FR2542065A1 - Method of combustion of a solid fuel and furnace chamber for its implementation - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE COMBUSTION D'UN COMBUSTIBLE SOLIDE
ET CHAMBRE DE FOYER POUR SA MISE EN OEUVRE
La présente invention s'applique au domaine de la thermiqueetconcerne, en particulier, les procédés de combustion pour des combustibles solides dans des foyers et chaudières ainsi que la chambre de foyer pour la mise en oeuvre de ce procéde.PROCESS FOR COMBUSTING A SOLID FUEL
AND FIREPLACE FOR ITS IMPLEMENTATION
The present invention applies to the field of thermics and concerns, in particular, the combustion methods for solid fuels in fireplaces and boilers as well as the firebox for the implementation of this process.
L'invention peut être appliquée principalement aux centrales thermiques, aux chaufferies et aux fours industriels à flamme brûlant des combustibles solides broyés au préalable. The invention can be applied mainly to thermal power plants, boiler rooms and industrial flame ovens burning pre-ground solid fuels.
Les résidus de combustible qui apparaissent dans les produits de combustion résultent des imbrûlés solides qui sont dus principalement à un mauvais melange du combustible avec l'air comburant, à une quantité insuffisante d'oxygène dans l'air de soufflage, à une temperature trop basse dans la zone de combustion du combustible, à un taux insuffisant de broyage du combustible, à une mauvaise conception des brQleurs, des foyers, des sys tèmes de préparation du combustible.Les pertes calorifiques dues aux imbrûlés solides atteignent couramment 2 à 5% et même des valeurs beaucoup plus élevées lorsque le combustible à brûler comporte une forte teneur en cendres.^Le recyclage des résidus combustibles en vue de leur combustion ultérieure permettrait d'économiserlecombustible et/ou de réduire les frais de préparation du combustible et de réalisation des braleurs. The fuel residues which appear in the combustion products result from solid unburnt which is mainly due to poor mixing of the fuel with the combustion air, to an insufficient quantity of oxygen in the supply air, at a too low temperature. in the fuel combustion zone, with insufficient fuel grinding rate, poor design of burners, fireplaces, fuel preparation systems. Heat losses due to solid unburnt products commonly reach 2 to 5% and even much higher values when the fuel to be burned has a high ash content. ^ Recycling combustible residues for subsequent combustion would save fuel and / or reduce the costs of preparing the fuel and making the braleurs.
On connait un procédé de combustion de combustible solide dans des foyers et chaufferies (voir par exemple l'ouvrage "Centrale thermique", deV.YaRyzhkin, Moscou, 1967) qui consiste à brûler un combustible solide broyé dans une chambre de foyer, à évacuer des produits de la combustion contenant des phases solide et gazeuse. Ensuite; on fait passer les produits de combustion entre des électrodes auxquelles est appliquee une tension voisine de 30 kV et la phase solide se dépose sur les électrodes. We know of a solid fuel combustion process in fireplaces and boiler rooms (see for example the work "Thermal power plant", deV.YaRyzhkin, Moscow, 1967) which consists in burning a crushed solid fuel in a hearth room, to evacuate products of combustion containing solid and gaseous phases. Then; the combustion products are passed between electrodes to which a voltage close to 30 kV is applied and the solid phase is deposited on the electrodes.
La phase solide qui se dépose est évacuée périodiquement des électrodes et dirigée dans une trémie de stockage d'où la phase solide est injectée dans le foyer. The solid phase which is deposited is periodically removed from the electrodes and directed into a storage hopper from where the solid phase is injected into the hearth.
La phase solide ainsi séparée des produits de combustion contient une grande quantité de matériaux purement mineraux incombustibles, autrement dit, de cendres qui peut atteindre environ 90% en poids de la phase solide, ce qui aboutit à un recyclage non-rentable du produit ainsi obtenu. The solid phase thus separated from the combustion products contains a large quantity of purely mineral non-combustible materials, in other words, ash which can reach approximately 90% by weight of the solid phase, which results in unprofitable recycling of the product thus obtained. .
On connait une chambre de foyer destinée à la combustion d'un combustible solide (voir l'ouvrage "Centrale thermique" déjà cite),comprenant un foyer relié par un conduit de transfert à un conduit de convection lui-meme relié par un conduit au foyer. a chambre de foyer comporte également un conduit à gaz par lequel sont évacués les produits de combustion et un dispositif pour la séparation de la phase solide des produits de combustion. There is known a hearth chamber intended for the combustion of solid fuel (see the work "Thermal power plant" already cited), comprising a hearth connected by a transfer duct to a convection duct itself connected by a duct to the foyer. he hearth chamber also includes a gas duct through which the combustion products are discharged and a device for the separation of the solid phase from the combustion products.
De plus, le circuit des gaz de combustion comprend une electrode à décharge couronne et des electrodes branchées sur une source de haute tension appropriée de manière à permettre l'evacuation de la phase solide des produits de combustion du combustible depuis les electrodes à l'aide d'une tremie d'accumulation de la phase solide munie d'une tubulure qui la relie au conduit à gaz.In addition, the combustion gas circuit comprises a corona discharge electrode and electrodes connected to a suitable high voltage source so as to allow the evacuation of the solid phase of the products of combustion of the fuel from the electrodes using a solid phase accumulation hopper fitted with a tube which connects it to the gas pipe.
La phase solide séparée des produits de combustion contient une grande quantité de produits minéraux non-combustibles. Une telle installation ne permet pas de séparer la partie combustible de la partie minérale. The solid phase separated from the combustion products contains a large amount of non-combustible mineral products. Such an installation does not allow the combustible part to be separated from the mineral part.
On connait aussi un procédé de combustion de combustible solide dans une chambre de foyer qui consiste à mélanger du combustible solide broyé avec de l'air de combustion soufflé et chauffe et à amener le mélange dans le foyer pour réaliser sa combustion, à évacuer une partie des produits de combustion depuis le conduit de convection de la chambre de foyer et contenant les phases solide et gazeuse, à mélanger les produits résultant de la combustion avec un courant d'air de combustion souffle (voir, par exemple, "Exploitation des chaufferies à haute pression dans les centrales électriques" de P.P.Elizarov, Moscou, Gosenergizdat, 1961, page 31). There is also known a method of burning solid fuel in a hearth chamber which consists of mixing ground solid fuel with blown combustion air and heating and bringing the mixture into the hearth to carry out its combustion, to evacuate part combustion products from the convection duct of the hearth chamber and containing the solid and gaseous phases, to mix the products resulting from the combustion with a stream of combustion air blown (see, for example, "Operation of boiler rooms at high pressure in power plants "by PPElizarov, Moscow, Gosenergizdat, 1961, page 31).
Dans le procédé décrit, on ne peut reinjecter en post-combustion qu'une petite partie des résidus du combustible contenus dans les produits de combustion réinjectés. La quantité de particules solides présentes dans le flux des produits de combustion du combustible augmente, ce qui conduit à une usure rapide des éléments de l'installation logés dans le conduit de gaz. In the process described, only a small part of the fuel residues contained in the reinjected combustion products can be reinjected in post-combustion. The quantity of solid particles present in the flow of fuel combustion products increases, which leads to rapid wear of the elements of the installation housed in the gas pipe.
On connaît également une installation pour la combustion de combustible solide comportant une chambre de foyer reliée par un conduit de retour de gaz au conduit de convection relié également par un conduit à la chambre de foyer et à un separateur à inertie raccordé lui aussi à la chambre de foyer (voir par exemple "Chaufferies" de V.P.Smirnov, Moscou, Gosenergoizdat, 1959, page 156). There is also known an installation for the combustion of solid fuel comprising a hearth chamber connected by a gas return duct to the convection duct also connected by a duct to the hearth chamber and to an inertia separator also connected to the chamber fireplace (see for example "Boiler rooms" of VPSmirnov, Moscow, Gosenergoizdat, 1959, page 156).
Une telle installation présente des insuffisances du taux de captage de la phase solide dans les produits de combustion du combustible et ne permet pas de separer la partie combustible de la phase solide et la partie non-combustible contenant des residus minéraux. Such an installation has insufficiencies in the rate of capture of the solid phase in the fuel combustion products and does not make it possible to separate the combustible part from the solid phase and the non-combustible part containing mineral residues.
On s'est donc propose de mettre au point un procedé de combustion d'un combustible solide dans des foyers et des chambres de foyer pour la mise en oeuvre du procédé dans lesquels le recyclage de la partie non-bralee du procedé,dans lesquels le recyclage de la partie non-brQlée des produits provenant de la combustion est utilisé pour réaliser une post-combustion qui permette d'élever le taux d'utilisation du combustible et d'assurer une combustion plus complète. It has therefore been proposed to develop a process for burning a solid fuel in fireplaces and hearth chambers for the implementation of the process in which the recycling of the non-burned part of the process, in which the recycling of the unburned part of the products from the combustion is used to carry out an after-combustion which makes it possible to increase the rate of use of the fuel and to ensure a more complete combustion.
A cet effet; le procédé de combustion d'un combustible solide dans une chambre de foyer qui consiste à mélanger le combustible solide broyé avec de l'air de combustion soufflé et chauffe, à amener le mélange dans le foyer de la chambre de foyer, à evacuer une partie des produits de combustion du combustible et contenant des phases solide et gazeuse dans un conduit de convection de la chambre de foyer, à mélanger une partie des produits de combustion du combustible avec un flux d'air de combustion souffle, est caractérisé en ce qu'on separe, au préalable, sous l'action d'un champ électrique la partie conductrice de l'électricité de la phase solide des produits de combustion du combustible contenant des résidus combustibles et la partie non-conductrice de l'électricité, puis on mélange la partie conductricedeltelectricite de la phase solide des produits de combustion avec un courant d'air de combustion soufflé et on la réinjecte dans le foyer pour en réaliser la combustion. For this purpose; the method of combustion of a solid fuel in a hearth chamber which consists in mixing the ground solid fuel with blown combustion air and heating, bringing the mixture into the hearth of the hearth chamber, to evacuate a part fuel combustion products and containing solid and gaseous phases in a convection duct of the hearth chamber, to mix part of the fuel combustion products with a flow of blown combustion air, is characterized in that the electrically conductive part of the solid phase of the products of combustion of fuel containing combustible residues and the non-conductive part of electricity are separated beforehand, under the action of an electric field, and then mixed the electrically conductive part of the solid phase of the combustion products with a current of blown combustion air and it is reinjected into the hearth for combustion.
Avant de séparer la partie conductrice de l'électricité de la phase solide, il est avantageux d'assurer un régime d'écoulement laminaire au flux des produits de combustion. Before separating the electrically conductive part from the solid phase, it is advantageous to ensure a laminar flow regime for the flow of combustion products.
Selon l'invention, la chambre de foyer pour la combustion d'un combustible solide comportantunfoyer mis en communication par un conduit de transfert avec un conduit de convection comportant un circuit de réchauffage de l'air de combustion amené par un conduit de retour au foyer et caractérisé en ce qu'elle comporte un séparateur électrique pourvu d'électrodes à fentes, disposé à la sortie d'un séparateur à inertie et equipé d'une tubulure d'évacuation des résidus cendreux et d'une tubulure d'évacuation vers le foyer de la partie de la phase solide conductrice de l'électricité. According to the invention, the hearth chamber for the combustion of a solid fuel comprising a hearth placed in communication by a transfer duct with a convection duct comprising a circuit for reheating the combustion air supplied by a duct returning to the hearth and characterized in that it comprises an electrical separator provided with slit electrodes, disposed at the outlet of an inertia separator and equipped with a pipe for evacuating ash residues and a pipe for evacuating towards the focus of the part of the electrically conductive solid phase.
il est utile que le conduit de by-pass à gaz soit évasé dans la direction d'écoulement des produits de combustion. it is helpful if the gas bypass duct is flared in the direction of flow of the combustion products.
il est avantageux que la paroi du conduit de transfert sur laquelle les résidus solides de la combustion entraînés par les gaz de combustion se déposent, fasse un angle par rapport à l'horizontabégal ou supérieur à l'angle de la pente naturelle du talus de la phase solide pulvérulente et qu'un deflecteur soit fixe au voisinage de la partie inférieure du conduit de transfert sur la paroi opposée à celle où se déposent les résidus solides et sous un angle par rapport à l'horizontale égal à l'angle de la pente naturelle du talus de la phase solide pulvérulente. it is advantageous that the wall of the transfer duct on which the solid residues of combustion entrained by the combustion gases are deposited, make an angle with respect to the horizontal or greater than the angle of the natural slope of the slope of the solid powdery phase and a deflector is fixed in the vicinity of the lower part of the transfer duct on the wall opposite to that where the solid residues are deposited and at an angle to the horizontal equal to the angle of the slope natural slope of the powdery solid phase.
il est rationnel que, dans le cas où le conduit de convection est muni d'ajutages pour le chauffage de l'air de combustion soufflé et qui sont montés verticalement a l'intérieur de ce conduit, le séparateur électrique soit monté à la sortie des ajutages verticaux, que la tubulure pour l'évacuation du résidu cendreux soit reliée au conduit de convection et que la tubulure pour l'évacuation de la partie conductrice de l'elec- tricité de la phase solide soit mise en communication avec le foyer. it is rational that, in the case where the convection duct is provided with nozzles for heating the blown combustion air and which are mounted vertically inside this duct, the electrical separator is mounted at the outlet of the vertical nozzles, that the tubing for the evacuation of the ash residue is connected to the convection duct and that the tubing for the evacuation of the conductive part of the electricity of the solid phase is placed in communication with the hearth.
Par rapport aux procedés connus, le procédé selon l'invention pour la combustion complète de combustible solide dans des chaufferies et foyers présente un certain nombre d'avantages. Grâce à ce procédé, il est possible de séparer des produits provenant de la combustion du combustible, les particules de carbone imbrûlées du fait que ces particules possèdent une conductibilité électrique sensiblement supérieure à celle de la partie minérale de la cendre. On peut séparer ainsi un agrégat d'une grande valeur calorifique des produits résiduels de la combustion du combustible. Compared to known processes, the process according to the invention for the complete combustion of solid fuel in boiler rooms and fireplaces has a number of advantages. Thanks to this process, it is possible to separate unburnt carbon particles from the combustion products of the fuel because these particles have an electrical conductivity substantially greater than that of the mineral part of the ash. We can thus separate an aggregate with a high calorific value from the residual products of fuel combustion.
En réinjectant ce concentrat dans le foyer, on élève le taux d'utilisation du combustible. En transférant le flux des produits de combustion en régime d'ecoulement laminaire on élève de plus de 30% le taux de separation entre la partie conductrice de l'électricité de la phase solide et la partie nonconductrice de l'électricité.By re-injecting this concentrate into the hearth, the fuel utilization rate is increased. By transferring the flow of combustion products in laminar flow mode, the separation rate between the electrically conductive part of the solid phase and the nonconductive part of electricity is raised by more than 30%.
Le fait que l'installation pour la combustion d'un combustible solide soit munie d'un séparateur, avec des électrodes à fentes9 permet de supprimer du flux soumis à la séparation dans le champ électrique, la composante gazeuse et d'élever sensiblement le taux de concentration du combustible imbrûle dans la partie conductrice séparée L'installation permet de recycler le combustible non-brûlé dans la chambre de foyer pour réaliser une post-combustion, d'évacuer la partie cendreuse de la phase solide dans un réceptacle approprié et ainsi de supprimer totalement l'échappement de ces produits poussiéreux dans l'environnement. De plus9 on diminue l'usure des tubes échangeurs de chaleur logés dans le conduit de convection a gaz.En élargissant le conduit de transfert, on élève le taux de separation de la phase solide du flux de produits provenant de la combustion du combustible. Dans le cas de l'utilisation d'un conduit de convection avec un courant ascendant, le montage d'un deflecteur permet d'augmenter l'effi cacité de la séparation de la phase solide et de réduire l'influence de la variation de la vitesse de ce flux au moment de la variation du régime de fonctionnement de l'installation et au point d'inflexion du flux. The fact that the installation for the combustion of solid fuel is provided with a separator, with slit electrodes9 makes it possible to remove from the flow subjected to separation in the electric field, the gaseous component and to substantially increase the rate concentration of unburnt fuel in the separate conductive part The installation makes it possible to recycle unburnt fuel in the hearth chamber to carry out post-combustion, to evacuate the ashy part of the solid phase in an appropriate receptacle and thus totally eliminate the exhaust of these dusty products into the environment. In addition9 the wear of the heat exchanger tubes housed in the gas convection duct is reduced. By enlarging the transfer duct, the separation rate of the solid phase from the flow of products from the combustion of the fuel is increased. In the case of the use of a convection duct with an ascending current, the installation of a deflector makes it possible to increase the efficiency of the separation of the solid phase and to reduce the influence of the variation of the speed of this flow at the time of the variation of the operating regime of the installation and at the point of inflection of the flow.
Dans le cas d'une installation dans laquelle est prévu un conduit de convection à gaz avec un courant descendant des produits de combustion, le montage d'un separateur électrique à la sortie des ajutages verticaux permet de séparer d'une manière plus efficace la partie conductrice de l'électricité de la phase solide contenant des résidus du combustible non-brûlé. In the case of an installation in which a gas convection duct with a downflow of combustion products is provided, the installation of an electrical separator at the outlet of the vertical nozzles makes it possible to separate the part more effectively conductive of the solid phase electricity containing residues of unburned fuel.
D'autres buts, avantagesetcaractéristiques de l'invention apparaStront à la lecture de la description de divers modes de réalisation faite à titre d'exemples non-limitatifs, et en regard des dessins annexés dans lesquels:
la Figure 1 represente en coupe schématique une installation de combustion pour des combustibles solides dans laquelle les produits de la combustion sont entrainés par un courant ascendant selon l'invention;
la Figure 2 représente de même en coupe schématique une installation de combustion pour des combustibles dans laquelle les produits de la combustion sont entraînés par un courant descendant selon l'invention;
la Figure 3 représente en coupe avec arrachements une partie d'un séparateur électrique selon l'invention monte à la sortie d'ajutages verticaux;;
la Figure 4 montre des electrodes du séparateur électrique vues en perspective, selon l'invention.Other objects, advantages and characteristics of the invention will appear on reading the description of various embodiments given by way of non-limiting examples, and with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 shows in schematic section a combustion installation for solid fuels in which the products of combustion are entrained by an updraft according to the invention;
Figure 2 also shows in schematic section a combustion installation for fuels in which the products of combustion are entrained by a downward flow according to the invention;
Figure 3 shows in section with cutaway a portion of an electrical separator according to the invention mounts at the outlet of vertical nozzles;
Figure 4 shows electrodes of the electrical separator seen in perspective, according to the invention.
Un procédé courant de combustion d'un combustible solide dans des chaufferies et foyers consiste à melanger le combustible solide broyé avec de l'air de combustion soufflé et chauffé et à injecter le mélange formé dans le foyer d'une installation utilisant la combustion d'un combustible solide. Les produits provenant de la combustion et contenant des phases solide et gazeuse sont évacués du conduit de convection de la chaufferie ou de la chambre de foyer. Sous l'effet d'un champ électrique, la partie bonne conductrice de l'électricité de la phase solide des produits resultant de la combustion du combustible est séparée de la partie mauvaise conductrice qui contient de la cendre.Ensuite, la partie bonne conductrice de la phase solide des produits de combustion du combustible est mélangée avec un courant d'air de combustion soufflé et ramenée dans le foyer. A common method of burning solid fuel in boiler rooms and fireplaces consists of mixing the ground solid fuel with blown and heated combustion air and injecting the mixture formed into the firebox of an installation using the combustion of solid fuel. The products from combustion and containing solid and gaseous phases are evacuated from the convection duct of the boiler room or the hearth chamber. Under the effect of an electric field, the good conductive part of the electricity of the solid phase of the products resulting from the combustion of the fuel is separated from the bad conductive part which contains ash. the solid phase of the fuel combustion products is mixed with a stream of blown combustion air and returned to the hearth.
Pour assurer une meilleure separation de la partie bonne conductrice de l'électricité des produits de combustion, on fait appel à un régime d'écoulement laminaire du flux de produits de combustion du combustible. To ensure better separation of the good electrically conductive part of the combustion products, a laminar flow regime of the flow of fuel combustion products is used.
La chambre de combustion pour la mise en oeuvre du procédé de combustion d'un combustible solide comporte un foyer 1 (Figure 1), relié par l'intermédiaire d'un conduit de transfert 2 à un conduit de convection 3. The combustion chamber for implementing the method of combustion of a solid fuel comprises a hearth 1 (FIG. 1), connected via a transfer duct 2 to a convection duct 3.
Le conduit de convection 3 est mis en communication par un conduit 4 avec le foyer 1. La chambre de combustion comprend également un séparateur à inertie 5 monté à l'entrée du conduit de convect-ion 3.The convection duct 3 is placed in communication by a duct 4 with the hearth 1. The combustion chamber also includes an inertia separator 5 mounted at the inlet of the convection-ion duct 3.
Dans le foyer 1 sont installes des brûleurs 6 par lesquels est injecté un combustible solide broye arrivant d'un conduit 7 et de l'air de combustion soufflé et chauffé arrivant du conduit 4. A la partie inférieure du foyer 1 est montée une trémie a mâchefer 8 dans laquelle s'accumule les restes du combustible qui sont évacués par une vanne 9. In the hearth 1 are installed burners 6 through which is injected a crushed solid fuel arriving from a duct 7 and blown and heated combustion air arriving from the duct 4. At the bottom of the hearth 1 is mounted a hopper a bottom ash 8 in which accumulates the remains of the fuel which are evacuated by a valve 9.
La chambre de combustion comporte un séparateur électrique 10 muni d'électrodes à fentes 11 branchées sur une source de tension 12. Le séparateur électrique 10 est muni d'une tubulure 13 pour l'évacuation des residus cendreux du combustible et d'une tubulure 14 pour l'évacuation de la partie bonne conductricedel'électricité de la phase solide des produits de combustion par l'intermédiaire d'un conduit 15 au foyer 1. The combustion chamber comprises an electrical separator 10 provided with slit electrodes 11 connected to a voltage source 12. The electrical separator 10 is provided with a pipe 13 for the evacuation of ashy residues from the fuel and with a pipe 14 for the evacuation of the good conductive part of the electricity from the solid phase of the combustion products via a conduit 15 at the hearth 1.
La tubulure 13 pour l'évacuation des résidus cendreux est reliée a un receptable de cendre 16. Le conduit 4 est alimenté en air par un ventilateur 17.The tubing 13 for the evacuation of ash residues is connected to an ash receptacle 16. The duct 4 is supplied with air by a fan 17.
La chaufferie qui vient d'être décrite concerne des installations fonctionnant avec un courant ascendant de produits de combustion. Dans une telle chaufferiel le conduit de transfert 2 va en s'évasant dans la direction de déplacement des produits de combustion, ce qui fait que la vitesse de déplacement du flux de produits de combustion diminue, ce qui contribue à l'amélioration du fonctionnement du séparateur 5. The boiler room which has just been described relates to installations operating with an upward flow of combustion products. In such a heater, the transfer duct 2 widens in the direction of movement of the combustion products, which means that the speed of movement of the flow of combustion products decreases, which contributes to improving the operation of the separator 5.
La paroi 18 du conduit de transfert 2 via lequel les produits de combustion sont déversés, est realisée avec un angle par rapport à lthori- zontale égal ou supérieur à l'angle de la pente naturelle du talus de la phase solide. Un déflecteur 20 est fixe à la partie inferieure du conduit de transfert 2 sur la paroi opposée 19 et sous un angle a par rapport à l'horizontale egal à l'angle de la pente naturelle du talus de la phase solide compris entre 450 et 60". The wall 18 of the transfer duct 2 via which the combustion products are discharged, is produced with an angle relative to the horizontal equal to or greater than the angle of the natural slope of the slope of the solid phase. A deflector 20 is fixed to the lower part of the transfer duct 2 on the opposite wall 19 and at an angle a with respect to the horizontal equal to the angle of the natural slope of the slope of the solid phase between 450 and 60 ".
Pour les chaufferies utilisant un courant descendant des produits de combustion (voir la Figure 2), le conduit de transfert 2 n'est pas évase, mais des ajutages 21 pour le chauffage de l'air de combustion sont montes dans le conduit de convection 3. Le séparateur electrique 10 est installé à la sortie des ajutages verticaux 21. La tubulure d'évacuation 13 des résidus cendreux du separateur electrique 10 est mise en communication avec le conduit de convection 3 et la tubulure d'évacuation de la partie de la phase solide conductrice de l'électricitéest relié au foyer 1 par l'intermédiaire d'une tremie intermédiaire 24 à l'aide d'un conduit 25. For boiler rooms using a downdraft of combustion products (see Figure 2), the transfer duct 2 is not flared, but nozzles 21 for heating the combustion air are installed in the convection duct 3 The electric separator 10 is installed at the outlet of the vertical nozzles 21. The evacuation pipe 13 of the ash residue from the electric separator 10 is placed in communication with the convection duct 3 and the evacuation pipe for the part of the phase solid conductor of electricity is connected to the hearth 1 via an intermediate hopper 24 using a conduit 25.
Les ajutages 21 (Figure 3) servent à chauffer l'air soufflé pour la combustion à l'aide des produits de la combustion qui s'échappent et à assurer, en outre, un régime de déplacement laminaire au flux des produits de combustion. Le flux des produits de combustion traverse les ajutages 21 qui prennent la forme de conduits parallèles parcourus par le flux des produits de la combustion et autour desquels est refoule l'air de soufflage. A la sortie des ajutages 21, la vitesse des gaz se ralentit, ce qui permet une meilleure séparation de la partie des produits de combustion conductrice de l'électricité. The nozzles 21 (FIG. 3) serve to heat the air blown for combustion with the aid of the products of combustion which escape and to also provide a laminar displacement regime for the flow of combustion products. The flow of combustion products passes through the nozzles 21 which take the form of parallel conduits traversed by the flow of combustion products and around which the blowing air is discharged. At the outlet of the nozzles 21, the speed of the gases slows down, which allows better separation of the part of the combustion products which conducts electricity.
Le flux de produits dtcombustion du combustible passe à travers les électrodes à fentes 11 (Figure 4) du separateur électrique dans lequel les particules chargées d'électricité sont déviées sous l'action des électrodes 11 et chassées de l'entrefer 26 à travers les fentes 27 alors que les particules non-chargées tombent par gravité sous l'action de la gravitation. The flow of fuel combustion products passes through the slot electrodes 11 (Figure 4) of the electrical separator in which the electrically charged particles are deflected under the action of the electrodes 11 and driven from the air gap 26 through the slots 27 while the uncharged particles fall by gravity under the action of gravitation.
La chambre de foyer faisant objet de l'invention et utilisant un combustible solide fonctionne comme suit. The hearth chamber forming the subject of the invention and using a solid fuel operates as follows.
Un combustible solide broyé est amene par un conduit 7 (Figure 1) et mélange avec de l'air de soufflage chauffé introduit par le conduit 4 dans la chambre de foyer 1. Le combustible est ensuite brûle dans le foyer 1. A ground solid fuel is brought through a pipe 7 (FIG. 1) and mixed with heated blowing air introduced through the pipe 4 into the hearth chamber 1. The fuel is then burned in the hearth 1.
Le flux de produits résultant de la combustion du combustible est dirigé vers le conduit de transfert 2. Du fait que le conduit de transfert 2 est évasé, la vitesse du flux décroît et les particules solides formant la phase solide des produits de combustions se deposent sur la paroi 18 du conduit de transfert 2. Les particules déposées glissent jusqu'à la trémie du separateur à inertie 5. Le déflecteur 20 protège lenceinte de la trémie contre des perturbations engendrées par la variation de la vitesse du flux de produits de combustion qui se dirigent vers le conduit de convection 3.The flow of products resulting from the combustion of the fuel is directed towards the transfer duct 2. As the transfer duct 2 is flared, the speed of the flow decreases and the solid particles forming the solid phase of the combustion products are deposited on the wall 18 of the transfer duct 2. The deposited particles slide up to the hopper of the inertia separator 5. The deflector 20 protects the enclosure of the hopper against disturbances caused by the variation in the speed of the flow of combustion products which direct to the convection duct 3.
En outre, le déflecteur 20 fait fonction de séparateur retenant des particules solides dans la trémie.In addition, the deflector 20 acts as a separator retaining solid particles in the hopper.
Au renversement de la direction du flux dans le conduit de convection 3, la vitesse des gaz est minimale, ce qui contribue à faire déposer des particules solides sur le déflecteur 20 d'ou elles glissent et arrivent dans la trémie du séparateur à inertie 5. When the direction of flow is reversed in the convection duct 3, the gas speed is minimal, which contributes to causing solid particles to deposit on the deflector 20 from where they slip and arrive in the hopper of the inertia separator 5.
La phase gazeuse débarrassée des particules solides des produits de combustion est évacuée dans le conduit de convection 3, tandis que- la phase solide se déverse du separateur à inertie 5 dans le séparateur electrique 10 où les particules conductrices de l'électricité et composées généralement de carbone sont chassées sous l'action du champ électrique de l'entrefer 26 (Figure 4) à travers les fentes 27 et sont dirigées vers la tubulure d'évacuation 14 de la partie conductrice de l'électricité de la phase solide. Ces particules sont entrainées par le flux d'air chauffé et sont envoyées dans le foyer 1 (Figure 1) pour entretenir la combustion.Les particules non-conductrices de l'electricite ombent entre les électrodes 11 et sont envoyées à travers la tubulure d'évacuation 13 des residus cendreux dans le réceptacle des cendres 16. The gaseous phase, freed from the solid particles of the combustion products, is evacuated in the convection duct 3, while the solid phase pours out from the inertia separator 5 into the electric separator 10 where the particles which conduct electricity and generally consist of carbon are expelled under the action of the electric field of the air gap 26 (Figure 4) through the slots 27 and are directed to the discharge pipe 14 of the electrically conductive part of the solid phase. These particles are entrained by the heated air flow and are sent into the hearth 1 (Figure 1) to maintain combustion. The non-conductive particles of electricity fall between the electrodes 11 and are sent through the tubing. evacuation 13 of ash residues in the ash receptacle 16.
La combustion d'un combustible dans la chambre de foyer qui comporte un courant descendant des proauits de combustion s'effectue de la manière suivante. The combustion of a fuel in the hearth chamber which has a downdraft of the combustion proauits is carried out as follows.
Un combustible solide broyé est amené par un conduit 7 (Figure 2) et mélangé avec de l'air de soufflage chauffé introduit par le conduit 4 dans-le foyer 1 où le combustible est brûlé. Ensuite, le flux de produits de combustion est envoyé dans le conduit de transfert 2 et puis dans le conduit de convection 3. Les produits de la combustion du combustible traversent les ajutages 21 où l'écoulement devient progressivement laminaire. A crushed solid fuel is brought through a pipe 7 (Figure 2) and mixed with heated blowing air introduced through the pipe 4 into the hearth 1 where the fuel is burned. Then, the flow of combustion products is sent into the transfer duct 2 and then into the convection duct 3. The products of the combustion of the fuel pass through the nozzles 21 where the flow becomes progressively laminar.
Ensuite, le flux est envoyé dans le séparateur électrique 10 où la phase solide passe dans un entrefer 26 entre les électrodes 11 et est séparée en une partie conductrice et une partie non-conductrice de l'électricité.Then, the flux is sent to the electrical separator 10 where the solid phase passes through an air gap 26 between the electrodes 11 and is separated into a conductive part and a non-conductive part of the electricity.
La partie conductrice de l'électricité et contenant des particules de carbone est refoulée à travers les fentes 27 et est dirigée par la tubulure d'évécuation 14 pour la partie conductrice de l'électricité dans la trémie intermédiaire 24. Les particules déposées sont entraînées hors de la trémie 22 par un courant d'air et sont amenees dans le foyer 1. A partir de l'entrefer entre les électrodes 11, la partie non-conductrice de l'elec- tricité de la phase solide est dirigée avec le flux en phase gazeuse vers le conduit de convection 3. A la sortie des ajutages 21, la vitesse de la phase gazeuse décroît brusquement, ce qui facilite le processus de séparation et de dépôt de la phase solide.The electrically conductive part containing carbon particles is discharged through the slots 27 and is directed by the discharge tube 14 for the electrically conductive part in the intermediate hopper 24. The deposited particles are entrained out from the hopper 22 by a stream of air and are brought into the hearth 1. From the air gap between the electrodes 11, the non-conductive part of the electricity of the solid phase is directed with the flow in gas phase to the convection duct 3. At the outlet of the nozzles 21, the speed of the gas phase decreases suddenly, which facilitates the separation and deposition process of the solid phase.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, qui peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. Of course, the invention is not limited to the embodiments described above, which can be the subject of numerous variants.
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