Brevet FR2510237A1 — publié le 19830128

La présente invention concerne un procédé pour incorporer de façon continue un additif, transporté à l'aide d'un fluide porteur gazeux et/ou liquide, dans un courant turbulent de gaz de réaction dans le foyer d'un générateur de vapeur, avec évacuation en voie sèche des cendres en vue d'une élimination sélective à sec de substances nocives sous forme gazeuse sus- ceptibles de polluer l'environnement, comme des composés de soufre, de chlore et de fluor, qui, sont contenus dans-un cou- rant de gaz de réaction chaud de matières combustibles sous forme solide, liquide ou gazeuse, qui sont produite après une combustion avec flamme complète ou incomplète, avec simultané- ment l'obligation, en fonction de l'additif introduit, d'emma- gasiner de la chaleur et/ou de l'utiliser pour des réactions de décomposition. On connalt des procédés dans lesquels un additif, trans- porté par un fluide porteur sous forme gazeuse et/ou liquide et qui assure en voie sèche une épuration sélective d'un courant de gaz de réaction turbulent et résultant d'une combustion complète ou incomplète de substances combustibles sous forme solide, liquide ou gazeuse en ce qui concerne les constituants nocifs sous forme gazeuse susceptibles de polluer l'environne- ment, comme des composés de soufre, de chlore et de fluor, est introduit de différentes manières dans un foyer. Dans un premier procédé connu, l'additif est injecté à l'aide de jets d'air au voisinage de la sortie du foyer Un inconvénient rencontré avec ce procédé consiste en ce que, du fait de l'énergie cinétique relativement stable des jets d'air, il ne se produit pas une répartition homogène de l'additif dans le courant de gaz de réaction contenant les substances nocives, de sorte qu'on n'obtient pas un degré de liaison suffisamment élevé entre les substances nocives et l'additif En outre, la répartition des additifs dans le courant de gaz de réaction provoque, du fait des conditions de température déjà défavorables, un déroulement non optimal de la réaction en correspondance au temps de séjour disponible. Dans un second procédé connu, l'additif est mélangé au combustible immédiatement avant l'entrée dans le brûleur. Un inconvénient de ce procédé consiste en ce que l'additif est soumis à une forte sollicitation thermique dans une zone 10237 avoisinant directement la flamme, ce qui rend l'additif inactif. Conformément à un troisième procédé, l'introduction de l'additif dans la flamme du brûleur est effectuée à l'aide d'un courant de fluide porteur sous forme gazeuse et/ou liquide en formant un rideau entourant la flamme du brûleur Il se produit alors inévitablement une désactivation partielle de l'additif par suite des températures élevées de la flamme En outre, les frais financiers et de construction pour la mise en oeuvre de ce procédé sont comparativement relativement élevés. L'invention a en conséquence pour but de fournir un procédé suivant lequel l'introduction continue d'additif dans un courant de gaz de réaction s'effectue, conformément aux conditions définies ci-dessus, avec une très faible dépense en énergie et avec établissement simultané de conditions favorables de réaction en ce qui concerne la température, le temps de séjour, la vitesse de réaction, l'aptitude de solli- citation thermique de l'additif, etc, afin d'obtenir-une répartition homogène de l'additif dans le courant de gaz de réaction et un haut degré de liaison entre l'additif et les substances nocives sous forme gazeuse. Pour résoudre ce problème, il est proposé selon l'in- vention que l'additif soit introduit par un ou plusieurs postes d'admission faisant intervenir des différences locales de conditions de pression dans le foyer, initialement dans un ou plusieurs écoulements de recirculation fermés et intérieurs au système, et ensuite de ces écoulements dans le courant de gaz de réaction. En outre, il est proposé d'utiliser comme additif des substancespulvérulentes comme du carbonate de calcium, du carbonate de magnésium, de la dolomie et des composés de type oxyde et hydroxyde capables de réagir, comme par exemple ceux des éléments sodium, potassium, aluminium, baryum, cadmium, calcium, cuivre, fer, plomb, magnésium, manganèse et zinc; il est également proposé que l'agent porteur entraînant l'additif soit un courant partiel d'air de combustion, de fumées Qu bien un mélange des deux et/ou un liquide, par exemple de l'eau. Ce procédé offre, par comparaison aux procédés connus, l'avantage que la dépense en énergie nécessaire pour introduire et répartir ensuite l'additif est réduite au minimum en fonction de la charge imposée au brûleur dans le foyer, que le temps de séjour est allongé, que la répartition homogène de l'additif dans le courant de gaz de réaction est améliorée et qu'on obtient un haut degré de liaison entre l'additif et les substances nocives sous forme gazeuse En outre, les frais financiers et de construction pour l'équipement d'un générateur de vapeur en vue de l'application de ce procédé sont réduits au minimum par comparaison à tous les autres procédés connus. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé sur lequel la Figure 1 représente schématiquement un générateur de vapeur auquel est appliquée la présente invention. Dans un foyer 1 d'un générateur de vapeur 2 fonctionnant avec du poussier de charbon, l'additif 4, transporté à l'aide d'un fluide porteur sous forme gazeuse et/ou liquide, est introduit de façon continue dans la trémie 3, prévue pour la décharge à sec des cendres, en un ou plusieurs endroits avantageux 5, 6 Le nombre et la position des postes d'intro- duction sont fonction du nombre et de la position spatiale des écoulements de recirculation fermés qui sont établis à l'inté- rieur du système L'additif parvient ainsi, en fonction de la charge du brûleur 7, avec un minimum d'énergie d'entraînement nécessaire, initialement dans les écoulements de recirculation 8, 9 fermés, établis à l'intérieur du système et résultant de différences localisées de pression dans le foyer -Alors qu'une quantité partielle déterminée d'additif reste pendant une certaine période, en fonction de la capacité de chargement, dans les écoulements de recirculation fermés, une autre quan- tité partielle est à nouveau déchargée'de façon continue de ces courants de recirculation et elle est entraînée par le courant de gaz de réaction 10 de nature turbulente qui est - engendré dans le foyer. Dans ce processus de transport, il se produit simulta- nément, en fonction de l'additif introduit, une accumulation * 4 de la chaleur dégagée par le combustible dans le foyer et/ou. une utilisation de cette chaleur sur des réactions de décompo- sition, de sorte que la température de réaction est-localement abaissée autour de l'additif et il en résulte que l'abaissement des températures élevées crée dans le foyer des conditions favorables de réaction Indépendamment du rendement de l'addi- tif, on dispose à nouveau en partie de la quantité de chaleur consommée pour l'additif et qui a été produite par suite de la réaction exothermique de formation de sulfate, de sorte qu'on enregistre aucune réduction sensible du rendement du générateur de vapeur Dans le courant de gaz de réaction, il se produit enfin unerépartition homogène de l'additif, qui conduit, par suite des 'conditions favorables -de réaction, à un haut degré de liaison entre l'additif et les substances nocives sous-forme gazeuse qui doivent être éliminées sélec- tivement en voie sèche - REVENDICATIO Ns 1. Procédé pour incorporer de façon continue un additif, transporté à l'aide d'un fluide porteur gazeux et/ou liquide, dans un courant turbulent de gaz de réaction dans le foyer d'un générateur de vapeur, avec évacuation en voie séché des cendres en vue d'une élimination sélective à sec de substances nocives sous forme gazeuse susceptibles de polluer l'environnement, comme des composés de soufre, de chlore et de fluor, qui sont contenus dans un courant de gaz de réaction chaud de matières combustibles sous forme solide, liquide ou gazeuse, qui sont - produites après une combustion avec flamme complète ou incomplète avec simultanément l'obligation, en fonction de l'additif intro- duit, d'emmagasiner de la chaleur et/ou de l'utiliser pour des réactions de décomposition, caractérisé en ce que l'additif est introduit par un ou plusieurs postes d'admission faisant inter- venir des différences locales de conditions de pression-dans le foyer, initialement dans un ou plusieurs écoulements de recirculation fermés et intérieurs au système, et ensuite de ces écoulements dans le courant de gaz de réaction. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme additif d'une manière connue des substances pulvérulentes comme du carbonate de calcium, du carbonate de magnésium, de la dolomie et des composés de type oxyde et hydroxyde capables de réagir, comme par exemple ceux des éléments sodium, potassium, aluminium, baryum, cadmium, calcium, cuivre, fer, plomb, magnésium, manganèse et zinc. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agent porteur entraînant l'additif est constitué par un courant partiel d'air de combustion, de fumées ou bien un mélange des deux et/ou par un liquide, par exemple de l'eau.