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FOUR TUb'ifUIR3 ROTATIF A PLUSIEURS ETAGES.
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La présente invention se rapporte d'une façon géné- rale à un four tubulaire rotatif horizontal ou légèrement incli- né avec alimentation en continu à l'une des extrémités et évacua- tion des matières traitées et des gaz de combustion à l'autre extrémité. Elle concerne plus particulièrement un four tubulaire rotatif 4 plusieurs étages pour la combustion des ordures, déchets, etc. avec, en plusieurs points, amenée réglable de l'air nécessai- re à la combustion.
Il est connu d'utiliser, pour la combustion des dé- chets, dea fours à foyers à grille. Ces foyers ne sont toutefois 'pas utilisables pour les matières se liquéfiant à température éle- vée et qui peuvent en outre être agressives; ces matières ooulant à travers les barreaux de la grille peuvent colmater les orifices d'admission d'air ménagés dans l'enveloppe du four et rendre la grille inutilisable après une durée de service relativement courte.
C'est pourquoi on emploie le plus souvent pour ces matières liqué- fiables des fours tubulaires rotatifs, en.amont desquels on a mon- té, le cas échéant, une grille fixe de faible longueur à travers laquelle on fait passer, à l'état encore solide, les matières à traiter.
L'intensité des réactions thermiques qui se déroulent lors dea processus de combustion dépend d'un approvisionnement suf- fisant en air ou en oxygène à chaque point du four de combustion. ' Un dosage exact de l'air de combustion et une turbulence aussi éle- vée que possible de l'air introduit, dans-chaque section de la chambre de combustion et pour chaque phase de réaction des matiè- res à brûler, est ainsi d'une importanoe essentielle pour utiliser
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pleinement le. capacité du four.
D'une façon générale, on cherche, pour les fours de combustion fonctionnant avec un excès d'ir, - contrairement à ce que l'on effectue pour les fours dits de gazéi- fication - à faire arriver régulièrement l'air avec un bon effet de melange avec les-gaz combustibles, sur toute la zone de combus- tion. Cela ne peut toutefois être pleinement réalisé, dans tous les cas. Les types de fours tubulaires rotatifs connus jusqu'ici présentent l'inconvénient que toute la quantité d'air de combus- tion nécessaire doit être-introduite à la gueule du,four.
Même en imprimant à l'air de combustion un fort mouvement hélicoïdal au moment de son introduction et en prena-.t d'autres mesures pour augmenter la turbulence de la combustion, on ne peut éviter qu'il se forme des "mèches" sur la longueur relativement grande du four tubulaire rotatif, redevables, au moins par endroits, d'une com- bustion incomplète. Même par amenée d'un important excès d'air à l'extrémité d'alimentation, on ne peut éviter, par suite de cette formation de "mèches", un manque d'air en certains points du four.
Par ailleurs, une amenée de fortes quantités d'air retarde l'al- lumage de la matière à brûler lors de la mise en service du four, en particulier lorsque l'air ne peut être suffisamment préchauffé.
On a donc cherche à repartir l'air, dana un four tu- bulaire rotatif, sur toute la surface de combustion, de façon à éviter dans une large mesure un manque d'air local. On atteint ce but conformément à la présente invention, en utilisant un four tubulaire rotatif, divisé, perpendiculairement à l'axe, en plu- sieurs sections, et en faisant arriver séparément, entre les éta- ges ainsi formée, la quantité d'air nécessaire pour les différen- tes chambres de combustion.
Le principe de la présente invention réside notamment dans le fait que le tube rotatif est composé de plusieurs otages montés en uérie, de diamètres différents, les ex- trémités n'emboîtant les unes daim les autres avec formation de
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tentes annulaires pour une amenée échelonnée d'air, et que sur- tout les étages de petit diamètre sont entourée d'une enveloppe fixe comportant un nombre de compartiments correspondant à celui -des étages, à travers lesquels les quantités d'air nécessaires à la combustion peuvent être introduites séparément.
Suivant une autre caractéristique de la présente in- vention, les fentes annulaires formées entre les différents éta- ges sont limitées, au moins du côté faisant face à la chambre de combustion, par des surfaces coniques. Ces surfaces forment, avec l'axe du four le long de la circonférence de la fente de préfé- rence dès angles différents. On obtient ainsi, sans frais supplé- mentaires, un fort mouvement hélicoïdal, augmentant la turbulence dans la chambre de combustion.
A titre indicatif mais nullement limitatif, on a re- présenté ausdessin, annexézun exemple de réalisation du four rota- tif tubulaire amélioré, conforme à la présente invention.
Le four tubulaire rotatif 1 comprend trois étages tubulaires A, B et C de diamètres différents, pourvus à l'intérieur de revêtements réfractaires, Les diamètres vont croissant d'un étage à l'autre dans le sens de l'avance de la matière à traiter.
Les matières à transformer ou à brûler sont introduites à l'extré- mité de l'étage A, qui présente le plus petit diamètre, par l'in- termédiaire d'une tête d'alimentation, d'une rigole ou d'un autre moyen approprié. L'air nécessaire pour la combustion dans la pre- mière section du tour correspondant à l'étage A, est insufflé à coté de la matière de départ introduite obliquement ou axialement.
Pour. produire un mouvement hélicoïdal provoquant la turbulence dé- airée ae l'air avec les gaz de combustion dans la première section du four, on a prévu, -'- l'entrée de l'étage A, un système d'aubes directrices 3. Le diamètre de l'étage tubulaire B est plus grand
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que celui de l'étage A,la différence devant être suffisante pour que l'étage B, compte tenu de l'épaisseur du revêtement réfractai- re 4, puisse glisser sur l'extrémité de' l'étage! avec formation d'une fente d'admission d'air 5. De façon analogue, l'extrémité côté gauche de l'étage tubulaire 0 s'emboîte, avec formation de la fente d'admission d'air 5', sur l'étage B.
Les étages B et.Ç, de plus grands diamètres que l'étage A, sont de préférence gale- ment plus longs que'l'étage A où s'effectue l'alimentation. Grâce à la possibilité de'faire varier dans certaines limites la cons- truction à gradins des étages A, B et 0 au point de vue diamètre et longueur, on peut régler, selon les buts à atteindre, la vitesse et le temps de séjour de la matière à traiter dans le four tubu- laire rotatif à plusieurs étagea.
Du côté de sortie faieant face à la chambre de com- bustion, les fentes annulairen 5 et 5'.pour l'introduction de l'air sont inclinées par rapport à l'axe du tube de façon que le cousant d'air entrant dans la chambre rie combustion correspondante forme un angle aigu avec l'axe du tube. Pour former ces fentes soudées 5 et 5', on utilise-aux extrémités du revêtement 4, à l'intérieur des étages A, B et C, des briques profilées 6 et 7 à surfaces en- tièrement ou en partie coniques, délimitant les fentes d'admission d'air.
Pour obtenir en même temps un effet de mélange inten- aif de l'air introduit par les fentes 5 et 5' et des fluides gazeux éventuellement encore utilisés, avec les gaz formés dans la cham- bre de combustion, les directions imprimées au courant d'air par les surfaces coniques des briques 6, 6' et 7, 7' peuvent également , être différentes sur le pourtour d'une fente annulaire 5 5'. La figure 2 montre une forme de réalisation suivant laquelle on a prévu l'angle a1 pour une moitié du pourtour de la fente annulaire
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et, avec formation d'une petite zone de transition brusque, l'an- ' gle a1, un peu plus grand, pour l'autre moitié.
On obtient égale- ment un mouvement hélicoïdal intensif, améliorant l'effet de mé- lange dans les fours tubulaires rotatifs, par des angles a1 à a2 ne se modifiant pas brusquement, mais graduellement sur le poutour de la fente annulaire. Les angles a1, a2 différents seront, de préférence, dans deux sections du four sucsessivers, décalés de 180 C ou bien les directions du mouvement hélicoïdal résultant des po- sitions d'angles se modifiant constamment, 'sont de sens contraire.
On peut éviter dans une large mesure un encrassement ou un colma- tage des fentes 5 et 5' en avançant l'extrémité des briques 7 et 7' de la section de plus petit diamètre par rapport à la pointe des briques 6 et 6' de la section de plus grand diamètre (cf.fig.2).
Pour permettre une introduction séparée de l'air ou d'autres agents gazeux nécessaires à la combustion, dans la sec- %ion' A, à travers les aubes directrices 3 Imprimant un mouvement hélicoïdal, et dans les sections B et C, à travers les fentes an- nulairea 5 et 5', on a entouré les étages tubulaires A et 3 d'une enveloppe 8 fermée également à 1'extrémité d'alimentation du four.
Le :diamètre de cette enveloppe correspond à peu près à celui de l'étage C. L'espace annulaire compris entre l'enveloppe 8 et les étages tubulaires A + B est subdivisé, à peu près perpendiculaire- ment à l'axe, par les cloisons 9 et 9' de sorte qu'il se forme les chambres annulaires 10a, 10b et 10c. Le bord intérieur de chaque cloison est pria dans une rainure formée par exemple par deux an- neaux très rapprochés, soudés sur les étages tubulaires, l'étan- ohéité entre les cloisons fixes 9 et 9' et les étages A et 3 étant ainsi assurée. On peut naturellement aussi, employer une autre gar- niture à labyrinthe appropriée. Ùn système d'obturation analogue doit être prévu entre l'axtrémité de l'enveloppe 8 se trouvant du cotedroit et l'étage C.
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Pour chaque ohambre annulaire on a prévu au moin une tubulaire d'amenée 11a, 11b et 11c. Des organes de réglage son+ montés dans. les conduites débouchant dans ces tubulures 11a, 11b, 11, qui permettent de régler séparément la quantité d'air ou des autres fluides gazeux ou sous forme de vapeur, approvisionnant la chambre de combustion de chacun des étages tubulaires A, B ou C. La chaleur diffusée, à travers les étages tubulaires A et B est, en grande partie, absorbée par les fluides gazeux ou sous forme de vapeurs qui traversent les chambres annulaires 10a, 10b et,100 et est évacuée avec eux. Les surfaces latérales du four tubulaire' rotatif à plusieurs étages, dans les zones des chambres annulaires
10a, 10b et 10c, sont ainsi refroidies sans frais supplémentaires.
Pour assurer aux fentes 5 et 5' une obturation suffisante contre une fuite des gaz de combustion qui se forment à l'intérieur du four pendant la marche, on introduira les gaz ou les vapeurs né- cessaires à la combustion sous une légère pression dans les cham- bres annulaires 10a, 10b et 10c.
Les différents otages A, B et Ç du four rotatif tu- bulaire peuvent, pour simplifier la commande, être reliés entre eux sans jeu. Il est toutefois également possible de les monter ' de façon indépendante les uns des autres et de les commander sépa- rément ou par groupes. Les surfaces latérales des étages tubulai- res sont, à cet effet, munies de manière connue d'anneaux de rou- lement 12.
Lorsque les étages A,B. et C sont commandée indépendant- ; ment les uns des autres, ils peuvent, séparément ou par groupes, également être entraînés à des vitesses angulaires différentes, ou le cas échéant, en sena contraire les uns par rapport aux autres, Ils forment ainsi des sections de four fonctionnant indépendamment les unes des autres, sauf que les matières à traiter doivent passer à travers l'ensemble'des étagea tubulaires.
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Le four rotatif tubulaire décrit ci-dessus sert en premier lieu à la combustion des déchets en combinaison avec les installations pour l'utilisation des ordures; il convient toute- fois également comme four de réaction pour effectuer des transfor- mations de matières solides ou en partie liquides avec des gaz ou des vapeurs.
REVENDICATIONS
1.- Pour tubulaire rotatif à plusieurs étages pour la réaction de substances solides dans les conditions normales, no-' tamment pour la 'combustion de déchets, ce procédé étant oaraoté- riel en ce que le tube rotatif se compose de plusieurs étages mon- tés en séria, de diamètres différents, dont les extrémités s'em- boitent les unes sur les autres aveo formation de fentes annulai- res pour une amenée échelonnée d'air, les étages de plus petits diamètres étant de préférence entourés d'une enveloppe fixe oompre- nant un nombre de compartiments correspondant à celui des étages, à travers lesquels on peut amener séparément aux différentes cham- bre. de combustion la quantité d'air nécessaire dans chaque cas.