Brevet FR2004148A1 — publié le 19691121

t 2004148 La présente invention se rapporte aux dispositifs destinés à réaliser les échanges de masses entre des matières gazeuses et des matières solides granulées dans le cas où le mélange gazeux initial contient un constituant combustible et un comburant, et 5 concerne plus spécialement la conception des grilles distributrices de gaz* la grille distributrice proposée peut être utilisée avec le ma-Hmnm d'efficacité pour la combustion des gaz dans un lit fluidisé de matières solides granulées, ainsi que pour diverses 10 réactiçns d'oxydation. On connaît déjà des grilles distributrices de gaz destinées à réaliser les échanges de masses dans une couche fluidisée de matière granulée solide (voir notamment le brevet Etats-Unis ÏT° 2.934.411) et qui comportent des cloisons disposées en travers 15 de la direction d'écoulement des gaz traversant l'appareil et munies de pipes pour le passage des gaz. Dans l'espace situé sous la grille distributrice de gaz, sur laquelle est disposé le lit de matière granulée solide, on fait arriver un mélange de gaz combustible et de gaz comburant. 20 le présence, sous la grille distributrice, d'un mélange gazeux combustible constitue un danger, vu la possibilité d'inflam- a^ec mation de ce mélange/, comme conséquence, la mise de l'appareil hors d'usage. On connaît également des grilles distributrices de gaz dans 15 lesquellès, afin de prévenir l'inflammation du mélange combustible dans l'espace sous la grille, on prévoit l'admission séparée du gaz combustible et du gaz comburant dans•le lit de matière solide granulée à travers des pipes séparées et l'homogénéisation subséquente du mélange des constituants gazeux dans le lit de 30 matière solide granulée (voir notamment le brevet Etats-Unis No 3.215.508). Toutefois, dans ce cas, le mélange de constituants gazeux est insuffisamment homogénéisé dans le lit de matières granulées, ce qui compromet l'efficacité de la mise en contact subséquente 35 des phases. lia présente invention vise à éliminer les inconvénients susdits. On s'est donc proposé de créer une grille distributrice de gaz telle, qu'elle permette de faire arriver dans le lit de UO matière solide granulée un mélange gazeux préalablement préparé, i ï 69 07610 2 2004148 tout en excluant la possibilité de son inflammation dans l'espace sous la grille distributrice de gaz. On j est parvenu grâce au fait que dans la grille distributrice de gaz pour l'admission d'un mélange de gaz dans le lit de 5 matière granulée, comprenant des cloisons avec des pipes incorporées montées en travers de la direction d'écoulement du mélange gazeux, suivant l'invention les pipes sont exécutées de façon que le gaz combustible et le gaz comburant admis séparément dans les pipes y forment un mélange homogène. 10 La grille distributrice de gaz peut comporter trois cloisons formant deux enceintes fermées, dont l'une reçoit le gaz combustible, tandis que dans l'autre arrive le gaz oxydant, les pipes montées dans les cloisons communiquant séparément avec chacune des enceintes. 15 II est avantageux de munir les pipes de fourrures intérieures formant avec les parois des pipes un interstice communiquant avec l'une des enceintes indiquées de la grille distributrice de gaz par un conduit ménagé dans la fourrure, et communiquant avec l'autre enceinte par des orifices ménagés dans les parois de la 20 pipe. On peut munir les pipes de fourrures intérieures adjacentes aux parois des pipes et présentant des gorges sur leurs surfaces adjacentes aux parois des pipes, afin de livrer passage au mélange gazeux, lesdites gorges communiquant avec l'une des 25 enceintes de la grille distributrice de gaz par un conduit ménagé dans la fourrure, et communiquant avec l'autre enceinte par des orifices ménagés dans les parois de la pipe. Il est avantageux de disposer ces gorges sur lesdites fourrures suivant une spirale. 30 L'invention est illustrée dans ce qui suit par la descrip tion d'exemples d'exécution et par les dessins annexéa, dans lesquels t - la figure 1 représente schématiquement la grille distributrice de gaz, vue en coupe, avec une pipr conforme à 1 'inventai 35 et représentée conventionnellement; - la figure 2 illustre une version d'exécution d'une pipe de la grille distributrice de gaz, comportant des fourrures à gorges suivant l'invention} - la figure 3 est une vue en plan de la fourrure représentée 40 sur la figure '2, suivant 1 ' invention; 69 07610 3 2004148 - la figure 4 représente, à plus grande échelle, une fourrure avec des gorges en spirale, suivant l'invention. La grille distributrice de gaz se compose d'un corps 1 (figure 1 ) avec des cloisons 2, 3 et 4« Les cloisons 2 et 5 consti-5 tuent une enceinte fermée A pour le gaz combustible, tandis que les cloisons 3 et 4 forment une enceinte fermée B pour le gaz comburant• Un tube 5 est introduit dans l'enceinte A , tandis qu'un tube 6 pénètre dans l'enceinte B . Entre les cloisons 2 et 3 sont 10 montées des pipes 7 à la partie inférieure desquelles sont ménagés des orifices radiaux 8 qui mettent l'enceinte intérieure de la pipe 7 en communication avec l'enceinte A • Des fourrures 9 sont montées par filetages ou sont assemblées par soudage dans les pipes; à la partie inférieure de ces fourrures se trouve un conduit 10 15 qui met en communication, par des orifices 11, l'enceinte intérieure de la pipe 7 avec l'enceinte B .. Les orifices 8 et 11 sont disposés en face les uns des autres. Dans la partie centrale de la grille distributrice de gaz est 20 prévu un tube de trop-plein 12 qui sert à 1'écoulement des matières granulées. Les fourrures montées dans les pipes 7 peuvent avoir des configurations diverses suivant le régime de fonctionnement de l'appareil dans lequel est installée la grille distributrice de gaz. 25 Quand l'appareil fonctionne à la pression atmosphérique (ou à une pression ne dépassant que légèrement la pression atmosphérique), on emploie des fourrures 9 comportant une surface extérieure lisse et montées dans les pipes 7 de manière à former un interstice annulaire 13 entre les parois de la pipe 7 et la surface de la 30 fourrure 9. Quand l'appareil fonctionne à des pressions plus élevées (5 atm. eff. et au-dessus), on utilise des fourrures telles que celles représentées sur les figures 2 et 4. La fourrure 14 (figure 2) comporte une gorge annulaire 15 au niveau des orifices 35 11 de la pipe 7 et est montée dans la pipe san.s interstice entre elle et cette dernière. A la surface extérieure de la fourrure 14 sont ménagées, des gorges longitudinales 16 (figures 2, 3) qui mettent en communication l'enceinte de la gorge 15 avec l'espace au-dessus de la grille distributrice de gaz. La fourrure 17 40 (figure 4), dont les gorges 18 sont pratiquées suivant une spirale, 69 07610 2004148 peut être utilisée pour allonger le chemin le lohg duquel le mélange des constituants gazeux est homogénéisé. lia grille distributrice de gaz fonctionne de la façon suivante• 5 Par le tube 5 (figure 1), on admet dans l'enceinte A le gaz combustible qui, par les orifices 8 de la pipe 7, pénètre dans l'interstice annulaire 13. Par le tube 6 on fait arriver dans l'enceinte B le gaz comburant qui, par le conduit 10 et les orifices 11, pénètre à son tour dans l'interstice 13» De cette 10 manière, c'est dans l'interstice 13 qu'intervient l'homogénéisation du mélange du gaz combustible et du gaz comburant, le mélange gazeux passe de l'interstice 13dans le lit de matière granulée disposé sur la grille distributrice de gaz et où. s'effectue la combustion du mélange gazeux. 15 En cas d'utilisation des fourrures 14 (figure 2) et 17 (figure 4), le mélange gazeux se forme dans les conduits délimités par les parois de la pipe 7 et les surfaces des gorges 16 (figure 2) ou des gorges 18 (figure 4). les dimensions de ces gorges et de l'interstice 13 (figure 1) 20 sont choisies de façon que, dans les conditions de fonctionnement imposées à l'appareil, la vitesse d'écoulement du mélange gazeux qui les parcourt dépasse la vitesse de propagation de la flamme, ce qui prévient les retours de flamme dans les pipes 7. Ainsi, l'absence de mélange gazeux combustible danp l'enceinte 25 de la grille distributrice de gaz ainsi que l'impossibilité des retours flamme à travers les pipes' 7 améliorent la sécurité de fonctionnement de la grille distributrice de gaz et en augmentent la longévité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de 30 réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier/ elle comprend tous les moyens constituait des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 69 07610 5 2004148 REVENDICATIONS 1Une grille distributrice de gaz pour l'admission d'un mélange de gaz dans un lit de matières solides granulées, comportant des cloisons avec des pipes incorporées montées en travers de la direction d'écoulement du mélange de gaz, ladite grille étant 5 caractérisée en ce que les pipes sont exécutées dè manière à assurer le mélange du gaz combustible et du gaz comburant qui y sont admis séparément. 2.- Une grille distributrice de gaz suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte trois cloisons formant 10 deux enceintes fermées, l'une de celles-ci recevant le gaz combustible et l'autre le gaz comburant, tandis que les pipes, montées dans les cloisons communiquant simultanément avec chacune des enceintes. 3.- Une grille distributrice de gaz suivant la revendication 15 2, caractérisée en ce que les pipes sont munies de fourrures intérieures formant avec les parois des pipes un interstice qui communique avec l'une des enceintes précitées de la grille distributrice de gaz par un conduit ménagé dans la fourrure, et avec l'autre enceinte par des trous ménagés dans les parois de la pipe. 20 4.- Une grille distributrice de gaz suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les pipes sont munies de fourrures intérieures adjacentes aux parois des pipes, les surfaces de la fourrure adjacente aux parois des pipes comportant des gorges pour le passage du mélange gazeux, lesdites gorges communiquant avec l'une 25 des enceintes de la grille distributrice par un conduit ménagé dans la fourrure et avec l'autre enceinte par des orifices ménagés dans les parois de la pipe. 5.- Une grille distributrice de gaz suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les gorges des fourrures sont disposées 30 suivant une spirale.