BE604412A

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Info

Publication number: BE604412A
Authority: BE

Description


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  "Dispositif pour   l'obtention   d'une flamme à haute énergie calorifique et à   grande   impulsion". 



   La présente invention est relative à un brûleur à combustible liquide   permettant   d'obtenir une flamme à haute énergie calorifique et à grande impulsion, notamment pour les fours Martin. 



   Dans les   brûleurs   à   combustible   liquide communément utilisés dans l'opération d'affinage au four Martin, le mélange du combustible et du comburant se fait généralement à l'intérieur du brûleur lui-même, le combustible hydrocarbure étant pulvérisa dans le brûleur au moyen   d'un   jet de vapeur ou   d'air   comprimé   amené   séparément à   l'intérieur   du brûleur. 



   En général, de tels dispositifs remplissent correctement leur rôle de lance à calories. Toutefois, l'air comprimé ou la vapeur d'eau destiné à la pulvérisation de l'hydrocarbure introduit dans le mélange des éléments (azote et H2O) qui abaissent la température des pro- duits gazeux. 

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   Par contre, l'emploi de ces deux agents de   pulvérisation   diminue sensiblement la vitesse de remontée du front de   ±la---.-ne,   et/ou la propagation   d'une   ±lame accidentelle de retour, On   conçoit   que dans ces conditions, la réalisation   d'un   brûleur à   mazout     pulvérisé   à   l'air   ou à la vapeur d'eau   n'offre   que peu de difficultés.

   Par contre, toutes les tentatives pour utiliser les brûleurs existants en pulvérisant le combustible par un comburant à forte teneur en oxygène ou même par de l'oxygène commercialement pur, ent donné lieu à de nombreux accidents, toujours dommageables pour le matériel et souvent dangereux pour le personnel qui   manipule   ces brûleurs. La raison en est, la vitesse de remontée des flammes et des retours de flammes, qui sont dans ce cas beaucoup plus rapides. 



   La présente invention a pour objet un brûleur pour la combustion d'hydrocarbures liquides, qui permet d'éviter les inconvé- nients précités et d'obtenir en même   tezps     une   flamme à haute énergie calorifique et à grande impuision. 



   Le   brûleur   objet de la présente   invention   est essentielle- ment caractérisé en ce que les conduits à comburant riche en oxygène et à hydrocarbure liquide sont disposés de telle façon que la rencontre et par conséquent le mélange du Jet de comburant et de combustible et la combustion elle-même se fassent en dehors du brûleur, du côté des orifi- ces de sortie des   dit ta   jets et à une cistancede ces erifices variant entre 3 et 25 centimètres et de préférence entre 6 et 13 centimètres. 



   De cette   façon,   même dans les cas les plus défavorables, 1- front de   flammes   ou un retour de flammes ne peut s'approcher trop près de la tête du brûleur. 



   Selon une variante avantageuse du dispositif suivant l'in- vention, les conduits de sortie du comburant et du combustible hors du brûleur sont tels que le jet de combustible est incliné sur le jet de comburant, d'un angle compris entre 15  et 20 . 



   Le combustible peut sortir du brûleur par plusieurs con- duits disposés suivant un cône dont les génératrices font avec   l'axe   du conduit central de sortie du comburant, les angles cités plus haut. 



   Le brûleur objet du dispositif de l'invention permet de ré- soudre de façon simple et efficace le difficile problème des retours de flammes, tout en conférant aux flammes sortant du brûleur une énergie ca- lorifique   Important*-,   ainsi qu'une grande impulsion, 

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Suivant une autre variante du brûleur décrit dans la présen- te invention, les axes de sortie du comburant riche en oxygène et du com- bustible liquide sont tels que la majeure partie du combustible est   proje-   tée sur la face supérieure du   jet'de   comburant, afin   d'une   part de concen- trer la brillance de la flamme vers le bas,

     ctest-à-dire   du coté du bain de métal liquide dans le cas d'application au four Martin et d'autre part de constituer un écran protégeant la voûte du four contre le rayonnement de la flamme. Dans ce dernier cas, les axes de sortie des jets de combu- rants et de combustibles sont faiblement inclinés   l'un   sur l'autre en mê- me parallèles. 



   Une autre modalité avantageuse du brûleur de l'invention con- siste à donner aux orifices de sortie du combustible une forme ovale, qui répartit plus facilement le combustible dans la zone désirée. 



   Le brûleur suivant l'invention est tel que l'on obient des flammes dont la longueur est entièrement réglable et fonction du débit de comburant. De plus, les   flammes   ainsi réalisées permettent, suivant le diamètre des ajutages de sortie du combustible et du comburant, d'obtenir un débit de calories particulièrement   important,   à haute température (au moins 2.200  C, soit environ 500  C de plus que les températures actuelle- ment atteintes), 
A titre d'exemple non limitatif, un brûleur conçu suivant   l'invention,   et muni des ajutages suivants : 0 ajutage oxygène : 10 mm 
0 ajutage oil : 4 mm, permet d'obtenir à 2.200  C un débit de calories   d'au   moins 12.000.000 de alories/heure. 



   La présente invention a également pour objet un procédé pour la mise en oeuvre des brùl.eurs ci-dessus. 



   Le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on règle la pression d'admission du comburant pour donner à ce dernier une vitesse de sortie supersonique hors du brûleur. 



  De cette façon, on réalise automatiquement la pulvérisation de   l'hydrocar-   bure liquide. De plus, le brûleur permet d'employer comme comburant un gaz très riche en oxygène, de l'oxygène de pureté supérieure à 95 % et même à 99   %.   

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   Les schémas ci-annexés sont donnés à titre dtexemples non limitatif s. 



   La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un brûleur   suivant,   l'invention, dans lequel les orifices de sortie du comburant et du combustible sont inclinés   l'un   sur l'autre. 



   Sur cette figure, le repère 1 représente la paroi extérieure du brûleur. L'oxygène arrive par le conduit 2, passe au travers d'un dis- positif anti-retour 3 et sort du brûleur par une tuyère 4 comportant une partie convergente 5 et une partie cylindrique 6. 



   Le combustible est amené par le conduit 7 jusqu'à l'extrémi- té 8 du brûleur, Eu cet endroit, le conduit 7 subit un changement de direc- tion et sort en oblique en 9 de la tête du brûleur. 



   La figure 2 représente une coupe en long et une vue de face d'une tête de brûleur suivant l'invention, dans laquelle les orifices de sortie du comburant et du combustible sont parallèles. 



   Sur cette figure, le repère 1 représente la face de sortie des orifices. Le comburant arrive par l'intérieur de la canalisation cen- trale 2 et sort du brûleur par les orifices 3 parallèles à l'axe du brû- leur. Ces orifices 3 ne sont pas nécessairement mis tous en service. Le combustible est amené dans le corps du brûleur entre la canalisation 2 et l'emeloppe 4. Il est conduit dans l'axe du brûleur par le conduit oblique 5 jusqu'à un ajutage central 6. Il sort de cet ajutage 6 du brûleur par l'intermédiaire de petits trous 7 disposés autour de   l'axe   du brûleur et parallèle à ce dernier. La combustion se réalise aisément grâce au fait que les jets comburants entourent partiellement les jets combustibles. 



  Aucune perte de combustible n'est à craindre de ce chef.

Claims

REVENDICATIONS.

1.- Brûleur pour hydrocarbure liquide , caractérisé en ce que les conduits à comburant riches en oxygène et à hydrocarbure liquide sont disposés de telle façon que la rencontre et par conséquent le mélan- ge du jet de comburant et de combustible, et la combustion elle-même se fassent en dehors du brtleur du côté des orifices de sortie des dits jets et à une distance de ces orifices variant entre 3 et 25 centimètres, et de préférence entre 6 et 13 centimètres.

2.- Dispositif suivant la revendication précédente, caracté- risé en ce que les conduits de sortie du comburant et du combustible hors du brûleur sont tels que le jet de combustible est incliné sur le jet de comburant d'un angle compris entre 15 et 20 .

3.- Dispositif suivant les revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs conduits de sortie du combustible, disposés suivant un cône dont les génératrices font avec l'axe du conduit central de sortie du comburant, des angles compris entre 15 et 20 .

4.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les axes de sortie du comburant riche en oxygène et du combustible li- quide sont tels que la majeure partie du combustible est projetée sur la face supérieure du jet de comburant, Afin d'une part de concentrer la bril- lance de la flamme vers le bas, c'est-à-dire du côté du bain de métal li- quide dans le cas d'application au four Martin, et d'autre part de consti- tuer un écran protégeant la voûte du four contre le rayonnement de la flam- me.

5.- Dispositif suivant ltune ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les orifices de sortie du combustible sont de forme ovale.

6.- Procédé pour la mise en oeuvre des dispositifs décrits dans l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on règle la. pression d'admission du comburant pour donner à ce der- nier une vitesse de sortie supersonique hors du brûleur.

7.- Procédés et dispositifs tels que décrits ci-dessus.