Brevet FR2483452A1 — publié le 19811204

_C nr-ernte invention con1cerie tu procédé d'épuration tie 'zodui*s ie réaction engendres par la comrhus-tion à L:. largme de combustibles à PouVoir calorifique élevé con'ten:'nt des impuretér telles que des composés de - sou 're, de chlore et de fluor, par addition, dans le foyer, de produits d'addition combinant ces impuretés. On connait des procédés permettent d'effectuer l'éiu- ration à sec de produits -de réaction de la combustion de combustibles contenant des impuretés telles que le souref, le chlore et le fluor. Dans ces prûcédés, les produite d'sdcition combinant les impuretés sont in- troduits dans le foyer de diverses façons. Selon un premier procédé connu, on procède de façon que les produits d'addition soient introduits dans le foyer sous forme. rpulvérisée, au dessus de la zone de la flamme, par des jets d'air.. L'inconvénient de ce procédé connu est que le rode d'introduction des pro- duits d'addition dans le foyer n'assure pas la combi- nlaison des impuretés par les produits d'addition du fait que l'énergie mélangeuse, relativement réduite, des jets d'air ne suffit r.as à obtenir un taux de mé- lange statisfaisant des constituants associés à la ré., action. De plus, ce mélange de constituants associés a la réeaction a lieu, pour la plus grande partie, dans des zones de températu:e n'assurant pas des conditions de réaction optimales. En outre, le temps de séjour diaponible pour l'accorplissement de la réaction est insuffisant du fait que la pulvérisatiorn' des produits d'ad.ition a lieu en général dans des zones de réac- tion inertes. 2 2483452 Selon un second procédé connu, on procède de façon que les produits d'addition soient mélangés aux combusti- bles immédiatement avant l'introduction de ces der- niers. Jusqu'ici, le défaut de ce procédé était que les produits d'addition étaient soumis à la totalité du spectre de température de la flamme, donc devaient parcourir des zones de température rendant inactifs les produits d'addition. C'est en particulier le cas pour les combustibles de pouvoir calorifique élevé produisant nécessairement des flammes à haute tempé- rature. La présente invention a donc pour objet d'influencer la température de la flamme, dans la combustion de combustibles fossiles à pouvoir calorifique élevé, posant des conditions de température et de taux de mélange indispensables à la combinaison des matières nocives, de façon à amorcer cette combinaison dès la combustion par addition de produits d'addition gazeux ou de fine granulométrie. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un procédé dans lequel, par cession d'une partie de la quantité de chaleur libérée par la combustion des combustibles à pouvoir calorifique élevé à des cou- rants de matière absorbant de l- chaleur, introduits directement dans la zone de combustion, on maintient la température indispensable à la combinaisondes matières nocives, et dans lequel, par apport des pro- duits d'addition directement aux combustibl-e et/ou à l'air de combustion, on atteint le taux de.:lanige des produits associés A la réactiocn indcisrenrale a la combinaison des matières nocives. 3 2483452 Diver'ses vatièrc.s!ourr'ont @tre utilisées cormme cou- rurts de mati-re absorbant dle la chaleur pour limiter la tem'.rérature indis[ensable à la réaction. Selon un premier mode de réalisation du procédé conforme à !'invention, le courant de matière absorbant la cha- Leur pourra être constitué par un gaz de fumée refroi- di, pauvre en oxygène, provenant du processus de com- *.ustion propremrent dit par recyclage externe, ou d'un processus de combustion étranger. L'invention permet également d'utiliser le gaz d4é- clnappement provenant du fonctionnement d'une turbine à,;az simultanément comme agent d'oxydation et comme courant de matiè,e absorbant la chaleur Il sera également possible d'utiliser comme courant de matière absorbant la chaleur les gaz de fumée re- c.,clés, aspirés dans la 'lamme à l'intérieur du foyer. Conformédment au procédé de l'invention, les produits d'addition euxmêmes pourront servir à constituer le courant de matière absorbant la chaleur. Ce sera, en particulier, le cas loz'sque, comme dans l'addition de carbonate de calcivm ou de dolomite, l'énergie néces- saire. I calcination amorcée est tirée de la flamme. Les produits d'addition courront être constitués par Je, -:as réactifs et des oxydes métalliques, des hy- droxy-des et dea carbonates ainsi que par des suspen- sions anueuses de ces produits. L'a,-éort du courant de matire absorbant l,. chaleur danrs la zone de la flammrie permet d'atteindre la tem- 4 2483452 pérature et le taux de mélange nécessaires à la réac- tion des produits d'addition contenus dans le combus- tible et/ou dans l'air de combustion L'application du procédé de l'invention est décrite ci-après en détail, à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé dont la figure unique est une coupe longitudinale schématique d'un brûleur à charbon pulvérisé Le brDleur représenté se compose d'un tube à air in- terne 2, d'un tube à air véhiculaire de combustible et de produit d'addition 1, et d'un tube à air enve- loppant 3; ce.brûleur permet de-créer une-zone de combustion primaire 6 dont l'indice d'air est un mul- tiple, compris entre 0,6 et 1,1, dela stoechiométrie. Le brûleur est conformé de façon à produire, ê l'inté- rieur de la flamme, par des procédés déterminés (tour- billornnement de l'air enveloppant, é:anouissement co- nique de l'embouchure du brûleur, isolement de l'air interne), urne zone de reflux intensif 5 en provenance d'une zone de combustion déjà avancée. Le mélange d'air et de combustible s'en trouve rapidement échauf- fD et enflammé. Il eat possible d'agir sur cet é- chauffement et sur cet allumage en réglant la ouanti- té d'air interne. Le reliquat d'air dr- combustion, constituant le cou- r-nt partiel 4 (également dénommé courant d'air gra- dué), est insufflé à la périphérie, par une pluralité de buses, de façon à engendrer A l'e-xt-rieur de la y 2483452 ::e rmi..aie une ?larxeone secondaire ou une zone de fo;-'t-r' acti!r. 7 ane les rartie$ de 7i.a surf-ce,i.héri=g'i l flc-u1,e, '...oign?:es du coura.t d'air pe;rtiel, les gaz br.lés froids.r.ovenant du foyer sont aspirés par é- ch^çe '.u.... .si.ons À La ten-.-rérature de la flamme n trouve donc abaicée et ceci contribue A influ- c'ncer favorablement le déroulemernt:;e la réaction entre le -,roduit d'adSition et le Dubstances nocives gazeuses. 6 2483452 REVENDICATIOriNS 1. Procidé d'épuration de produits de réaction engen- drés par la combustion à la flamme de combustibles à pouvoir calorifique élevé contenant des impure- tés telles que des composés de soufre, de chlore et de fluor, par addition, dans le foyer, de pro- duits d'addition combinant ces impuretés, caracté- risé en ce que, par cession d'une partie de la quantité de-chaleur libérée par la combustion des combustibles à pouvoir calorifique élevé à des courants de matière absorbant de la-chaleur, in- troduits directement dans la zone de combustion, on maintient la température indispensable à la com- binaison des matières nocives, et en ce que, par apport des produits d'addition directement aux combustibles et/ou à l'air de combustion, on at- teint le taux de mélange des produits associés à la réaction indispensable à la combinaison des matières nocives 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le courant de matière absorbant de la cha- leur est constitué par un gaz de fumée refroidi, pauvre en oxyEène, provenant du processus de com- bustion proprement dit par recyclage externe, ou d'un processus de combustion étranger. 3. Procédé selon les Revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que le gaz d'échappemen-t r-ovenant du fonctionnement d'une turbine A gaz est utilisé si- multanément commre agent d'oxydation et comme cou- rant de matière absorbant de la chalcur. *7 2483452 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme courant de matière absorbant de la chaleur, les gaz de fumée recyclés, aspirés dans la flamme à l'intérieur du foyer. 5. Procédé selon les revendications. 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que les produits d'addition sont constitués par des gaz réactifs et des oxydes métalliques, des hydroxydes et des carbonates ainsi que par des suspensions aqueuses de ces produits. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les produits d'addition sont simultanément utilisés à constituer un courant de matière absorbant la chaleur. e