Brevet FR2463180A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne un procédé d'épuration de produite de réaction engendrés par la combustion, avec flamme, de combustibles contenant des impuretés telles que des composés de soufre, de chlore ou de fluor, par adjonction, dans le foyer, de produits d'ad- dition se combinant avec ces impuretés. On connait des procédés permettant d'effectuer l'épura- tion à sec des produite de réaction engendrés par la combustion de combustibles contenant des impuretés tel- les que le soufre, le chlore et le fluor. Dans ces procédés, les produits d'addition se combinant avec les impuretés sont introduite dans le foyer de diverses fa- çons. Selon un premier procédé connu, le processus consiste à injecter les produits d'addition dans le foyer au des- sus de la zone des flammes au moyen de jets d'air. L'inconvénient de ce procédé connu est que le mode d'in- troduction des produits d'addition dans le foyer ne ga- rantit pas la combinaison des impuretés avec les pro- duits d'addition du fait que l'énergie mélangeuse des jets d'air est insuffisante pour obtenir un mélange suffisamment poussé des produits prenant part à la ré- action. En outre, ce mélange de ces éléments de réac- tion s'effectue en grande partie dans des zones de tem- pérature ne garantissant pas les conditions optimales de réaction. De plus, le laps de temps disponible pour l'accomplissement de la réaction est insuffisant du fait que l'injection des produits d'addition se produit en général dans des zones peu réactionnelles. Selon un second procédé connu, le processus consiste à mélanger les produits d'addition au combustible immédia- tement avant l'introduction des combustibles dans le brfleur. Le défaut de cette façon de procéder est que les produits d'addition sont exposés à la totalité du spectre de température de la flamme et qu'ils doivent parcourir des zones de température pouvant rendre inac- tifs les produits d'addition. C'est en particulier le cas pour les combustibles à pouvoir calorifique élevé donnant nécessairement des flammes à haute température La présente invention s'est donc fixé pour but de per- fectionner un procédé du genre défini au début de façon à garantir que, par adjonction de produits d'addition se combinant aux impuretés, ces produite d'addition se- ront introduits dans le foyer conjointement avec les produits de réaction de la combustion en un point et sous une forme permettant d'obtenir les conditions de température et de mélange nécessaires à leur combinai- son. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en ame- nant les produits dl'additiot à la -flamme du brûleur par un courant véhiculaire gazeux et/ou--liquid-e formant un voile entourant la flamme du brûleur Diverses substances pourront être utilisées comme agent véhiculaire. Selon un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, cet agent véhiculaire pourra être constitué par un courant d'air partiel prélevé sur l'air de combustion. L'invention permet également d'utiliser, comme agent véhiculaire, un mélange d'air de combustion et de gaz de fumées. Selon une autre possibilité de l'invention, l'agent véhiculaire mis en oeuvre sera du gaz de fumée seul Selon encore une autre possibilité de l'invention, l'a- gent véhiculaire sera une suspension aqueuse. Les produits d'addition pourront être des oxydes métal- liques ou des hydroxydes tels que ceux des métaux ci- après: sodium, potassium, aluminium, baryum, cadmium, calcium, cuivre, fer, plomb, magnésium, manganèse, zinc, ou bien encore des substances pulvérulentes telles que le carbonate de calcium, le carbonate de magnésium ou la dolomite. L'introduction des produits d'addition dans la zone de la flamme, en un point et sous une forme nettement dé- terminés d'avance, garantissent que la réaction des produits d'addition avec les impuretés des gaz de com- bustion aura toujours lieu là o préexistent les meil- leures conditions de réaction pour le déroulement du procédé. Outre la détermination du point et de la forme d'intro- duction du produit d'addition, il sera possible d'exer- cer un choix sur l'agent véhiculaire en vue d'améliorer le déroulement de la réaction. Ceci pourra être le cas, par exemple, avec des combustibles à température de flamme très élevée qui pourraient influencer négative- ment l'activité du produit d'addition. Il sera en outre possible, pour obtenir une réaction optimale, de régler le processus de mélange des élé- ments participant à la réaction, en agissant sur les impulsions du courant d'agent véhiculaire des produits d'addition L'invention est décrite ci-après en détail en se réfé- rant à un exemple préféré, non limitatif, de réalisa- tion représenté sur le dessin annexé dont la figure u- r.ique schématise l'application du procédé de l'inven- tion à un brûleur à charbon pulvérulent. Le brûleur représenté, composé d'un tube d'arrivée d'air interne 2, d'un tube d'arrivée d'air porteur de combus- tible et de charbon pulvérulent 1, et d'un tube d'arri- vée d'air enveloppant 3, produit une zone de combustion primaire 6 dont l'indice d'air est compris entre 0,8 et 1,1 fois la sto!chiométrie Le brûleur est conformé de façon à produire à l'inté- rieur de la flamme (par des artifices déterminés tels que giration de l'air enveloppant, épanouissement tron- conique de l'embouchure du brûleur, emprisonnement de l'air interne) une zone de courant inverse intensif 5 en provenance d'une zone de combustion déjà avancée. Le mélange d'air et de combustible est donc rapidement échauffé et allumé. Il est possible d'agir sur l'é- chauffement et l'allumage en réglant la quantité d'air interne La fraction restante d'air de combustion est insufflée périphériquement par quelques buses, sous forme d'un courant d'air partiel 4, avec des produits d'addition devant se combiner avec les substances gazeuses engen- drées par la combustion, de façon à former, autour de la flamme, un voile (ou ballon) composé de cette frac- tion d'air et des produits d'addition donnant naissance, à l'extérieur de la flamme primaire, à une flamme secon- daire ou même à une zone de postréaction 7 alimentée par le courant d'air partiel en oxygène et en produit d'addition se combinant avec les éléments nocifs. A cette fin, le courant d'air partiel 4 est réparti se- lon un cercle correspondant au double, ou à plus du double, du diamètre du tabe d'arrivée d'air-enveloppant. De cette façon, le courant d'air partiel 4 et ses pro- duits d'addition n'atteindront la flamme, en aval de l'embouchure du brûleur, qu'après avoir parcouru, en dehors des zones de température affaiblissant l'activité des produits d'addition, une distance égale à environ une à deux fois le diamètre du tube d'arrivée d'air en- veloppant. L'adjonction des produits d'addition au courant d'air partiel 4 s'effectue, par une conduite 8, à proximité du régulateur d'admission d'air partiel, de façon à utiliser les tourbillons s'y produisant à parfaire le mélange. Dans les parties de la surface externe de la flamme é- loignées des arrivées d'air partiel 9, il se produit, du fait de la permutation des impulsions, un appel de gaz de fumée en provenance du foyer qui abaisse la tem- pérature de la flamme et contribue à agir favorablement sur le déroulement de la réaction des produits d'addi- tion avec les substances nocives gazeuses. REVENDICATIONS 1. Procédé d'épuration de produits de réaction engendrés par la combustion, avec flamme, de combustibles con- tenant des impuretés telles que des composés de sou- fre, de chlore ou de fluor, par adjonction,dans le foyer, de produits d'addition se combinant avec ces impuretés, caractérisé en ce que les produits d'ad- dition sont amenés à la flamme du brûleur par un courant véhiculaire gazeux et/ou liquide formant un voile entourant la flamme du brûleur. 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué par un courant d'air partiel prélevé sur l'air de combustion. 3. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué par un mélange d'air de combustion et de gaz de fumées. 4. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué par du gaz de fumée seul. 5. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué par une sus- pension aqueuse 6. Procédé selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'on utilise, comme produits d'addition, des oxydes métalliques réactifs et des hydroxydes réactifs tels que ceux des métaux: sodium, potassium, aluminium, baryum, cadmium, calcium, cuivre, fer, plomb, magnésium, manganèse et sinc 7. Procédé selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on utilise, comme produits d'addition, des substances pulvérulentes telles que le carbonate de calcium, le carbonate de magnésium et la dolomite.