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PROCEDE POUR LA COMBUSTION SANS FLAMME DES COMBUSTIBLES LIQUIDES
ET PLUS PARTICULIEREMENT DES COMBUSTIBLES LOURDS
La présente invention a pour objet un procédé pour la combustion sans flamme des combustibles liquides et, plus spécia- lement, des combustibles lourds.
On connaît des procédés permettant de brûler sans flamme des combustibles gazeux ou des combustibles liquides fa- cilement volatils. Mais, dans cette dernière application, on se croyait tenu d'employer des catalyseurs coûteux et délicats. Pour faire brûler sans flamme des combustibles lourds on leur faisait subir jusqu'ici une atomisation préalable au moyen d'air comprimé.
Le procédé objet de l'invention permet de brûler sans flamme tous les combustibles liquides, en présence d'air sous faible pression, sans vaponisation, gazéification ou atomisation préalable s.
Ce procédé est caractérisé en ce que le combustible
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@ (éventuellement réchauffé pour le fluidifier) est amené, à l'état liquide sur une masse réfractaire, de préférence poreuse, en présence de l'air nécessaire pour la combustion;, laquelle après amorçage se poursuit sans flamme à l'intérieur de la dite masse.
En augmentant la proportion de combustible ou, ce qui revient au même, en diminuant la proportion d'air, on assure l'entretien d'une combustion partielle sans flamme,avec forma- tion d'un mélange combustible de gaz et de vapeurs.
Le dessin annexé représente sohématiquement deux formes d'exécution d'un appareil propre à la réalisation du procédé suivant l'invention.
La figure I s'applique $ la première forme;
La figure 2 montre la seconde.
Exemple I- Le tube I (Figure I), qui a par exemple 30 m/m de diamètre et 500 m/m de long, contient, sur un faux fond paforé 2 et sur une épaisseur de 350 m/m environ, une matiè- re réfractaire An par exemple, de matière alumineuse ou silico- alumineuse, en grains de 5 à 7 m/m de diamètre environ.
Dans l'espace libre 3, ménagé à l'une des extrémités du tube I débouche une tubulure 4 d'arrivée dtair, sous une pression de 15 à 30 o/m d'eau. Dans ce même espace débouche d'autre part une seconde tubulure 5, par laquelle le combustible provenant d'un réservoir en charge 6 s'écoule sous le contrôle du robinet 7. L' air arrivant par 4 peut être réchauffé en marche normale, par exemple par ciculation dans un s erpentin entourant le tube I comme représenté en 17 à la fige 2.
L'espace où débouchentles tubulures 4 et 5 renferme quelques spires d'un fil métallique 8, relié par ses deux extré- mités à une source de courant 9, oapable de le porter à l'incan- descenoe, Un interrupteur 10 est interposé sur le circuit.
A la base du tube I est également ménagé un espace libre II ou s'ouvre une tubulure 12 de sortie des gaz.
Pour amoroer la combustion, on fait d'abord passer de l'air dans le tube I et on y laisse arriver quelques centimètres cubes de combustible, par exemple du fuel-oil de densité= 0,945 à
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22 C le fil 8 étant porté à l'incandescence enflamme le fuel.
On arrête alors le oourant de chauffage du fil 8 et, après une ou deux minutes, on éteint la flamme, par exemple en la soufflant par une augmentationbrusque et momentanée du débit d'air, puis on établit l'écoulement du fuel à raison de I c/m3 environ par minute et on règle le courant d'air à la vitesse de 12-15 litres du environ à la minute. Dans ces conditions, la combustion fuel- oil s'effectue au contact de la masse réfractaire,régulièrement, sans flamme et sans dépôt de carbone* la masse réfractaire et le tube qui la contient sont portés au rouge sur une longueur de 25 c/m environ. L'analyse des gaz prélevés à la sortie du tube révèle une teneur en oxyde de carbone de l'ordre de 0,05 à 0,1 pour cent en volume, et l'absence de composés hydro-carbonés.
Le procédé est applicable entre autres à tous les oombus- tibles liquidesappartenant aux groupes des pétroles naturels et synthétiques (par exemple ;essences, lampants, gas-oils, fuel-oils des goudrons de distillation des combustibles solides ou liquides des naphtalines et hydro-naphtalines, des huiles végétales ou ani- males, des alcools, etc...
Exemple 2- On alimente en fuel-oil (d= 0,909 à 22 0) et en air l'appareil utilisé dans l'exemple I, dans les mêmes oonditions et dans les même proportions. Lorsque la masse ré- fractaire et le tube qui la contient sont portés au rouge sur une longueur de 25 c/m environ, on porte le débit de fuel-oil à 8-10 c/m3 par minute, en maintenant le. débit d'air à 12-14 litres par minute. La zone de combustion partielle passe du rouge vig au rouge sombre, et il se produit une gazéification de l'excès de fuel-oil introduit, ce qui donne naissance à un mélange combustible de gaz et de vapeurs, utilisable pour divers usages, par exemple poue l'alimentation d'un moteur à explosion.
Avec certains combustibles et certaines masses réfrac- taires, la marche en combustion totale et la marche en combustion partielle pour la production d'un mélange combustible peuvent être favorisées par le dépôt, sur les surfaces de la dite masse, de matières diverses, par exemple de métaux ou d'oxydes métalliques '
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réductibles*
On peut traiter suivant l'exemple 2 tous les combusti- bles indiqués à la fin de l'exemple I.
La production d'un mélange gazeux peut aussi être ob- tenue en brûlant une partie du combustible, pour chauffer la masse réfractaire, sur laquelle on amène le reste du combus- tible pour le gazéifier*
L'appareil représenté par la figure 2 permet d'opérer ainsi. Le tube I y forme une spire de serpentin.Son extrémité supérieure est pourvue d'une arrivée d'air 4 et d'une arrivée de combustible* lourd en 5. On a prévu de plus une tubulure Supplémentaire 13, pour l'amenée éventuelle d'un combustible léger en vue de l'amorçage de la combustion. Mais la parties larité de l'appareil réside dans une tubulure 14, branchée en un point intermédiaire de la longueur du tube I.
Cette tu- bulure est munie d'une seconde amenée 15 de combustible et d'une amenée éventuelle 16 d'air complémentaire, L'air soufflé par 4 est réchauffé, en marche normale, par passage dans le serpentin 17 entourant le tube I. La combustion du combusti- ble admis à l'extrémité supérieure du tube I avec la quantité d'air nécessaire, assure le maintien de la masse de contact A à haute température. Le combustible admis.par la tubulure intermédiaire 14 avec s'il 7 a lieu, un complément d'air, sert alors à la production du mélange combustible.
Si, au lieu de combustible, on introduit de l'eau par la tubulure 14, on obtient à la'sortie de l'appareil, de la vapeur ou de l'eau chaude, suivant le débit d'eau. Par exemple si, pour une partie en voulume de combustible introduite par 5, on introduit par la tubulure 14, 12 volumes d'eau, celle- ci sorte de l'appareil à la température de 100 c
En admettant par 14 une suspension aqueuse )9,10-15 % de charbon, par exemple à raison de 5-10 parties de cette sus- pension,'pour une partie de combustible introduite par 5, on. obtient un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène et de Il* oxyde de carbone,