Brevet FR2379026A1 — publié le 19780825

I1 est déjà connu de traiter la combustion dans les foyers de chaudières ou autres en vue spécialement de supprimer ou réduire de façon importante la production de composés polluants et ce traitement constitue l'objet d'une demande de brevet antérieure de la même Demanderesse. Etant donné que les produits utilisés pour ce traitement sont des combinaisons à base d'oxydesmétalliques pulvérulents et relativement lourds et que, d'autre part, leur utilisation doit être dosée en fonction des conditions instantanées du processus de la combustion, il est évident qu'il est nécessaire de manipuler ces combinaisons dans un véhicule fluide pour pouvoir les introduire dans le foyer de combustion d'une façon commode et facilement réglable par des moyens classiques, par exemple à l'aide d'un injecteur de vapeur, tout en conservant en même temps une bonne homogé néité du mélange introduit.L'eau constitue un agent approprié pour véhiculer les compositions de cette classe, a condition d'observer certaines dispositions génerales permettant de maintenir les produits d'addition en suspension dans l'eau, mais, en pratique on éprouve des difficultés à obtenir ce résultat parce que, en général, les appareils ou la suspension est produite doivent être montés à petite distance des points ot elle doit être utilisee et qu'il est difficile de maintenir les conduites de transport pleines d'une suspension qui soit suffisamment stable à tout instant. La présente invention est relative à ce problème et, en fait, elle a pour but de perfectionner les installations utilisées pour le traitement de la combustion par apport d'oxydes métalliques. Elle vise en particulier à permettre de préparer la composition de traitement en un lieu approprié, généralement distant du point d'utilisation et de transporter cette composition jusqu'à l'appareil d'injection servant à l'injecter dans le milieu de combustion à traiter, tout ceci devant être effectué de façon à remplir les conditions de fonctionnement de l'installation précitées. Suivant l'invention, une installation du type précité comprend a) immédiatement en amont du dispositif d'injection un appareil de préparation ou de conservation servant à former où à conserver une suspension des constituants solides de la composition dans l'eau, cet appareil étant relié au dispositif d'injection par l'in termédiaire d'un dispositif doseur volumétrique et, (b), au lieu où s'effectue la préparation, un appareil collecteur qui recueille les constituants solides et l'eau préalablement dosés conformément a la formule de la suspension à prparer, et qui comporte d'une part, des moyens servant à refouler lesdits constituants solides et eau, soit successivement, soit ensemble, mais en tous cas sous la rorme de courants à grande vitesse, de l'appareil collecteur à l'appareil de préparation ou de conservation et, d'autre part, des moyens servant à refouler, à la suite des constituants solides et de l'eau et dans le même sens, un courant de fluide de balayage destiné à récupérer dans l'appareil de préparation ou de conservation les constituants solides qui se sont éventuellement déposés sur le trajet de passage. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil collecteur des constituants solides et liquides de la suspension, comprend une cuve sous pression qui comprend des entrées munies de dispositifs doseurs destinés à doser lesdits constituants, une sortie inférieure d'où s'détend une conduite qui mène à l'appareil de préparation ou de conservation, une entrée de fluide de balayage, par exemple d'air comprimé, et des appareils obturateurs commandés de manière à produire, pour chaque lot de suspension, un cycle complet de refoulement des constituants et de balayage ou de nettoyage de la conduite. Dans une variante, cet appareil peut comprendre en outre des dispositifs agitateurs pour effectuer la mise en suspension de constituants solides dans l'eau servant de véhicule, ou bien il peut être divisé en une premiere partie de préparation dans laquelle on forme la suspension, et une partie ou cuve sous pression pour refouler cette suspension dans l'appareil de conservation. Cet ensemble peut être utilisé par phases successives pour former des lots unitaires de suspension ou bien,- si l'on a intercalé un dispositif doseur entre ces deux appareils, l'appareil de préparation peut fournir une réserve de suspension adéquate et cette suspension peut être transferée à la cuve à pression en quantités appropriées et aux moments opportuns pour être ensuite transférée à l'autre extrémité de l'installation. Les moyens utilisés pour transporter les constituants de la suspension ou transporter cette suspension une fois formée sont constitues par une entrée d'air comprimé débitant dans 11 appareil collecteur réalisé sous la forme d'une cuve à pression. Ceci représente une solution particulièremen avantageuse puisqu'àprès l'exé- cution du transport des consttuans l'air comprimé qui a été accumulé dans l'apparel collecteur pour le refoulement de la sus pension sert de fluide de balayage dela conduite. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut réaliser un balayage localisé en divers points de la longueur de la conduite, en faisant déboucher en ces points des buses d'air de balayage transversal qui peuvent être munies de soupapes normalement fermées et agencées pour donner passage à l'air lorsque ce dernier atteint une pression de travail déterminée dans le collecteur d'alimentation correspondant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raieront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, la Fig.l représente schématiquement l'ensemble d'une installation suivant l'invention dans laquelle les constituants solides et l'eau sont envoyés à l'appareil de production de la suspension sous la forme d'un mélange; la Fig.2 est un schéma d'une installation analogue à l'installation precédente mais qui comporte un dispositif de balayage localisé de la conduite de transport; la Fig.3 est une vue en coupe axiale partielle d'une des buses d'injection de l'air comprimé de balayage transversal;; la Fig.4 représente une installation analogue à celle représentée sur la Fig.l et prévue pour refouler la suspension qui a été préparée dans un appareil de préparation avant d'être trans férée à la cuve à pression pour le refoulement; la Fig.5 est une vue analogue à la précédente, sur laquelle les deux appareils de préparation et de refoulement sont matérialisés par une cuve à pression unique; la Fig. 6 est un schéma détaillé d'une cuve à pression; les Figures 7 et 8 représentent deux variantes d'éjecteurs de vapeur pouvant être utilisés pour injecter la composition de traitement dans le foyer d'une chaudière. Sur la Fig.l, on a indi qué par la référence 1 un foyer de chaudière ou autre appareil dans lequel la composition de traitement, formee par une suspension d'oxydes métalliques dans de l'eau, doit être injectée au moyen d'un éjecteur 2, par exemple d'un éjecteur de vapeur et qui peut être de l'un des types qui sont décrits plus bas avec plus de détails en référence aux Fig. 7 et 8. Pour le procédé, on part de la cuve à pression 3, que l'on va décrire en référence à la Fig.6. Comme le montre cette Fig. 6, cette cuve est formée d'une enveloppe cylindrique 4, d'un fond tronconique 5 terminé par une chambre inférieure 6 et d 'un fond supérieur 7. A l'intérieur de la chambre 6 débouchent un tube d'éclairage 8 et un regard 9 au moyen desquels on peut vérifier le fonctionnement, un robinet de purge 10 et un conduit d'air comprimé 11 au moyen duquel on peut mettre la cuve en état de fonctionnement. Sur le fond 7, sont montées deux grandes ouvertures 12 et 13 dont la première reçoit un dispositif doseur 14 destiné à doser les constituants solides, tandis que la deuxième présente dans son couvercle 15 une entrée 16 par où on introduit l'eau utilisée pour la composition.De la vanne de raccordement 17, qui communique avec la partie basse de la cuve au moyen d'un tube plongeur 18, part la conduite de transport 19 tandis qu'une autre vanne 20 permet d'introduire un flux d'air comprimé dans la cuve aux moments opportuns pour refouler le contenu de la cuve. Sur le schéma de la Fig. 1, on voit que le dispositif doseur de poudres 14 communique avec un réservoir 21 dans lequel les constituants solides sont enmagasinés et convenablement mélangés, et on voit également que l'entrée d'eau 16 comporte un compteur volumétrique ou autre dispositif 22, approprié pour donner une indication ou interrompre l'arrivée d'eau lorsque la quantité d'eau nécessaire a été chargée. Cette partie de l'installation peut être placée en n'imçcrte quel lieu approprié et elle est reliée au point d'utilisation par la conduite de transport 19 qui débouche, à travers un séparateur cyclone 23, à eau destiné à séparer les poudres de l'air de balayage dans un réservoir à pression 24, muni d'un dispositif agitateur 25, qui sert à transformer le mélange d'eau et de solides en une suspension homogène et qui présente les caractéristiques appropriées pour alimenter l'éjecteur 2.L'alimentation de l'éjecteur 2 s'effectue par un conduit 26, relativement court, dans lequel est intercalée une pompe volumétrique doseuse 27, laquelle peut être entrafnée avec un débit réglé par des- moyens classiques qui ne font pas partie de l'invention et qui sont bien connus de l'homme de l'art, de manière que la quantité de composition introduite dans le foyer représente toujours la quantité nécessaire, conformément aux caractéristiques de la combustion a tout moment du fonctionnement. Le fonctionnement de l'installation décrite ressort de façon évidente de l'examen des dessins. Après avoir chargé dans la cuve à pression 3 les poids voulus d'eau et d'oxydes pulvérulents, on injecte de l'air comprimé par la conduite 11 pour porter la pression interne de ia cuve, qui est indiquée par des manomètres tels que les manometres 28, à la valeur nécessaire pour assurer le refoulement. Ensuite, en ouvrant les vannes 20 et 17, on introduit par la première une quantité d'air comprimé qui expulse à grande vitesse par la deuxième vanne le mélange de produit et d'eau, pour les refouler par la conduite de transport 19 dans le réservoir à pression 24. L'agitateur 25, en tramé à grande vitesse, transforme alors les produits en une suspension homogène de poudres dans liteau et maintient les constituants dans un état de suspension pendant toute la durée du fonctionnement. La pompe volumétrique 27 aspire dans ce réservoir à pression les quantités de suspens ion nécessaires à chaque instant en fonction de l'état de déroulement de la combustion et les envoie à l'éjecteur 2 avec un débit dose. Lorsque le contenu de la cuve à pression 3 découvre l'ex trémité inférieure libre du tube plongeur 18, l'air comprimé, qui, à ce moment, remplit cette cuve à la pression de refoulement, balaie énergiquement la conduite de transport 17 qui, de cette façon, reste propre pour l'opération suivante, ce balayage apportant l'avant tage supplémentaires d'éviter à la fin du cycle les pertes de produit dues au déport de ce produit sur la longueur de la canalisation. La Fig. 2 représente une installation pratiquement identique à la précédente mais qui en diffère par le fait que le balayage de la conduite de transport 17 peut être réalisé, en supplément ou en remplacement du mode de balayage décrit plus haut, au moyen d'une série de buses 28a réparties sur la longueur de cette conduite et alimentées en parallèle en air comprimé au moyen d'un collecteur 29 qui peut être lui-même alimenté par exemple directement à partir de l'entrée d'air 11 au moyen d'une vanne de raccordement 30. La Fig.3 montre en détails l'une de ces buses 28a. Un corps 31 est vissé au moyen de son filetage 32 dans un raccord 33 soudé à la paroi de la conduite de transport 17 et à son extrémité intérieur, il présente une buse 34 percée d'un orifice 35 de sortie de l'air. Le corps est creux et fermé à son extrémité opposée par une membrane flexible 36, fixée en position, et qui forme une fermeture hermétique grace à une monture 37 et à un écrou extérieur 38. Contre la face externe de la membrane, est appuyé un ressort 39, dont on peut régler le tarage au moyen d'une vis de réglage 40, tandis que sa face opposée surmonte une tige 41 qui se termine par un pointeau conique destiné à prendre appui contre ltorifice 35 et à germer eet orifice sous liefft de la pression du ressort. La cham Dre 42 formée au-dessous de la membrane est en communication avec le collecteur d'alimentation 29 par un tuyau 43. En réglant la charge de précontrainte du ressort 39, on règle la valeur minimum que la pression de l'air comprimé contenu dans le corps 31 doit atteindre avant que la tige 41 ne découvre l'orifice 25 pour permettre l'injection d'air comprimé dans la conduite de transport. Cette pression minimum peut être réglée pour chaque cas d'utilisation en fonction des besoins. Dans l'exemple de la Fig.4, on a prévu la possibilité de refouler par la conduite de transport une suspension préalablement formée au lieu de préparation. Pour cela, l'appareil est composé d'un réservoir de préparation 44, dans lequel débouchent l'entrée d'eau 16 et l'entrée de poudres 14, qui ont les mêmes fonctions que les organes analogues de l'installation de la Fig. 1 et il est muni d'un dispositif agitateur 45 destiné à former la suspension. De la partie inférieure de ce réservoir s'étend une conduite 46 dans laquelle est intercalée une pompe doseuse 47 et qui conduit à la chambre à pression de refoulement 48, dans laquelle le conduit d'air comprimé 11 débouche comme dans le cas précédent. Dans cet exemple le fonctionnement est identique à celui de l'installation décrite plus haut, excepté que la suspension est préalablement formée dans le réservoir 44 puis transférée dans la quantité voulu à la chambre à pression servant au refoulement. Dans ces conditions, la pompe doseuse peut envoyer à la chambre de pression n'importe quelle quantité de suspension préalablement formée, à condition que le réservoir de préparation soit de plus grande capacité. Sur la Fig.5, on retrouve la même disposition que sur les Fig précédentes relatives à l'installation mais, ici, le réservoir de preparation et la chambre de refoulement ont été regroupés en un appareil urique 49 qui réunit les caractéristiques décrites plus haut. Les Fig. 7 t 3 montent deux types differents d'éjecteurs à vapeur pouvant être utilisés dans les installations suivant l'invention, suivant qu'il s'agit de foyers à surpression ou à dépression. Dans le premier cas, kjeteur est formé par une lance tubulaire dont l'une des-extrmités est engagée à l'intérieur du foyer 1 tandis que l'autre forme un tube de Venturi 50 qui est lui-même actionné par la vapeur fournie par le tuyau 51 à travers une vanne 52 pour entraîner la suspension de produits de traitement, qui arrivent par le tuyau 26. Le jet de vapeur sert en même temps de barrière pour la pression intérieure et de moyens de refroidissement de la partie de la lance située à l'intérieur du foyer traité. On peut également obtenir le refroidissement au moyen d'une chemise de vapeur extérieure 53, comme on l'a représenté sur la Fig.8, et d'une prise de vapeur correspondante 54. REVENDICATIONS 1. Installation pour le traitement de la combustion par injection d'oxydes métalliques, du type qui comprend un dispositif d'injection servant à introduire la composition de traitement dans le milieu de combustion à traiter et un appareil servant à produire une suspension aqueuse de ladite composition, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend (a) immédiatement, en amont du dispositif d'injection, un appareil de préparation ou de conservation servant à former ou à conserver une suspension des constituants solides de la composition dans l'eau, cet appareil étant relié au dispositif d'injection par l'intermédiaire d'un dispositif doseur volumétrique et, (b), à l'endroit où s'effectue la préparation, un appareil collecteur qui recueille les constituants solides et l'eau préalablement dosés conformément à la formule de la suspension à préparer, et qui est muni, d'une part, de moyens servant à refouler lesdits constituants solides et l'eau, soit successivement, soit ensemble, mais en tous cas sous la forme de courants à grande vitesse, de l'appareil collecteur à l'appareil de préparation ou de conservation et, d'autre part, de moyens servant à refouler, à la suite des constituants solides et de l'eau et dans le même sens, un courant de fluide de balayage destiné à récu pérer dans l'appareil de préparation ou de conservation les constituants solides qui se sont éventuellement déposés le long du trajet de transport. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil collecteur des solides et de l'eau de la suspension est constitué par une cuve à pression qui comporte des entrées pour l'introduction desdits constituants et de dispositifs doseurs pour le dosage de ces constituants, une sortie inférieure à partir de laquelle s'étend la conduite de transport aboutissant à l'appareil utilisé pour conserver ou préparer la suspension, une entrée pour le fluide de balayage et des vannes ou robinets commandés de manière à produire, pour chaque lot de suspension un cycle complet de refoulement des constituants et de balayage et de nettoyage de la conduite. 3 Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'on utilise de l'air comprimé comme fluide de balayage ou de nettoyage de la conduite de transport. 4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil collecteur des solides et de l'eau de la suspension comprend en outre des dispositifs agitateurs appropriés pour produire ladite suspension. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'appareil collecteur des solides et de l'eau de la suspension comprend un premier appareil de préparation dans lequel on forme la suspension et une cuve à pression servant à refouler cette suspension à l'apparìl-de conservation de celle-ci. 6. Installation suivant 11 une quelconque des revendications 1, 2 et 6, caractérisée en ce que chacun des deux appareils de préparation renferme un dispositif doseur volumétrique. 7. Installation suivant la revendication I, caractérisée en ce que les moyens utilisés pour refouler la suspension ou les constituants de cette suspension sont formés par une entrée d'air comprimé débouchant dans l'appareil collecteur, lequel est alors réalisé sous la forme d'une cuve à pression. 8. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des buses à air comprimé réparties sur la longueur de la conduite de transport pour I'exécution du balayage et reliées à un collecteur d'alimentation commun. 9. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 8, caractérisée en ce que les buses sont munies de moyens de fermeture normalement fermés et agencés pour laisser passer l'air de balayage lorsque ce dernier atteint une pression de travail déterminée dans le collecteur d'alimentation.