Brevet FR2316546A1 — publié le 19770128

La presente invention concerne un procédé d'enrichissement de l'air nécessaire à la combustion de tous corps combustibles solides, liquides ou gazeux, ceci en partant de catalyseurs organo métalliques liquides (manganèse ou cobalt), d'oxydes métalliques (famille des lanthanes) et m;=tallique (mousse de platine). A la base de la présente invention il y a la découverte qui consiste charger un flux d'air primaire à haute pression en lui faisant traverser successivement une série de chambres alimentées individuellement au départ de doseurs délivrant pour chacune des dites chambres une quantité précise d'un des catalyseurs liquides, puis de compléter le traitement de ce flux d'air primaire en le faisant passer ensuite sur un réacteur composé d'un complexe à base de lanthane et de mousse de platine porté à haute température. Et enfin d'introduire à contre courant le flux d'air primaire issu de ce traitement dans le flux d'air comburant à traiter au moyen d'une ou plusieurs cannes d'injection munies à leur extrémité d'un déflecteur assurant un parfait mélange des deux flux d'air. Dispositif électro pneumatique et électronique permettant d'incorporer volumétriquement plusieurs catalyseurs liquides gazéifiés dans un flux d'air primaire traité ensuite sur un réacteur catalytique à base de terre rare et de platine. Il comprend plusieurs circuits individuels de dosage et de distribution de catalyseurs alimentant chacun un évaporateur. Les dif férents évaporateurs sont traversés successivement par un flux d'air à haute pression réchauffé à une température appropriée pour chaque cata lyseur. Le dernier évaporateur comporte un réacteur à base de lanthane et de mousse de platine porté à haute température. Le flux d'air à haute oression chargé des dits catalyseurs est ensuite mélangé avec l'air com burant à traiter. L'invention est destinée à l'amélioration et à l'accélération de la combustion de tous corps solides, liquides ou gazeux par action synergétique de plusieurs catalyseurs sur l'oxygène de l'air comburant. Dans les dispositifs connus de ce genre, l'évaporation des catalyseurs s'opère selon deux types de systèmes a) - les systèmes à mèches dans lesquels les dites mèches ont tendance à se recouvrlr d'un dépôt solide réduisant peu à peu les performances d'évaporation. b) - les systèmes à disques ou mécaniques qui se colmatent par suite de wieillissement des catalyseurs provoqué par leur réchauffage et leur brassage constants. Dans ces systèmes les dépôts intempestifs ou l'altération des catalyseurs perturbent le cycle d'évaporation et par conséquent empêchent la maîtrise du dosage volumétrique dont la qualité et la précision sont déterminantes dans le traitement de l'air comburant. Enfin les systèmes d'évaporation connus de ce genre ne permettent pas de moduker l'évaporation suivant la variation des besoins en air comburant ; ils ne permettent pas non plus de conjuguer l'évaporation de plusieurs catalyseurs en raison de leurs natures et de leurs courbes de distillation différentes. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients Dans celui-ci en effet il est possible d'incorporer volumétriquement en continu, dans un air comburant plusieurs catalyseurs mis en oeuvre individuellement par introduction contrôlée et modulée de chacun d'eux dans un circuit d'évaporation où ils sont gazéifiés suivant leur courbe de distillation. Dans ce circuit les quantités précises de chaque catalyseur ont été sélectionnées pour qu'ils agissent entre eux avec l'effet de synergie maximum. Le dispositif suivant l'invention permet enfin d'éviter l'altération du produit. En effet dans le système seule la quantité strictement nécessaire des catalyseurs issue du dosage continu est soumise à évaporation permanente. Les catalyseurs ne subissent aucun échauffement ni brassage préalable à leur introduction dans le circuit d'évaporation. Le dispositif objet de l'invention comporte plusieurs circuits de dosage de catalyseurs alimentant individuellement des évaporateurs qui sont traversés successivement par un circuit d'air primaire chaud, à haute pression, destiné à être mélangé dans le flux d'air comburant à traiter. Dans ce dispositif chaque circuit de dosage comporte une chambre de dosage alimentée en catalyseur par pompage ou par gravité à partir d'un réservoir rechargé par un système de cartouches permettant d'assurer le remplissage périodique sans manipulation du produit. A l'intérieur de la chambre de dosage le catalyseur est éclaté en gouttelettes pour permettre d'en sélectionner la quantité nécessaire, ceci par un moyen électronique. Selon une réalisation de l'invention, ce moyen est une centrale de régulation qui effectue le comptage de ces gouttelettes et le confronte à un affichage déterminant la quantité de catalyseur nécessaire au dosage, en fonction de cet affichage chaque gouttelette excédsntaire est ionisée dans le but d'hêtre déviée par les plaques déflectrices alimentée électriquement en haute tension pour être recyclée vers le réservoir ; par contre les gouttelettes non ionisées tombent par gravité dans la chambre d'évaporation. Selon une réalisation de 1 'invention, ce moyen est une centrale de régulation qui commande une électro vanne ne laissant s'écouler les gouttelettes dans l'évaporateur qu'en fonction de l'affichage déterminant la quantité de catalyseur nécessaire au dosage. Les différentes chambres d'évaporation sont équipées chacune d'un injecteur par lequel le catalyseur pénètre au fur et à mesure de son dosage. Les dites chambres d'évaporation sont traversées successivement par un flux d'air primaire canalisé en circuit. Ce flux d'air est réchauffé à des valeurs correspondantes à la courbe de distillation de chacun des catalyseurs mis en oeuvre, et penètre également dans les chambres d'évaporation par l'injecteur précité. Au niveau de cet injecteur les gouttelettes de catalyseur sont alors entraînées par le flux d'air au moyen d'un " Venturi ", elles sont ainsi projetées et vaporisées sur une ogive sur laquelle s' effectue l'évaporation. Le réglage de ce venturi permét d'éviter toute mise en pression intempestive de la chambre de dosage. Après avoir traversé les différentes chambre d'évaporation le flux d'air est mis en contact avec un réacteur composé de mousse de platine et de lanthane porté à haute température. Le flux d'air primaire ainsi catalysé est alors introduit à contre courant dans la veine d'air comburant à traiter. Le dessin annexé illustre à titre diexemple un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte deux systèmes de dosage identiques et composé chacun d'un réservoir (10 et 20) contenant le catalyseur (12 et 22) introduit par un système de cartouches (11 et 21). Le contrôle permanent du niveau est assuré par une jauge électrique (13 et 23). Une pompe (14 et 24) aspire le catalyseur et le refoule dans la canalisation (15 et 25) où il aboutit à un diaphragme vibrant (31 et 41) qui brise le liquide en fines gouttelettes, lesquelles tombent par gravité dans la chambre de dosage (30 et 40). Une cellule photoélectrique (32 et 42) placée sous le diaphragme vibrant (31 et 41) envoie une impulsion électrique au boîtier de régulation (33 et 43) au passage de chaque gouttelette.Les différentes impulsions électriques reçues par le boîtier électronique de régulation (33 et 43) sont confrontées dans le dit boitier à un programme de dosage qui permet de déterminer en synchronisation si la gouttelette doit être ou non ionisée. L'ionisation des gouttelettes commandée par le boîtier électronique de régulation s' opère par un solénorde plat (34 et 44) alimenté en courant continu. Des plaques déflectrices (36 et 46) portées à un potentiel électrique très élevé par la T H T " très haute tension " (as et 45) permettent de dévier les gouttelettes ionisées sans modifier la trajectoire des gouttelettes non ionisées. Les gouttelettes ionisées tombent sur un cône (as et 48) de récupération et retournent au réservoir (10 et 20) par la canalisation (39 et 49) Les gouttelettes non ionisées tombent par gravité dans un conduit central (37 et 47) qui aboutit dans l'évaporateur (50 et 60) au " venturi (53 et 63) do 3'injecteur (52 et 62). Le circuit d'air haute pression destine à introduire les catalyseurs dans l'air comburant comporte un ventilateur haute pression (loi) générateur d'un flux d'air acheminé dans un réchauffeur d'air (iDa) par l'intermédiaire d'une canalisation (102). ta température recuise pour l'évaporation du catalyseur est contrôlée et regulée par un boitier (104) relié à une sonde de température (105). Le flux d'air ainsi réchauffé aboutit dans une première chambre d'évaporation (50) par un injecteur (52) équipé dtun venturi (-3) qui permet d'éviter tout refoulement dans le doseur (30).Ce flux d'air chaud entraîne au passage dans le col du venturi (52) les gouttelettes du catalyseur (12) délivrées depuis la chambre de dosage (304 par la canalisation (37) et les projettent sur une ogive (54) où s'opère l'évaporation des dites gouttelettes. Après avoir traversé la premiere chambre d'évaporation (so) isolée thermiquement par un calorifuge (51) le flux d'air chargé du catalyseur est dirigé par une canalisation (106) vers une deuxième chambre d'évaDoration(63) équipé d'un venturi (63). De la même façon que dans la première chambre d'évaporation (so) le dit flux d'air entraîne au passage dans le col du venturi (62) les gouttelettes du catalyseur (22) délivrées depuis la chambre de dosage (40) par la canalisation (47) et les projettent sur une ogive (64) . la dite ngive est recouverte de lanthane (68) et est cerclée d'anneaux de mousse de platine (69). Cette ogive est portée à haute température par une résistance électrique - 65 - contrôlée par une sonde de température (66) et régulée à la valeur désirée par le boîtier (67). Le tanthane et la mousse de platine sont portés à haute température pour permettre l'effet de catalyse lors du passage de l'air sur l'ogive. Cette température élevée permet également d'assurer instantanément l'évaporation du catalyseur (22) dont la courbe de distillation est relativement élevée. La chambre d'évaporation (6Q1 est isolée par le calorifige (spi). L'air catalysé sort de la deuxième chambre d1 évaporation par une canalisation (107) et aboutit au centre de la gaine d'air comburant t108) par une canne d'injection (ICI) orientée à contre courant du flux d'air (110), lthomogenéité du mélange entre le flux d'air primaire catalysé et le flux d'air comburant à traiter est assuré par un déflecteur (in9). Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé pour accélérer et augmenter les performances de la combustion dans toutes les chaudières ou fours utilisant aussi bien des combustibles liquides, solides ou gazeux. n permet de réduire la quantité d'air en excès actuellement nécessaire pour assurer une combustion convenable tout en diminuant fortement la quantité d'imbrûlés. Comme il y a un rapport direct entre l'air en excès et la formation d'anhydride sulfurique (oea) le dispositif objet de l'invention permet dans le cas des combustibles soufrés de réduire le oourcentage de 603 dans les fumées. Le dispositif objet de l'invention permet également d'obtenir une grande propreté des surfaces d'échange des chambres de combustion et des circuits des fumées. L'ensemble de ce qui précède se traduit par une économie de combustible, une diminution de la pollution atmosphérioue, une longévité plus grande du matériel et enfin par de grandes facilités d'entretien. Le dispositif objet de l'invention permet de sélectionner les types de catalyseurs à utiliser en fonction de l'application industrielle envisagée. Ceci afin d'éviter toute incomptabilité avec les composants de l'enceinte des fours ou chaudières dans laquelle les flammes doivent se dQvelopoer. Ceci afin d'éviter également toute incomptabilité avec les produits manufacturés au contact de la flamme traitée avec le dispositif objet de l'invention. R E V E N Dl C A T 10 N S i - Disoositif électro pneumatique et électronique permettant d'in corporer volumétriquement plusieurs catalyseurs liquides gazéifié dans un flux d'air primaire traite ensuite sur un réacteur cataly tique à base de terre rare et de mousse de platine, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen de dosage continu et simultané de plusieurs catalyseurs de caractéristiques différentes, un moyen d'évaporation des dits catalyseurs synchronisé au dosage et utilisant un flux d'air primaire de transfert à haute pression, un moyen d'activer l'air de transfert catalysé par passage terminal sur un réacteur catalytique metallique et enfin un moyen d'introduction du dit air de transfert catalysé dans l'air comburant à traiter. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de dosage comporte plusieurs circuits individuels agissant simultanément. 3 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen de dosage comporte pour chaque. circuit un système de fractionnement du catalyseur en gouttelettes pour permettre d'en sélectionner la quantité nécessaire à l'aide d'un moyen électronique. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen électronique est une centrale de régulation qui effectue le comptage des gouttelettes, le confronte à un affichage déterminant la quantité de catalyseur nécessaire au dosage de l'air à traiter et, en fonction de cet affichage, commande en syn chronisation un système électrique capable de dévier les gouttelettes excédentaires préalablement ionisées. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen électronique est une centrale de régulation qui, en fonction d'un affichage déterminant la quantité de catalyseur nécessaire au dosage de l'air à traiter, commande en syn chronisation une électro vanne ne laissant s' écouler les gouttelettes que suivant la quantité requise. 6 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen électronique destiné à contrôler le dosage de chaque catalyseur permet de moduler ce dosage en fonction de la quantité d'air comburant à traiter et de la nature du combustible. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, seule, la dose nécessaire de chaque cata lyseur est introduite en continu dans le circuit d' évaporation, sans qu'il y ait dégradation des dits catalyseurs dues à des contraintes thermiques ou mécaniques préalables. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'évaporation utilisant un flux d'air de transfert comporte plusieurs chambres reliées chacune à l'un des circuits de dosage, les dites chambres étant traversées successi vement par le dit flux d'air. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le flux d'air de transfert est préchauffé à des températures adaptées aux caractéristiques de chacun des cata lyseurs. 10 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le flux d'air de transfert pénètre dans chaque chambre d'évaporation par un injecteur muni d'un " venturi " qui entraîne le catalyseur dosé sans qu'il y ait mise en pression du cir cuit de dosage correspondant. 11 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'introduction de l'air de transfert catalysé dans l'air comburant à traiter est réalisé à contre courant par une ou olusieurs cannes d'injection munies à leur extrémité d'un déflecteur. 12 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il permet de sélectionner un ensemble de catalyseurs qui mis en présence les uns des autres agissent par effet Je synergie. 13 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il ne comporte pas d'organe mécanique en dehors du générateur d'air et de la pompe amenant le catalyseur dans la chambre de dosage.