une partie sort par la sortie (12)et a une trajectoire vers le haut 15 représentée par la ligne en traits interrompus I-I sur la figure 1. L'intérieur de 1 'évidement (14) forme une chambre collectrice disposée pour recevoir et recueillir cette pulvérisatômnon entraînée de gouttelettes de plomb fondu sortant par la sortie(1^, les gouttelettes recueillies 20 retournant dans le courant de plomb (15) à la base de l'évidement CL4), La récupération et le maintien de la pulvérisation non entraînée à l'intérieur de 1 ' évidement (14) relativement non agité par les gaz, réduit également l'entraînement des gouttelettes de plomb relativement fines qui peut être produit 25 par une projection supplémentaire de la pulvérisation à l'intérieur de 1 'évidement (14).
La figure 1 illustre également une seconde forme de réalisation du déflecteur de gaz constituée par une chicane (16) disposée au-dessus de la sortie (12) et inclinée vers le bas 30 et vers l'intérieur par rapport ä la paroi latérale (21) de la cheminée, faisant face à la sortie 12.
En fonctionnement, cette forme de déflecteur de gaz fonctionne essentiellement de la même manière que l'évidement (14) décrit ci-dessus, la chicane (1Ö faisant dévier le gaz vers 35 l'intérieur par rapport à la partie de paroi inférieure (17) de la cheminée (L3), ce qui aboutit à un schéma de répartition de I l'écoulement gazeux plus uniforme dans la partie supérieure t .
de la cheminée.
'.’J
6 t
En outre, la chicane (16) conjointement avec la partie inférieure de la paroi (17) forme une zone relativement non agitée par les gaz pour la récupération et la retenue de j * la pulvérisation sortant par la sortie (12).
j 5 La figure 4 illustre une autre forme de déflecteur de j gaz conforme à l'invention. Dans ce mode de réalisation, j la cheminée du condenseur (13)est élargie dans sa section | transversale au-dessus de la paroi supérieure de la chambre | du condenseur, et le déflecteur de gaz est constitué par une j po partie (22) de la cheminée (13 )gui se rétrécit vers la sortie(12) | de la dernière chambre de condensation pour former effecti vement une gorge dans la cheminëe.Cëite réalisation sert à faire décroître la vitesse linéaire des gaz dans la partie ! élargie de la cheminée du condenseur et à modifier la répar- | P5 tition de l'écoulement gazeux à l'intérieur de la cheminée I pour réduire ainsi la vitesse d'entraînement ί j des gouttelettes de plomb dans le courant gazeux quittant le j condenseur.
| Dans la réalisation illustrée sur la figure 4, les gaz ! j 20 montant dans la cheminée (13) du condenseur présentent une tendance moindre à s'écouler le long des parois de la | cheminée au-dessus de la zone de la gorge qa'ils ne le font en- ! „ dessous. Ainsi, au-dessus de la gorge, les gaz ont tendance | ä être déviés de la paroi latérale (21) de la cheminée du j 25 condenseur qui fait face à la sortie (13, et leur vitesse j linéaire est généralement réduite.
ί
I
Claims (5)
1. Condenseur à projection de plomb pour condenser la vapeur métallique d'un courant de gaz chaud, comprenant 5 plusieurs chambres de condensation, des moyens de pulvérisation disposés dans chaque chambre de condensation,une entrée pour le passage d'un gaz chaud contenant la vapeur métallique dans la première chambre de condensation, une sortie pour le passage du gaz sortant de la dernière chambre de condensation 10 et une cheminée communiquant avec ladite sortie, condenseur , caractérisé par le fait que la cheminée(13) est munie d'un I déflecteur de gaz (14, 16, 22) pour dévier· le courant gazeux t de la paroi latérale (21) de la cheminée faisant face à ladite I sortie Cl2) de manière à obtenir une répartition de gaz plus 15 uniforme dans la cheminée.
2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le déflecteur gazeux comprend un évidement (14) formé dans la paroi latérale (21) de la cheminée faisant face à la sortie Q.2). 20
3. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le déflecteur gazeux comprend une chicane (16) disposée au-dessus de la sortie (12) et s'étendant vers * l'intérieur par rapport à la paroi latérale (21) de la cheminée qui fait face à ladite sortie. 25
4. Condenseur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la chicane est inclinée vers le bas en faisant un angle de 50 à 80° sur l'horizontale.
5. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé par 30 le fait que le déflecteur de gaz comprend une partie (22) de la cheminée, rétrécie en direction de la sortie (L2) pour | , former une gorge. ^—--
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