Brevet FR2334914A1 — publié le 19770708

La présente invention concerne un procédé d1élimi- nation de poussières combustibles imbrûlées en suspension dans des fumées, et une installation pour sa mise en oeuvre. Dans les grandes installations industrielles, les poussières en suspension dans les fumées émises par un foyer ne peuvent être répandues dans l'atmosphère, car elles conduiraient à une pollution considérable ; les fumées doivent donc étre dépoussiérées avant leur évacuation. Le problème se pose alors de l'élimination de ces poussières, dont le volume devient rapidement prohibitif, et dont on ne sait que faire. En outre, l'évacuation de la poussière accumulée dans le réceptacle à poussière du dépoussiéreur entrain des difficultés dlexploitation. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, un procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'on fait passer les fumées dans un organe séparateur propre à effectuer une séparation entre la partie gazeuse desdites fumées et lesdites poussières, et en ce que l'on réinjecte au moins une partie de celles-ci dans ledit foyer de telle manière qu'elles participent à la combustion. Etant donné que la poussière contient couramment jusqu'à 80 % dtimbrtlés combustibles (suies) mélangés à des cendres, on conçoit qu'ainsi, après un ou plusieurs cycles de recirculation des poussières dans le foyer, la presque totalité de celles-ci sera brûlée en donnant naissance à des gaz de combustion, diminuant d'autant le volume des poussières recueIllies dans le réceptacle à poussière du dépoussiéreur, ces poussières étant constituées alors surtout de cendres incombustibles. On n'aura donc à évacuer qu'un volume d'imbrblés considérablement diminué par rapport au volume dtimbrtlés produits dans les installations classiques.Par ailleurs, la recirculation des poussières dans le foyer peut s'effectuer facilement de manière automatique, de façon continue ou pratiquement continue, sans problème d'exploitation. Un procédé selon l'invention peut encore être caractérisé en ce que l'on effectue le transport desdites poussières entre ledit organe séparateur et le foyer à l'aide d'un courant de gaz comburant. Ce gaz sert donc à la fois de moyen de transport et de moyen propre à apporter-l'oxygène supplémentaire pour la combustion des poussières. De préférence,les poussières issues dudit organe séparateur sont soumises à une fluidisation avant d'être transportées vers ledit foyer. Cette disposition facilite le transport vers le foyer, et évite tout risque d'obturation de la conduite de recir cula tion. La présente invention concerne encore une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une quelconque des dispositions précédentes, comportant notamment un foyer, des moyens d'évacuation des fumées et un organe séparateur propre à effectuer une séparation entre la partie gazeuse desdites fumées et les poussières en suspension. Conformément à l'invention, une telle installation est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de transport et de réinjection d'au moins une partie desdites poussières dans le foyer. Avantageusement, lesdits moyens de transport et de réinjection comprennent essentiellement une conduite établissant une communication entre le foyer et le réceptacle à poussières dudit organe séparateur,et des moyens dtinjection, dans ladite conduite, d'un courant de gaz de transport et comburant. L'installation peut encore comporter une chambre de mise en fluidisation des poussières issues dudit organe séparateur, en communication avec lesdits moyens de transport et de réinjection. Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, permettant d'automatiser la recirculation des poussières, on peut encore prévoir aune l'installation comporte au moins un détecteur au moans de niveau haut et/un détecteur de niveau bas sensibles au niveau atteint par les poussières dans le réceptacle à poussières dudit organe séparateur, ces détecteurs étant reliés à des moyens propres à commander automatiquement et respectivement la mise en marche et l'arrtt desdits moyens de transport et de réinjection. En outre, au moins undétecteur de niveau bas peut être adapté à provoquer l'ouverture d'une vanne d'évacuation des poussières imbrfllées issues dudit organe séparateur. D'autres caractéristlques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation de l'installation, donnés à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente schématiquement une installation conforme à l'invention ; et - la figure 2 représente partiellement une installation du même genre, avec une variante. L'installation représentée à la figure 1 comprend une chaudière 1 pourvue d'un foyer 2 à brûleurs, par exemple des brûleurs à mazout. Les fumées produites dans la chaudière en sont évacuées par un conduit 4 sur lequel est disposé un organe séparateur 5 ou dépoussiéreur, propre à effectuer une séparation entre la partie gazeuse des fumées et les poussières imbblées qu'elles entratnent, ces poussières étant recueillies dans un réceptacle à poussière 6, en forme de trémie. Les fumées dépoussiérées s'échappent de l'organe séparateur 5 par un conduit 7 relié à une cheminée non représentée. L'organe séparateur ou dépoussiéreur 5 peut entre de tout type connu, par exemple du type à multicyclones. La trémie 6 communique par une conduite 8 pourvue d'ube- vanne rotative 9 avec une chambre de mise en fluidisation 10. Le fond de cette chambre, laquelle peutéalement avoir la forme d'une trémie, est perforé en 11,de sorte qu'elle peut communiquer avec un caisson de soufflage 12 alimenté en air comprimé par un conduit 13 pourvu d'une vanne 14. A proximité du fond de la chambre de fluidisation 10 débouchent d'autre part un conduit d'evacuation 15 des poussières, pourvu d'une vanne 16, et une buse d'injection d'air comprimé 17. Cette buse débouche sur un col évasé 18 d'une conduite de transport et de réin3ection 20, qui débouche elle-meme, à son autre extrémité, à proximité des brtleurs. Cette conduite comporte en 21 un rétrécissement dont le diamètre est choisi de manière à provoquer une mise en vitesse de l'air comprimé et des poussières entrarnées supérieure à la vitesse de propagation de la flamme, ceci pour6kiter tout retour dufront de flamme dans la conduite 20. Enfin, sur la trémie 6 sont prévus au moins un détecteur de niveau haut 22 et au moins un détecteur de niveau bas 23, sensibles au niveau atteint par les poussières dans la trémie 6, et reliés de façon appropriée aux organes de commande de 1'ouverture ou de la fermeture des différentes vannes par des circuits de régulation classiques non représentés, pouvant inclure notamment des organes de temporisation. Lorsque le niveau haut est détecté par le détecteur 22, celui-ci assure l'ouverture des vannes 9 et 14, la vanne 16 étant fermée. Les poussières sont donc mises en fluidisation dans la chambre 10. Lorsque le régime normal de la fluidisation est atteint, la temporisation permet l'alimentation de la buse 17 en air comprimé et, par suite, l'entraSnement des poussières, par induction (ou effet de trompe), dans la conduite de transport 20, et, par suite, leur réinjection dans le foyer 2. Une partie au moins des poussières imbrfllées mais combustibles brûle ainsi dans le foyer, l'oxygène nécessaire étant apporté par l'air de transport. Par suite, et toutes choses égales par ailleurs, le débit des poussières dans le conduit 4 et leur niveau dans la trémie 6 diminuent.Lorsque le niveau bas est atteint et détecté par le détecteur 23, la vanne 9 est fermée et ltalimentation de la buse 17 en-air comprimé est coupée. La vanne 16 étant alors ouverte, les poussières imbrûlées sont évacuées de la chambre 10. Il est évident qu'au niveau bas du détecteur 23 correspondent un certain volume résiduel à évacuer et une certaine proportion de poussières combustibles dans les poussières évacuées, soit que les poussières imbrûlées sont constituées de cendres, soit qu'elles sorit en mélange avec une trop grande proportion de cendres pour pouvoir brûler. On peut obtenir notamment un volume résiduel à évacuer ne comportant que 20 % de poussières combustibles, et donc pratiquement cinq fois inférieur, dans les mêmes conditions, au volume des poussières dans une installation classique. En prévoyant sur la trémie 6 plusieurs détecteurs de niveau bas, on pourrait d'ailleurs choisir le volume résiduel à évacuer, et la proportion de poussières combustibles dans ce volume L'installation dont la structure et le fonctionnement viennent d'entre décrits peut bien entendu comporter différents dispositifs de sécurité ou de contrôle, par exemple un dispositif empêchant que la réinjection des. poussières dans le foyer puisse avoir lieu pendant un arrêt des brûleurs. -Par exemple, on peut prévoir un détecteur de niveau supplémentaire 19, notamment du genre- à diapason, propre à fournir un signal lorsque le niveau des poussières dans la chambre de fluidisation-10, à savoir le niveau de la couche fluidisée dans cette chambre, atteint ou dépasse une valeur maximale prédéterminée, et à fournir ainsi une commande de la vanne rotative 9, de sorte à en provoquer alors la fermeture on obtient par suite une régulation du niveau de la couche fluidisée dans la chambre 10. Selon la variante de la figure 2, dans laquelle les organes analogues à ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes références, les parties non représentées pouvant par ailleurs être identiques, les moyens propres à entrarner l'air et les particules de poussière dans la conduite 20 sont remplacés par un ventilateur 3 . Le fonctionnement global de l'installation peut par ailleurs rester le même. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. aL-VENDTCA Q);.s 1. Procédé d'élimination de poussières combustibles imbrtléeg en suspension dans les fumées issues d'un foyer, caractérisé en ce que l'on fait passer les fumées dans un organe séparateur propre à effectuer une séparation entre la partie gazeuse desdites fumées et lesdites poussières,et en ce que l'on réinjecte au moins une partie de celles-ci dans ledit foyer de telle manière qu'elles participent à la combustion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le transport desdites poussières entre ledit organe séparateur et le foyer à l'aide d'un courant de gaz comburant. 3. Procédé selon la revendication 1 Ou 2, caractérisé en ce que les poussières issues dudit organe séparateur sont soumises à une fluidisation avant d'être transportées vers ledit foyer. 4. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, comportant notamment un foyer, des moyens d'évacuation des fumées et un organe séparateur propre à effectuer une séparation entre la partie gazeuse desdites fumées et les poussières en suspension, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de transport et de réinjection d'au moins une partie desdites poussières dans le foyer. 5. Installation-selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de transport et de réinjection comprennent essentiellement une conduite établissant une communication entre le foyer et le réceptacle à poussières dudit organe séparateur et des moyens d'injection, dans ladite conduite, d'un courant de gaz de transport et comburant. 6. Installatinn selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre de mise en fluidisation des poussières issues dudit organe séparateur, en communication avec lesdits moyens de transport et de réinjection. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractériséemonlncse qu'elle comporte au moins un détecteur de niveau haut et/un détecteurdeniveau bas sensibles au niveau atteint pour les poussières dans le réceptacle à poussières dudit organe séparateur, ces détecteurs étant reliés à des moyens propres à commander automatiquement et respectivement la mise en marche et l'arrêt desdits moyens de transport et de réinjection. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'au moins un détecteur de niveau bas est adapté à provoquer ltouverture d'une vanne d'évacuation des poussières imbrûlées issues dudit organe séparateur. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, comportant notamment un foyer, des moyens d' évacuation des fumées et un organe séparateur propre à effectuer une séparation entre la partie gazeuse desdites fumées et les poussières en suspension, caractérisée en ce que le réceptacle à poussières dudit organe séparateur est relié à une chambre de mise en fluidisation des poussières par l'intermédiaire d'une conduite pourvue d'une vanne, et en ce qu'une conduite de transport et de réinjection relie le foyer à ladite chambre. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un ventilateur, adapté à engendrer un courant de gaz comburant de ladite chambre vers le foyer, est disposé sur ladite conduite. 11. Installation selon la revendication 9, caractérisée encre que ladite conduite débouche, dans ladite chambre de mise en fluidisation, enface d'une buse d'injectionde gaz comburant, 1'entraSnement des particules de poussière dans ladite conduite étant produit par un effet de trompe. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un détecteur du niveau de la couche fluidisée dans ladite chambre, adapté à provoquer la fermeture de ladite vanne lorsque ledit niveau atteint ou dépasse une valeur maximale prédéterminée.