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Cette invention concerne les foyers cyclones et un procédé per- fectionné pour brûler des combustibles de qualité inférieure ou pour conver- tir de la cendre volante incombustible en scorie.
Dans son Brevet n 515.047 la Demanderesse a décrit un procédé pour brûler des combustibles solides de qualité inférieure dans un foyer cyclone, suivant lequel la combustion continue du combustible de qualité inférieure et l'écoulement de la scorie sont assurés par l'introduction dans le parcours des flammes en tourbillonnement, en un point situé en amont de l'endroit où se fait l'introduction du combustible inférieur, d'un combusti- ble solide facilement inflammable se déplaçant dans le même sens de tourbil- lonnement que le combustible de qualité inférieure. Un tel procédé est pro- pre à être employé pour du combustible tel que la cendre volante contenant une forte proportion de coke. Pour untel combustible, la difficulté est d'effectuer l'allumage.
Toutefois, lorsque la proportion de coke est rédui- te, des difficultés tendent à se produire dans la réalisation du procédé par suite d'incombustibilité et lorsque la proportion de coke est tellement faible que la cendre volante est incombustible, la cendre ne peut pas être convertie en scorie. Des courants de cendre volante et de gaz de combus- tion se développent l'un à côté de l'autre et la majeure partie de la cen- dre volante est entraînée hors de la chambre du.foyer cyclone ou est déposée comme cendre volante dans cette chambre. Un but de l'invention est de ré- duire ou de surmonter ces difficultés.
La présente invention comprend le procédé pour brûler du combus- tible de qualité inférieure ou pour convertir de la cendre volante incom- bustible en scorie par fusion de la cendre, suivant lequel le combustible inférieur ou la cendre volante et l'air véhiculaire, un combustible facile- ment inflammable et de l'air secondaire sont introduits à l'intérieur d'une chambre de combustion de foyer cyclone en courants superposés radialement, tourbillonnant dans le même sens autour de l'axe longitudinal de la chambre du foyer, et de manière que le courant de combustible facilement inflamma- ble se trouve à l'intérieur, radialement, du courant d'air secondaire et à l'extérieur, radialement, du courant de combustible de qualité inférieure ou de cendre volante et d'air véhiculaire.
L'invention comprend aussi une chambre de combustion de foyer cyclone caractérisée en ce qu'elle présente des conduits ou tuyères d'en- trée, reliés respectivement à une course d'air secondaire, une source d'air véhiculaire et de combustible facilement inflammable et une source d'air véhiculaire et de combustible inférieur ou de centre volante, les conduits ou tuyères étant disposés de façon à produire dans la chambre du foyer cy- clone des courants radialement superposés tourbillonnant dans le même sens autour de l'axe longitudinal de la chambre du foyer, le courant de combus- tible facilement inflammable et d'air véhiculaire étant intercalé entre les autres courants et des dispositifs étant prévus pour régler séparément la vitesse de l'écoulement de chaque courant.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec ré- férence aux dessins partiellement schématiques annexés dans lesquels ;
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un foyer cyclone, et
Figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II- II de la figure 1.
La paroi périphérique de la chambre 1 du foyer cyclone est con- formée de façon qu'en coupe transversale une partie 10 de rayon de courbu- re progressivement décroissant se raccorde graduellement à une partie 11 de rayon courbure constant, en ménageant ainsi une ouverture de tuyère 12. A
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une extrémité, la chambre 1 est fermée par une paroi tronconique 18 et à l'autre extrémité elle est pourvue d'un goulet de sortie des gaz 8 et d'une ouverture d'évacuation de scorie 9 communiquant avec une chambre de combustion secondaire (non représentée) . Les parois de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes vaporisants reliés au système circulaire d'un générateur de vapeur dont le foyer cyclone fait partie.
Ainsi, la pa- roi périphérique de la chambre du foyer est pourvue de tubes 13 s'étendant entre des collecteurs 14 et 15, et à une extrémité la paroi 18 est pourvue de tube 16 tandis qu'à l'autre extrémité les tubes de paroi 17 de la cham- bre de combustion secondaire contribuent à former le goulet 8. Sur leurs côtés tournés vers la flamme, les tubes sont pourvus d'ergots couverts de matière réfractaire 2, tandis que sur leurs faces extérieures, les tubes de la paroi périphérique et de la paroi 18 sont couverts de matière isolan- te 3 enfermée dans une enveloppe en tôle 4 étanche au gaz.
Comme c'est représenté sur la figure 1, il est prévu six grou- pes de tuyères ou conduits d'entrée espacés longitudinalement et chaque groupe comprend: une tuyère 5 située extérieurement dans une direction ra- diale et reliée à une source d'air secondaire; une tuyère radialement inté- rieure 7, reliée à une source d'air porteur et de cendre volante incombus- tible ou de combustible de qualité inférieure, par exemple de la cendre vo- lante à un état approprié pour être entraîné par l'air véhiculaire; et une tuyère intermédiaire 6, reliée à une source d'air primaire et de cômbusti- ble solide facilement inflammable à un état approprié pour l'entraînement par l'air primaire.
Les tuyères dirigent les courants qui en sortent tan- gentiellementou à peu près tangentiellement àla surface interne de la par- tie 10 de la chambre dufoyer et dans le même sens autour de l'axe longitu- dinal de cette chambre et débitent les courants dans le même plan ou appro- ximativement dans le même plan radial passant par l'axe longitudinal de la chambre du foyer, cet axe étant au centre de courbure de la partie 11.
Des dispositifs appropriés, non représentés, sont prévus dans les canalisations reliées aux tuyères, pour régler les débits d'air aux tuyères et les débits de produits solides aux tuyères 6 et 7, respective- ment, la disposition étant telle que les arrivées à des tuyères individuel- les peuvent être réglées ou coupées ou que les arrivées à une série de tuyères 5, 6 ou 7 peuvent être réglées simultanément.
En service, le combustible fourni par une tuyère 6 d'un groupe dans la chambre du foyer s'allume rapidement et passe sous l'effet de la force centrifuge dans le courant à grande vitesse d'air secondaire débité par la tuyère 5 du groupe, dans lequel le combustible brûle à une haute température, La matière solide fournie par la tuyère 7 du groupe est aussi envoyée par la force centrifuge contre la paroi périphérique de la chambre du foyer cyclone et est par conséquent intimement mélangée à l'air secon- daire et aux particules en combustion du combustible facilement inflammable soumises à la haute température produite par la combustion du combustible venant de la tuyère 6. Il en résulte que si la matière solide venant de la tuyère 7 est combustible elle s'enflamme et brûle et en tout cas la cendre de cette matière fond.
La scorie en fusion recueillie sur les parois de la chambre du foyer cyclone descend sur le fond de la chambre et est évacuée par la sortie 9.
En vue d'effectuer une bonne séparation de la scorie sous l'ef- fet de la force centrifuge, une vitesse convenablement élevée doit être maintenue à la sortie des tuyères d'air secondaire 5. Le combustible ve- nant des tuyères 6 s'allume avant qu'un mélange appréciable ait eu lieu avec la matière venant des tuyères 7. Ceci est important car pour maintenir la combustion lorsque du combustible est introduit dans le voisinage d'un cou- rant d'air secondaire, la vitesse de ce courant doit être d'autant plus len-
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te que la teneur du combustible en matières volatiles est plus faible.
En évitant un mélange appréciable dans la zone d'inflammation de la matière so- lide venant des tuyères 7 avec le combustible venant des tuyères 6, le pour- centage en matières volatiles du combustible dans cette zone est approxima- tivement maintenu et le foyer cyclone peut être conduit avec admission d'air secondaire à grande vitesse et avec séparation effective de la scorie et rétention de la scorie dans la chambre du foyer.
Les gaz produits par la combustion dans la chambre 1 du foyer cyclone passent par le goulet de sortie des gaz 8, dans la chambre de com- bustion secondaire. La scorie en fusion est déchargée de celle-ci d'une manière appropriée connue.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour brûler un combustible solide de qualité infé- rieure ou pour convertir de la cendre volante incombustible en scorie par fusion de la cendre, caractérisé en ce que le combustible de qualité infé- rieure ou la cendre volante et l'air véhiculaire, un combustible facilement inflammable et de l'air secondaire sont introduits dans la chambre de com- bustion d'un foyer cyclone en courants superposés radialement, tourbillon- nant dans le même sens autour de l'axe longitudinal de la chambre du foyer, et de manière que le courant de combustible facilement inflammable, se trou- ve radialement à l'intérieur du courant d'air secondaire et radialement à l'extérieur du courant de combustible de qualité inférieure ou de cendre volante et d'air véhiculaire.