L'invention concerne le domaine du traitement des fumées issues d'un procédé de combustion, comme dans une chaudière au charbon, ou de calcination, par exemple pour la production de chaux ou de ciment. Ces fumées contiennent des polluants à des taux non acceptables, pouvant contribuer aux pluies acides si elles sont libérées à l'environnement sans traitement préalable. En particulier, l'invention concerne la désulfuration des fumées avant leur rejet dans l'atmosphère.

Les fumées issues d'un tel procédé peuvent contenir des poussières, des composés polluants du soufre, tels que les oxydes de soufre (notamment S0 ₂ et S0 ₃ ), des composés polluants de l'azote, tels que les oxydes d'azote (NO _x ), des acides, tels que l'acide fluorhydrique (HF) ou l'acide chlorhydrique (HCI), ou encore des hydrocarbures. Le traitement de ces fumées doit permettre de baisser, pour l'ensemble des polluants, les taux à des niveaux acceptables avant d'être rejetées dans l'environnement.

Une difficulté est de pouvoir traiter tous les polluants contenus dans les fumées, alors qu'ils requièrent des conditions de traitement qui peuvent être différentes. Les traitements mis en œuvre impliquent de manière générale la mise en contact des fumées avec un réactif du polluant visé pour produire des résidus solides qui peuvent être séparés des gaz. Ainsi, il est connu de traiter les polluants séparément, en série, pour ajuster à chaque polluant les conditions optimales de traitement.

Jusqu'à présent, plusieurs technologies ont été employées pour la désulfuration des gaz. Toutefois, ces technologies n'ont pas été prouvées très efficaces soit au niveau de l'efficacité de neutralisation du S0 ₂ , soit au niveau de la consommation du réactif, soit encore au niveau de la quantité de résidus et de leur mise en valeur dans le marché.

Parmi ces technologies, on peut citer les procédés à la chaux, qui utilisent la chaux sous différentes formes, notamment sous forme de calcaire (CaC0 ₃ ), de chaux vive (CaO) ou de chaux éteinte, également appelée chaux hydratée (Ca(OH) ₂ ). En effet, au contact des oxydes de soufre, la chaux réagit pour former des composés solides tels que les sulfites de calcium (CaS0 ₃ ) ou les sulfates de calcium (CaS0 ₄ ).

Plusieurs voies employant la chaux ont été développées.

La voie dite humide consiste à mettre de la chaux, généralement de la chaux éteinte, sous forme de solution liquide, en la mélangeant avec de l'eau. La solution liquide peut alors être pulvérisée dans un réacteur dans lequel les fumées chargées en polluant circulent. Les sulfites et les sulfates formés se retrouvent alors en solution liquide, qui doit être traitée. La voie humide implique donc une consommation importante d'eau, laquelle doit en plus être post-traitée, ce qui augmente les coûts de mise en œuvre.

La voie dite sèche, réalisée à haute température, aux alentours de 900 'C, consiste à injecter la chaux sous forme pulvérulente directement dans le foyer de combustion d'une chaudière à lit fluidisé. De l'eau peut être injectée afin de favoriser l'absorption du S0 ₂ . Ce procédé n'est pas très efficace et requiert un fort excédent de réactif qui réduit par le fait même le bilan thermique de la chaudière. Il conduit également à un volume élevé de résidus qui ne sont pas réutilisables.

Une autre voie est celle dite semi-humide, dans lequel on procède à l'injection d'un lait de chaux dans un réacteur ou dans une tour de conditionnement. Dans ce procédé, les gaz doivent être refroidis à une très basse température (15 à 20°C au-dessus du point de rosée) afin d'obtenir un rendement de désulfuration important, ce qui implique que la quantité d'eau en proportion de la chaux doit être élevée. Cependant, le faible écart de température avec la température de rosée implique des risques élevés de condensation des gaz, favorisant la corrosion. En outre, la quantité d'eau doit être contrôlée avec précision pour limiter les risques de colmatage et la production d'effluents liquides, comme pour la voie humide, dont le traitement est coûteux. De plus, l'utilisation d'un lait de chaux est très contraignante du point de vue maintenance et conduit à une abrasion rapide des composants du système de pulvérisation du lait de chaux.

Le document US 8,518,353 décrit un exemple de mise en œuvre d'un procédé de nettoyage des fumées dans lequel les particules de réactif en même temps que des gouttelettes d'eau sont vaporisées dans un réacteur pour être mises en contact avec des fumées polluées. Les gouttelettes d'eau forment sur la surface des particules de réactif une interface liquide pour l'absorption des polluants par le réactif. Lorsque toute l'eau s'est évaporée, la réaction entre les polluants et le réactif s'arrête. Le réactif peut être sous forme de poudre de chaux hydratée - il s'agit alors de la voie sèche - ou sous forme d'un mélange visqueux - il s'agit alors de la voie humide ou semi-humide.

L'EAD (« Enhanced Ail-Dry process ») est une technologie de neutralisation des gaz acides utilisant la chaux hydratée comme réactif et permettant une désulfuration efficace grâce à l'humidification des solides recyclés (sels et chaux excédentaire) dans un tambour mouilleur avant leur injection dans un réacteur de type Venturi. Le procédé est dit semi- sec, le taux d'humidification des solides recyclés restant faible pour les garder sous forme pulvérulente pour une manutention simple. Le débit de l'alimentation en chaux fraîche est établi en fonction de la concentration des gaz acides à l'entrée de l'EAD et de l'efficacité de neutralisation des gaz recherchée. Le document EP 0 182 706 décrit cette technologie.

Dans la technologie EAD, les fumées acides provenant de fours ou de chaudières sont dirigées dans le réacteur où elles rentrent en contact direct à co-courant avec de la chaux hydratée. Dans le réacteur, les polluants réagissent immédiatement au contact de la chaux en suspension provoquant leur neutralisation et formant des sels comme produits des réactions (par exemple CaCI ₂ , CaF ₂ , CaS0 ₃ ). Le Venturi à l'entrée du réacteur permet d'augmenter la vitesse des gaz pour que les solides ne retombent pas dans le coude à l'entrée du réacteur, mais aussi pour qu'ils montent avec les gaz en suspension ce qui assure la dispersion des solides dans le réacteur et évite des zones mortes.

La chaux fraîche et la chaux recyclée sont stockées dans des silos avant d'être dirigées vers le réacteur. La chaux fraîche est injectée directement dans le divergent du réacteur. Quant à la chaux recyclée, cette dernière provient de la sortie solide d'un filtre à manches d'un dispositif de séparation gaz/solides en aval du réacteur, mélangée avec les sels produits dans le réacteur. Ce mélange est légèrement humidifié dans un tambour humidificateur, avec un maximum de 10% d'eau par rapport au poids du solide, avant d'être injecté dans le réacteur au col du Venturi. L'utilisation de la chaux humidifiée active les réactions avec les gaz acides et favorise ainsi leur capture dans le réacteur. Il est important de remarquer que les solides humidifiés se comportent comme un produit pulvérulent sec dû à leur faible taux d'humidité. La chaux recyclée permet non seulement d'améliorer l'efficacité du procédé, mais aussi de rendre le procédé plus rentable en diminuant la consommation de chaux fraîche alimentée au réacteur.

Si cette technologie permet de traiter les fumées, son efficacité est limitée par plusieurs facteurs.

Notamment, l'humidité de la chaux injectée permet d'abaisser la température des gaz par l'évaporation de la couche d'eau autour des particules de chaux. En contrôlant le taux d'humidité, la baisse de la température des gaz est contrôlée. Cependant, l'humidité de la chaux ne peut pas dépasser un seuil au-delà duquel elle ne serait plus sous forme pulvérulente et occasionnerait des problèmes de colmatage dans le réacteur. De plus, les fumées contiennent plusieurs polluants, et notamment du S0 ₂ et des acides pour lesquels plus la température est basse, plus l'efficacité de la neutralisation est élevée. Par conséquent, l'humidité de la chaux étant limitée, la baisse de la température des fumées est également limitée, ne permettant pas une capture optimale de tous les polluants.

Il est connu d'humidifier les fumées avant qu'elles n'entrent dans le réacteur afin de baisser leur température. Toutefois, l'eau en contact avec les polluants dans les fumées favorise la condensation des acides, voire la formation d'autres espèces acides, engendrant de lourds problèmes de corrosion des équipements, et notamment dans le réacteur. Ainsi, l'eau doit être injectée de telle manière qu'elle est totalement évaporée une fois que les fumées entrent dans le réacteur.

Par conséquent, il existe un besoin pour améliorer le traitement des fumées tout en surmontant notamment les inconvénients précités.

A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose une installation de traitement de fumées issues d'un four de combustion ou de calcination, les fumées contenant au moins un polluant pour l'environnement, l'installation comprenant :

au moins un réacteur de nettoyage des fumées au sein duquel les fumées sont mises en contact avec au moins un réactif vis-à-vis du polluant,

au moins un système d'approvisionnement du réactif connecté au réacteur de manière à injecter le réactif dans le réacteur en au moins un point d'injection de réactif, au moins un tambour d'humidification du réactif reliant le système d'approvisionnement en réactif au point d'injection du réactif dans le réacteur, le taux d'humidification étant adapté pour conserver le réactif sous une forme pulvérulente,

au moins un système d'approvisionnement en eau connecté au réacteur de manière à injecter de l'eau dans le réacteur en au moins un point d'injection d'eau.

Le point d'injection d'eau dans le réacteur est distinct du point d'injection de réactif et est situé en aval du point d'injection de réactif dans le sens d'écoulement des fumées dans le réacteur, de manière à baisser la température des fumées dans le réacteur pour optimiser la capture des polluants tout en limitant les problèmes de corrosion.

L'installation comprend en outre un dispositif de régulation de la quantité d'eau injectée dans le réacteur, au point d'injection d'eau, en aval du point d'injection de réactif relié à un système de contrôle et de régulation de la température des fumées à la sortie du réacteur, pour réguler la quantité d'eau injectée au point d'injection d'eau dans le réacteur.

Le système de contrôle et de régulation de la température des fumées à la sortie du réacteur peut comporter notamment un capteur de température des fumées en sortie du réacteur, un calculateur et un contrôleur pour ajuster la quantité d'eau injectée au point d'injection d'eau dans le réacteur en fonction de la température mesurée par le capteur et d'une température cible déterminée. Ainsi, connaissant la température des fumées en sortie du réacteur, il est possible d'en déduire la température des fumées dans le réacteur et donc les réactions qui ont eu lieu dans le réacteur entre le réactif et les fumées. Une boucle de contrôle sur la température en sortie du réacteur par la quantité d'eau injectée dans le réacteur peut ainsi être effectuée.

L'installation peut en outre comprendre un dispositif de séparation gaz/solides connecté à la sortie du réacteur de nettoyage pour séparer les gaz des résidus solides. Le système d'approvisionnement du réactif comprend alors avantageusement un réservoir de réactif frais connecté à un premier point d'injection de réactif dans le réacteur, et un réservoir de récupération des résidus solides d'un dispositif de séparation gaz/solides, le réservoir de récupération étant connecté à un deuxième point d'injection de réactif dans le réacteur. Ainsi, le réactif est recyclé en étant réinjecté dans le réacteur, ce qui permet d'optimiser l'utilisation du réactif. Dès lors, selon un mode de réalisation, le tambour d'humidification relie le réservoir de récupération au deuxième point d'injection de réactif, le réactif du réservoir de réactif frais étant sec lors de son injection dans le réacteur. Le point d'injection d'eau dans le réacteur est dans ce cas en amont des deux points d'injection de réactif.

Selon un mode de réalisation, l'entrée du réacteur comprend successivement, dans le sens d'écoulement des fumées, un convergent, un col et un divergent, formant un Venturi, le point d'injection d'eau étant situé sur le divergent, de sorte que les fumées déjà en contact avec le réactif sont mélangées de manière adéquate à l'eau injectée au point d'injection d'eau.

De préférence, l'eau est pulvérisée au point d'injection d'eau sous forme de gouttelettes, assurant une bonne mise en contact entre l'eau, le réactif, et les polluants.

Le réactif comprend par exemple de la chaux, particulièrement adaptée à la réaction avec le S0 ₂ , le HF et le HCI.

Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé de traitement de fumées issues d'un four de combustion ou de calcination, les fumées contenant au moins un polluant pour l'environnement, dans une installation telle que présentée ci-dessus. Le procédé comprend notamment les étapes suivantes :

l'humidification au moins en partie d'un réactif vis-à-vis du polluant ; l'injection du réactif au moins en partie humidifié dans le réacteur ;

la mise en contact dans le réacteur des fumées avec le réactif au moins en partie humidifié ;

l'injection d'eau dans le réacteur après la mise en contact des fumées avec le réactif ; et

la régulation de l'injection d'eau dans le réacteur par le système de contrôle et de régulation de la température des fumées à la sortie du réacteur.

Avantageusement, l'étape de régulation de l'injection d'eau dans le réacteur comprend : la détermination d'une température cible pour les fumées en sortie du réacteur ; - la mesure de la température des fumées en sortie du réacteur par un capteur de température ;

la régulation de la quantité d'eau injectée en fonction de l'écart entre la température cible déterminée et la température mesurée par le capteur.

Lorsque l'installation comprend de plus un dispositif de séparation gaz/solides connecté à la sortie du réacteur de nettoyage pour séparer les gaz des résidus solides, la température cible déterminée est inférieure à une température maximale d'opération du dispositif de séparation gaz/solides.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation de l'invention accompagnée des figures sur lesquelles :

- la figure 1 représente de manière schématique une installation de traitement des fumées selon ledit mode de réalisation de l'invention ;

la figure 2 représente de manière schématique un système de contrôle et de régulation de la température des fumées au sein de l'installation de la figure 1 .

Sur la figure 1 , il est représenté une installation 100 de traitement des fumées. Les fumées proviennent par exemple d'un four de combustion ou de calcination, et sont chargées en poussières et polluants gazeux divers. Selon le mode de réalisation présenté ici, les fumées proviennent de la production de chaux, dont les polluants sont principalement le dioxyde de soufre (S0 ₂ ), l'acide chlorhydrique (HCI) et l'acide fluorhydrique (HF). D'autres polluants peuvent bien entendu être présents dans les fumées.

L'installation 100 de traitement des fumées comprend un réacteur 2 de nettoyage de type Venturi. Une conduite 1 d'entrée, par laquelle passe les fumées, relie la sortie du four et l'entrée du réacteur 2. L'entrée du réacteur 2, formant un Venturi, comprend successivement, dans le sens de circulation des fumées, un convergent 5, un col 4 et un divergent 3. Le réacteur 2 est orienté verticalement, l'entrée des fumées étant plus basse que la sortie.

Les fumées sont mises en contact avec un réactif dès le divergent du Venturi du réacteur 2.

A cet effet, l'installation 100 comprend un système d'approvisionnement de réactif permettant d'injecter le réactif dans le réacteur 2 en au moins un point d'injection de réactif. Selon l'exemple présenté ici, le réactif utilisé est de la chaux.

Selon le mode de réalisation présenté ici, le système d'approvisionnement de réactif comprend deux points d'injection de réactif. Plus précisément, le système d'approvisionnement comprend d'une part un réservoir 24 de chaux dite fraîche, c'est-à- dire qui n'a pas déjà été utilisée, et qui est connecté au réacteur 2 au niveau du divergent 3 par une conduite 25 d'alimentation en chaux fraîche en un premier point d'injection de réactif ; et d'autre part un circuit de chaux recyclée connecté au réacteur 2 au niveau du col 4 par une conduite 20 d'alimentation en chaux recyclée en un deuxième point d'injection de réactif.

La chaux injectée dans le réacteur 2 est de la chaux hydratée et au moins en partie humidifiée.

Dans ce qui suit, le terme « humidifié » signifie que le réactif a été mis en contact avec de l'eau en quantité contrôlée pour que le réactif demeure sous forme pulvérulente, et non sous forme d'un liquide. En d'autres termes, le taux d'humidification est adapté pour que le réactif se comporte comme une poudre. Lorsque le réactif est de la chaux hydratée, le taux d'humification est d'environ 10% au maximum sur la totalité en poids de la matière sèche.

Plus précisément, selon le mode de réalisation présenté ici, le circuit de chaux recyclée comprend en outre un réservoir 16 de récupération, alimenté en chaux à partir d'un dispositif 8 de séparation gaz/solides comme cela sera explicité plus loin. Le réservoir 16 de récupération est connecté à l'entrée d'un tambour 19 d'humidification par une conduite 17 d'humidification. Le tambour 19 est alimenté en eau par exemple par une source 26 extérieure par une conduite 21 d'eau. La chaux recyclée dans le tambour 19 est humidifiée de manière contrôlée, le taux d'humidification ne dépassant de préférence pas 10% sur la totalité en poids de la matière sèche. Par exemple, une valve 27 placée sur la conduite 21 d'eau permet de régler la quantité d'eau alimentée au tambour 19. L'humidification de la chaux dans le tambour 19 a notamment pour but de favoriser la mise en contact des polluants avec les sites actifs de la chaux, c'est-à-dire la surface des particules de chaux où les polluants gazeux (HCI, S0 ₂ et HF notamment) interagissent avec la chaux et subissent les réactions chimiques, en formant ainsi les sels (CaS0 ₃ , CaCI ₂ , CaF ₂ ), et d'augmenter l'efficacité de neutralisation des gaz acides.

De préférence, la chaux fraîche, du réservoir 24 de chaux fraîche, n'est pas humidifiée, et est injectée sèche dans le réacteur 2.

Ainsi, simultanément, la chaux recyclée, provenant de la conduite 20 d'alimentation en chaux recyclée et préalablement humidifiée dans le tambour d'humidification 19, et la chaux fraîche provenant de la conduite 25 d'alimentation en chaux fraîche, sont injectées dans le Venturi du réacteur 2. L'humidification de la chaux est contrôlée de sorte que la chaux se comporte sous forme pulvérulente dans le réacteur 2.

Les fumées chargées en polluants entrent en contact avec le réactif dans le Venturi du réacteur 2. Les fumées entraînent la chaux et montent dans le réacteur 2, tout en faisant réagir les fumées avec la chaux. Un but du Venturi combiné avec le réacteur 2 est non seulement d'augmenter la vitesse des gaz mais aussi de disperser adéquatement le réactif solide dans le réacteur 2. Les gaz, à haute vitesse, freinent les particules solides du réactif qui sont reprises en sens inverse des gaz pour monter à co-courant en suspension dans le réacteur 2.

L'installation 100 comprend de plus un système d'approvisionnement en eau connecté au réacteur 2 de manière à injecter de l'eau en quantité régulée dans le réacteur 2 en au moins un point d'injection d'eau. Plus précisément, le système d'approvisionnement en eau comprend une conduite 6 d'eau reliant une source 26 extérieure d'eau, qui est ici, mais non nécessairement, la même que celle alimentant le tambour 19, à au moins une buse 28, en pratique une pluralité de buses 28, d'injection d'eau dans le réacteur 2. L'eau injectée dans le réacteur 2 de nettoyage au point d'injection d'eau est de l'eau dite propre, c'est-à-dire non mélangée à un réactif.

Le point d'injection d'eau est situé en aval des points d'injection de chaux, aussi bien du premier point d'injection que du deuxième.

Le système d'approvisionnement en eau est en outre muni d'un dispositif 29 de régulation de la quantité d'eau injectée dans le réacteur 2 par les buses 28.

Ainsi, les buses 28 d'injection d'eau sont par exemple placées dans le divergent 3 du Venturi, en aval du point d'injection de chaux fraîche. Les fumées sont donc déjà mélangées aux particules solides du réactif lorsqu'elles atteignent les buses 28, et le réactif, qui a été humidifié dans le tambour 19, a commencé à réagir pour former des sels ou autres résidus solides. Les buses 28 pulvérisent alors de l'eau dans un mélange gaz/solides, ce qui permet de conserver un taux d'humidification modéré du réactif solide et permet aussi d'éviter que les solides se collent sur les parois à l'intérieur du réacteur 2. De préférence, l'eau est pulvérisée sous forme de gouttelettes, pour favoriser la capture des polluants et leur mise en contact avec la chaux.

De plus, l'eau étant injectée après l'injection de chaux, les risques de corrosion sont limités. En effet, la chaux étant un alcalin, elle assure une protection des équipements contre la corrosion malgré la présence d'eau.

L'injection d'eau supplémentaire en quantité régulée en aval de l'injection de chaux humidifiée permet d'apporter un paramètre supplémentaire dans le contrôle de la température, ce qui offre un contrôle avancé sur les réactions dans le réacteur. En effet, la chaux humidifiée ne peut pas dépasser un seuil d'humidification au-delà duquel elle ne serait plus sous forme pulvérulente. En outre, la quantité de chaux injectée dans le réacteur 2 doit rester aux alentours d'une valeur consigne afin que le procédé de traitement des fumées puisse être contrôlé. Par conséquent, la baisse de la température dans le réacteur 2 par l'injection de chaux humidifiée est limitée. En injectant de plus de l'eau en aval de l'injection de chaux, en quantité contrôlée en fonction de la température dans le réacteur grâce au dispositif de régulation, il est créé un paramètre supplémentaire pour le contrôle de la température dans le réacteur 2.

Ainsi, l'injection d'eau en quantité régulée après l'injection de chaux permet de toujours avoir une faible quantité d'eau évaporée, de manière à conserver un taux d'humidité des fumées dans le réacteur 2 suffisamment bas pour abaisser la température de manière contrôlée sans atteindre le point de rosée, et tout en conservant le réactif sous forme pulvérulente.

Plus précisément, les réactions dans le réacteur 2 peuvent être séparées en deux modes : le mode réactionnel aqueux et le mode réactionnel sec. Durant le mode réactionnel aqueux, il y a l'évaporation de l'eau autour des particules solides de chaux et, simultanément, l'absorption du S0 ₂ dans la couche d'eau autour des particules, l'adsorption du S0 ₂ sur les sites actifs de la chaux et réaction avec cette dernière. Il est important de remarquer que les autres gaz acides (H F, HCI) passent par le même mécanisme que le S0 ₂ , à des températures qui peuvent toutefois être différentes L'évaporation de l'eau se fait grâce au contact de la chaux hydratée humidifiée avec les fumées chaudes, ce qui provoque l'augmentation de l'humidité des gaz et l'abaissement contrôlé de la température des gaz. Les gaz, alors plus humides au contact avec la chaux hydratée humidifiée, sont plus solubles et ils sont ainsi adsorbés sur les sites actifs de la chaux. Les gaz acides réagissent avec la chaux et forment comme produits les sels CaCI ₂ , CaF ₂ , CaS0 ₃ . Lorsque la quantité d'eau ne suffit plus à couvrir les particules de chaux, la réaction se déroule dans le mode réactionnel sec. Ainsi, la surface de contact entre les gaz et les particules de chaux augmente, de sorte que les gaz acides se diffusent sur la surface et dans les pores des particules. Les gaz, adsorbés sur les sites actifs de la chaux, réagissent et forment comme produits les sels déjà spécifiés auparavant.

L'humidité dans le mélange comprenant les fumées et la chaux étant ajustée par l'injection supplémentaire d'eau en quantité régulée, lorsque le point d'injection d'eau est suffisamment proche du point d'injection de chaux, le mode réactionnel aqueux s'en trouve prolongé de manière contrôlée. L'humidité favorisant la solubilité des polluants dans les fumées, leur adsorption par la chaux s'en trouve augmentée. L'injection d'eau supplémentaire est par ailleurs avantageusement régulée de manière à atteindre le mode réactionnel sec au plus tard à l'entrée dans le dispositif 8 de séparation gaz/solides.

La régulation de la quantité d'eau injectée par les buses 28 est déterminée à partir d'une mesure de la température des fumées en sortie du réacteur, au moyen d'un capteur de température. En effet, l'enchaînement des réactions entre le réactif et les polluants des fumées dans le réacteur peut être vérifié en considérant la température en sortie du réacteur et en la comparant à une température cible déterminée :

si la température en sortie du réacteur est trop élevée, alors la baisse de température n'a pas été suffisante, et l'adsorption des polluants par le réactif a été insuffisante. La quantité d'eau injectée par les buses peut alors être augmentée ;

si la température en sortie du réacteur est basse, alors la baisse de la température a été trop importante, au risque d'atteindre le point de rosée dans le réacteur. La quantité d'eau injectée par les buses 28 peut alors être baissée.

En d'autres termes, la température cible déterminée est établie en tenant compte des réactions attendues dans le réacteur 2.

A cet effet, l'installation 100 comprend de plus un système 101 de contrôle et de régulation de la température des fumées à la sortie du réacteur 2. Plus précisément, le système 101 de contrôle et de régulation de la température des fumées est connecté au dispositif 29 de régulation de la quantité d'eau, et comprend un capteur 102 de température des fumées en sortie du réacteur 2, de préférence avant l'entrée dans un filtre, par exemple un filtre à manches, du dispositif 8 de séparation comme cela sera explicité plus loin. Le système 101 de contrôle et de régulation comprend alors un calculateur 103 permettant, à partir de la température des fumées en sortie du réacteur 2, de déterminer la quantité d'eau à injecter dans le réacteur 2 pour atteindre en sortie une température cible déterminée. Le système 101 de contrôle et de régulation comprend alors un contrôleur 104 qui ajuste la quantité d'eau injectée dans le réacteur 2 au point d'injection pour obtenir le refroidissement déterminé des fumées en sortie du réacteur 2.

Eventuellement, l'installation peut comprendre une pluralité de points d'injection d'eau, disposés en aval du point d'injection du réactif, et répartis dans le sens de circulation des fumées dans le réacteur 2. Chaque point d'injection est relié au dispositif 29 de régulation de la quantité d'eau injectée dans le réacteur. Ainsi, le mode réactionnel aqueux peut être prolongé à chaque point d'injection d'eau, permettant un contrôle plus fin de la température des fumées tout au long de leur parcours dans le réacteur, pour réaliser notamment un meilleur traitement des différents polluants dans les fumées.

La régulation de la quantité d'eau injectée dans le réacteur par les buses 28, après l'injection de réactif, par le système 101 de contrôle et de régulation permet de plus de garder la température des fumées éloignées de leur point de rosée, ce qui limite les risques de condensation des fumées, de corrosion des équipements et de formation d'un gâteau humide sur les manches du filtre, c'est-à-dire, l'accumulation des solides collants qui rendrait le nettoyage des manches du filtre du dispositif 8 de séparation gaz/solides plus difficile. De ce fait, la présente technologie de traitement des fumées permet d'augmenter l'efficacité et d'améliorer le processus de neutralisation des polluants à partir notamment de trois paramètres importants : l'écart entre la température de rosée et la température des fumées à la sortie du réacteur 2 (l'approche de la saturation), l'augmentation de la solubilité des polluants et par conséquence l'adsorption des polluants sur les particules de chaux.

II est ainsi possible de traiter plusieurs polluants dans un seul réacteur 2 en même temps, même si les conditions de traitement varient en fonction du type de polluant. Notamment, les fumées à traiter possèdent plusieurs polluants pour lesquels l'élimination efficace est réalisée à des températures différentes de celle du S0 ₂ . De ce fait, grâce au contrôle du taux d'humidité de la chaux et au refroidissement contrôlé des fumées par l'injection en un point, voire une pluralité de points, d'injection d'eau en aval du point d'injection de réactif il est possible de diminuer significativement la concentration de ces polluants dans les fumées. En d'autres termes, le refroidissement contrôlé par l'injection d'eau en quantité contrôlée après l'injection de chaux dans le réacteur 2 permet d'atteindre les températures requises pour un bon rendement de réaction de neutralisation entre les différents polluants et la chaux.

Il est important de noter ici que les réactions qui entrent en jeu ici sont celles de la voie semi-sèche : la chaux hydratée est humidifiée à un taux la laissant sous forme pulvérulente, ce qui permet dès son contact avec les fumées d'entrer dans le mode réactionnel aqueux. Le mode réactionnel aqueux est ensuite prolongé de manière contrôlée par l'injection d'eau en aval de l'injection de la chaux dans les gaz.

Lors du contact des fumées avec le réactif, les sels des réactions de neutralisation sont produits, et les fumées contenant un mélange gaz/solides en suspension sortent du réacteur 2 par une conduite 7 de sortie pour être dirigées vers le dispositif 8 de séparation gaz/solides. Le mélange gaz/solides comprend notamment les sels formés et la chaux non-réagie en suspension dans le gaz des fumées. Le dispositif 8 de séparation comprend de préférence un filtre à manches, au travers desquels les gaz passent, les résidus solides étant capturés par les manches. Les fumées, maintenant propres, sont ainsi séparées des solides comme la chaux en excès, les sels formés et les poussières provenant du four ou de la chaudière.

Les fumées maintenant purifiées sortent du filtre 8 par une conduite 10 d'aspiration, en passant par un ventilateur 1 1 pour surmonter la perte de charge subie dans le filtre 8 et dans le réacteur 2. Ces gaz sont ensuite dirigés vers une cheminée 13 à partir d'une conduite 12 finale. Une partie des fumées propres peut être envoyée à l'atmosphère par la sortie 14 de la cheminée 13, tandis qu'une autre partie des fumées propres est renvoyée par une conduite 15 de renvoi et combinée aux fumées sortant du four dans la conduite 1 d'entrée, à l'entrée du réacteur 2. Une vanne 15' de régulation peut permettre de réguler la quantité de fumées renvoyée depuis la cheminée 13. Le but de cette recirculation est notamment de maintenir une vitesse minimale des gaz dans le col 4 du Venturi pour éviter que les solides tombent au coude d'entrée des fumées dans le réacteur 2 au lieu de monter avec les gaz, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas où le débit des fumées dans la conduite 1 d'entrée s'affaiblit. Les solides retenus dans le filtre 8 forment un gâteau sur la surface des manches. De préférence, la quantité d'eau injectée dans le réacteur 2 et la position du point d'injection d'eau dans le réacteur 2 sont adaptés pour que le mode réactionnel sec soit atteint lorsque les fumées entrent dans le filtre 8, de sorte que le gâteau soit sec. Sur cette surface, les solides retenus sont les sels formés par la réaction de neutralisation dans le réacteur 2, les poussières provenant du four ou de la chaudière, et les particules de chaux encore actives. Le gâteau permet de continuer la réaction de neutralisation des gaz acides. Ainsi, les manches du filtre 8 forment une surface additionnelle pour la réaction de neutralisation, ce qui permet d'augmenter encore plus l'efficacité du procédé. Environ 80- 95% des réactions se font dans le réacteur 2 et le restant est fait sur la surface des manches du filtre 8.

Le filtre 8 à manches a une température maximale d'opération. De ce fait, la température en amont du filtre 8 du mélange gaz-solide est un paramètre important à contrôler. En effet, si le filtre 8 opère à une température au-dessus de celle permise, cela risque de compromettre la résistance des manches et ainsi l'efficacité du filtre. Ainsi, le système de contrôle et de régulation de la température des fumées peut en outre tenir compte de la température maximale d'opération du filtre 8. Il assure ainsi la régulation de la quantité d'eau injectée dans le réacteur afin de maintenir la température des fumées à l'entrée du filtre 8 toujours inférieure à la température maximale d'opération du filtre 8.

Suite à la filtration, les sels produits mélangés avec la chaux en excès sont évacués par une conduite 9 d'évacuation reliée au réservoir 16 de récupération. Ainsi, la chaux recyclée comprend un mélange de chaux en excès, les sels formés lors des réactions de neutralisation et des poussières. Le réservoir 16 de récupération comprend deux sorties. La première sortie est connectée, comme vu précédemment, au tambour 19 au moyen de la conduite 17 d'humidification. Le recyclage des solides dans le réacteur 2 permet notamment d'augmenter le temps de contact pour les particules de chaux avec les polluants et de diminuer la quantité de déchets. Le recyclage de la chaux permet aussi de réduire la quantité de chaux fraîche à injecter dans le réacteur 2.

La deuxième sortie est connectée à un silo 22 de déchets par l'intermédiaire d'une conduite 18 de surplus, où le surplus de chaux recyclée est envoyé. Les déchets sortant du silo 22 de déchet par une conduite 23 sont revalorisés sur le marché. La partie non- recyclée des solides est ainsi déchargée comme résidu sec, ce qui facilite leur réutilisation sur le marché. La présente installation 100 procède au traitement des fumées dans le réacteur 2 par la voie semi-sèche, qui utilise une faible quantité d'eau juste en fonction des besoins. Le procédé de traitement permet alors de ne pas avoir des rejets liquides ni d'effluents liquides à traiter. De ce fait, la présente technologie permet d'éviter des équipements en excès et un surplus de consommation d'énergie. Cela est avantageux pour l'environnement et pour le procédé.

Une autre particularité de l'installation 100 est le recyclage, vers le réacteur 2, du mélange contenant de la chaux excédentaire et les sels issus des réactions de neutralisation. Un but de ce recyclage est de permettre un meilleur contact entre le réactif solide et les polluants, ce qui maximise l'utilisation de la chaux et améliore l'efficacité du procédé.

En ce qui concerne le filtre 8, le gâteau formé sur les manches de ce dernier possède encore des particules de chaux actives. Alors, tant que les fumées arrivent au filtre 8, les polluants continuent à réagir avec ces particules de chaux. Les manches du filtre 8 forment une surface additionnelle pour la réaction de neutralisation, ce qui augmente encore plus l'efficacité du procédé.

Les buses 28 sont efficaces pour refroidir les gaz à une température plus appropriée, mais elles permettent aussi d'augmenter la solubilité des gaz et par conséquent l'efficacité du procédé.