Brevet FR2324991A1 — publié le 19770415

laprésente invention se rapporte à un procédé de récupération d'énergie applicable plus particulièrement aux chaudières de type classique à combustible solide, liquide ou gazeux pour la production d'énergie mécanique ou électrique et de grandes quantités d'eau chaude. Ce procédé est applicable notamment dans le cadre des centraies de production d'énergie électrique à partir de la combust#on de charbons, fuels, et/ou gaz naturels. Il est connu que de telles installations constituent des sources de pollution notamment thermiques et chimiques considérables tandis que le rendement de transformation de l'énergie thermique dépensée par rapport à énergie électrique produite est de tordre de 30 à 35%. LXinvention permet simultanément de supprimer la pollution thermique et la pollution chimique et d'augmenter le rendement de production d'énergie en le faisant passer aux environs de 95 à 98%, les installations thermiques produisant simultanément de l'énergie mécanique ou électrique et de grandes quantités d'eau chaude vers 85-95 C immédiatement utilisable ou stockable sur de longues périodes pour assurer les besoins de la demande notamment en chauffage. A cet effet l'invention préconise de placer, sur le circuit des fumées de combustion après éventuellement un dépoussiérage en soi connu de type mécanique, centrifuge, électrostatique ou autre, un épurateur de fumée du type à lavage par fluideslequel retient la plupart des impuretés et polluants contenus dans les fumées, lesquels sont ensuite éliminés de façon en soi connue dans un épurateur de fluide, et lequel fluide s'échauffe en traversant ledit épu rater, puis l'on fait céder la chaleur du fluide récupérée surles fumées à de l'eau pour produire de l'eau chaude par exemple vers 900C, Suivant une autre caractéristcue du procédé de l'invention, on associe une production d'eau chaude obtenue de la manière ci-dessus, à une production d'eau chaude par utilisation de la chaleur des eaux de refroidissement d'un condenseur, le vide au condenseur étant réglé pour que ladite chaleur corresponde à un niveau de température compris entre environ 85 et 9500. l'invention se rapporte également- à des installations de production d'énergie permettant la mise en oeuvre du procédé cidessus mentionné. Ces installations se caractérisent en ce qu'elles comprennent sur le circuit des fumées de combustion, après passage éventuellement à travers un dépoussiéreur en soi connu de type mécanique, centrifuge, électrostatique ou autre, - d'une part un épurateur de fumée-échangeur de chaleur du type à lavage par fluide lequel retient la plupart des impuretés et polluants contenus dans les fumées, lesquels sont ensuite éliminés de façon en sci connue dans un épurateur de fluide, ettequel fluide s'échauffe en traversant ledit épurateur, - d'autre part, un échangeur de chaleur fluide-eau assurant le chauffage de l'eau en échange de chaleur avec ledit fluide. Comme il apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui suivra d'un schéma d'une installation conforme à l'invention, une telle installation permet sans alourdir notablement les prix de l'installation > derésoudre tous les problèmes de pollution thermique et chimique posés, les investissements supplémentaires nécessaires étant largement compensés, en une période très courte habituellement de l'ordre de 1 à 6 mois d'exploitation, par les économies d'énergie quelle permet de réaliser en augmentant le rendement global de l'installation. Dans le dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple on a schématisé une installation de production d'énergie conforme à l'invention. Suivant le mode de réalisation illustré,l'installation comprend une chaudière 10 alimentée en combustible en li et en comburant en 12o Le combustible pourra etre constitué par exemple par du charbon et/ou du fuel et/ou du gaz naturel ou de pétrole. Le comburant sera constitué par exemple par de l'air qui dans l'exem- ple illustré est amené par un compresseur 13 à la chaudière. La chaudière 10 qui peut être de tout type classique fournit par exemple en 14 de la vapeur d'eau à pression et température convenables et que lton Sit travailler dans une turbine à vapeur 15 qui entrasse un alternateur 16 qui produit de l'électricité- aux bornes 17 du réseau. Les fumées chargées de produits polluants et chaudes sortent de la chaudière dans le carneau 48 après avoir traversé un épura teur primaire 19 d'un type en soi connu, par exemple électrostati- que, centrifuge, mécanique, à filtre, ou autre. après ce premier dépoussiérage les fumées sont canalisées dans le carneau 20 pour être amenées à un épurateur de fumée-échangeur de chaleur 21. les fumées refroidies et propres 8'échappent à l'atmosphère par le carneau 22 à la sortie duquel peut être placé un aspirateur de fumée 23 si nécessaire. En 24 on aperçoit le registre placé sur le circuit ##évacuation des fumées et qui communique en 25 avec l'atmosphère pour régulariser le débit des fumées à travers l'installation comme il est bien connu en soi. L'épurateur de fumée-échange#ir de chaleur 2t peut astre de n'importe quel type approprié d'épurateur ou "Scrubber" connu, par exemple à lavage par eau en contre-courant avec le circuit des fumées. Ainsi-dans l'exemple illustré l'épurateur 21 comprend un remplis sage 26 en matériau creux sur lequel le fluide épurateur constitué par de l'eau est pulvérisé à la partie supérieure par la rampe 27, l'eau chaude chargée des impuretés étant récupérée à la base de l'appareil 21. Dans le schéma illustré l'eau chaude récupérée à la base de l'épurateur 2t traverse un épurateur d'eau 28 avant d'entre recyclée par une pompe 29 à la rampe d'alimentation 27. Conformément à l'invention la chaleur récupérée par le fluide épurateur est cédée dansun échangeur 30 à de l'eau introdulbe froide en 31 et qui permettra d'alimenter le départ d'eau chaude 32. L'échangeur 30 est de tout type approprié par exemple à faisceau de tubes 33, 34 à eontre-courant. Selon l'invention l'épurateur de fumée-écliangeur de chaleur 21 se différencie des épurateurs classiques en ceci que les débits respectifs de fumée et de fluide d'épuration qui les traversent sont réglés de façon qu'à la sortie de l'épurateur-échangeur 21 le fluide d'épuration soit porté à température convenable pour permettre la production d'eau chaude à la sortie de l'échangeur 30 sur le circuit 34 à une température appropriée par exemple de 85 à 95 C. En outre l'appareil 21 est convenablement dimensionné et calorifugé pour permettre le bon échange thermique fumée-fluide d'épuration. Pour accroître les rendements de production d'eau chaude et donner plus de souplesse à l'installation, la vapeur sortant de la turbine 15 traverse un condenseur 35 qui esu cimenté en eau froide en 36 et fournit l'eau chaude à température désirée vers le départ 32, débit d'eau chaude qui se mélange à celid provenant de l'échan- geur 30. En 44 est illustrée la pompe d'extraction du condenseur. En outre lorsqu'on veut augmenter la fourniture d'eau chaude on peut effectuer des soutirages intermédiaires de vapeur comme schématisé en 37 pour alimenter un réchauffeur d'eau 38, la vapeur condensée en 39 servant à réchauffer de l'eau froide traversant en 40 l'échangeur 38 pour se mélanger au départ d'eau chaude 32, le débit pouvant etre réglé par une vanne 41. De même de l'eau chaude peut être produite en mélangeant directement de l'eau froide soutirée du poste 42 par la conduite 43 et en la mélangeant à la vapeur des soutirages 37. -Ainsi en faisant varier les conditions de soutirage de vapeur à la turbine on peut régler la production d'eau chaude de l'installation selon la demande. De nombreux types d'épurateurs de fumée-échangeurs de chaleur peuvent être utilisés et adaptés dans le cadre de la présente invention. Ainsi par exemple on peut prévoir des appareils à circulation et nettoyage continus des remplissages creux. On peut également prévoir plusieurs étages d'épuration-échange de chaleur successifs dans lesquels les températures des fumées et du fluide d'épuration vont respectivement en décroissant et en croissant, et dans lesquels les degrés de pollution sont également différents. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons Si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de rscupération d'énergie applicable plus parti culièrement aux chaudieres de type classique à combustible solide, liquide ou gazeux, pour la production d'énergie mécanique ou électrique et de grandes quantités d'eau chaude, caractérisé en ce que sur le circuit des fumées de combustion après éventuellement un dépoussiérage en soi connu de type mécanique, centrifuge, électrostatique ou autre, on place un épurateur de fumée du type à lavage par fluide lequel retient la plupart des impuretés et polluants contenus dans les fumées, lesquels sont ensuite éliminés de façon en soi connue dans un épurateur de fluide, et lequel fluide s'échauffe en traversant ledit épurateur, puis 1' on fait céder la chaleur du fluide récupérée sur les fumées à de l'eau pour produire de l'eau chaude, par exemple vers 9000. 2 - Procédé dans lequel une production d'eau chaude obtenue suivant la revendication 1 est associée à une production d'eau chaude par utilisation de la chaleur des eaux de refroidissement d'un condenseur, caractérisé en ce qu'on règle le vide au condenseur pour que ladite chaleur corresponde à un niveau de température compris entre environ 85 et 95 C. 3 - Installation de production d'énergie comprenant plus particulièrement des chaudières de type classique à combustible solide, liquide ou gazeux, pour la production d'énergie mécanique ou électrique et de grandes quantités d'eau chaude, caractérisée en ce qu'elle comprend sur le circuit des fumées de combustion après un passage éventuellement à travers un dépoussiéreur en soi connu, de type mécanique, centrifuge, électrostatique ou autre, - d'une part un épurateur de fumée-échangeur de chaleur du type à lavage par fluide lequel retient la plupart des impuretés et polluants contenus dans les fumées, lesquels sont ensuite éliminés de façon en soi connue dans un épurateur de fluide, et lequel fluide s'échauffe en traversant ledit épurateur, - d'autre part un échangeur de chaleur fluide-eau assurant le chauffage de l'eau en échange de chaleur avec ledit fluide. 4 - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit épurateur de fumée-échangeur de chaleur est du type à pulvérisation de liquide, par exemple d'eau, en contre-courant avec le circuit des fumées, et ledit fluide est recyclé en t#te dudit épurateur échangeur après lavage dans un épurateur de fluide. 5. - Installation dans laquelle une production d'eau chaude suivant la revendication 3 ou 4 est associée à une production d'eau chaude par utilisation de la chaleur des eaux de refroidissement d'un condenseur, caractérisée en ce que le vide au condenseur est réglé pour que ladite chaleur corresponde à un niveau de température compris entre environ 85 et 950C