Brevet FR2513742A1 — publié le 19830401

Brûleur pour brûler des matières plastiques en particules. La présente invention concerne un brûleur pour brûler des matières plastiques en particules. On récupère des quantités considérables d'alu- minium et de cuivre à partir des câbles électriques gainés de matière plastique Les matières plastiques impures en particules constituant un sous-produit contiennent généralement de petites quantités d'alu- minium et de cuivre et dans de nombreux cas, il est inéconomique de récupérer la matière plastique pour la réutiliser. On a conçu de nombreux brûleurs pour brûler les matières plastiques impures en présence de gaz naturel et d'air ou d'air enrichi en oxygène Les expériences de la demanderesse ont montré que dans le cas de matiè- res plastiques en particules ayant une-taille dans la gamme de 1 à 3 mm, les brûleurs connus fonctionnant avec du gaz naturel et de l'air ne peuvent consommer des matières plastiques que pour fournir environ 30 % de la puissance thermique totale débitée par le brû- leur Lorsqu'on utilise de l'air enrichi en oxygène contenant 25 % (en volume) d'oxygène, les brûleurs connus peuvent consommer une quantité de matière plas- tique suffisante pour'fournir près de 50 % de la puis- sance thermique totale débitée du brûleur On notera que dans chaque cas, la matière plastique est prati- quement totalement consommée. L'invention, au moins selon son mode de réalisa- tion préféré, a pour but de fournir un brûleur dont au moins 70 % de la puissance thermique sont fournis par une matière plastique en particules ayant une taille comprise entre 1 et 3 mm, lorsqu'on l'alimente avec de l'air enrichi en oxygène contenant 25 % (en volume) d'oxygène et avec du gaz naturel. Selonl'invention, un brûleur pour brûler une matière plastique en particules comprend une chambre d'alimentation, une chambre de mélange ayant une sec- tion transversale interne généralement circulaire, une entrée pour introduire la matière plastique en parti- cules dans ladite chambre d'alimentation, un tube de section transversale interne pratiquement uniforme s'étendant entre ladite chambre d'alimentation et -ladite chambre de mélange, un dispositif pour, lors de l'emploi, refroidir ledit tube, une canalisation pour, lors de l'emploi, introduire de l'air ou de l'air enrichi en oxygène dans ladite chambre d'alimentation pour entraîner la matière plastique en particules dans- ladite chambre d'alimentation et la transporter à tra- vers ledit tube dans ladite chambre de mélange, un pre- mier ensemble d'ouvertures disposé pour introduire de l'air enrichi en oxygène dans ladite chambre de mélan- ge de façon à ce qu'il s'écoule autour de la circonfé- rence de ladite chambre de mélange dans un sens, un second ensemble d'ouvertures distant axialement dudit premier ensemble d'ouvertures et disposé pour intro- duire de l'air enrichi en oxygène dans ladite chambre de mélange de façon à ce qu'il s'écoule autour de la circonférence de ladite chambre de mélange dans le sens opposé et au moins un conduit pour introduire un combustible dans ladite chambre de mélange à proximité de la sortie dudït tube. De préférence, le dispositif pour refroidir ledit tube comprend une chemise d'eau Cependant, pour re- froidir le tube, on pourrait faire passer de l'air le long de sa surface extérieure et laisser l'air péné- trer dans -la chambre de mélange. De préférence, le tube est placé sur l'axe lon- gitudinal du brûleur et il existe plusieurs conduits pour introduire ledit combustible dans ladite chambre de mélange circonvoisins du tube. Le combustible est normalement un gaz, par exem- ple le gaz naturel, bien que d'autres gaz combustibles, par exemple le propane et le butane, conviennent égale- ment Sinon le combustible pourra être liquide, par exemple du pétrole. Bien que le brûleur convienne particulièrement pour brûler des particules de 1 à 3 mm, il convient également pour brûler des particules de 10 pm et plus. En pratique, il ne convient pas pour brûler des parti- cules supérieures à 5 mm. L'invention sera mieux comprise à la lecture dé la description faite à titre d'exemple en regard de la figure unique annexée qui est une coupe schématique d'un brûleur selon l'invention. La figure montre un brûleur, désigné de façon générale par la référence 1, pour brûler une matière plastique en particules, qui comprend une chambre d'a- limentation 2 et une chambre de mélange 3 La chambre d'alimentation 2 comporte une entrée 4 par laquelle la matière en particules peut être introduite à un débit constant par un transporteur à vis (non représenté). La chambre d'alimentation 2 se rétrécit vers un tube- qui a une section transversale interne circulaire- uniforme sur toute sa longueur et qui s'étend de la chambre d'alimentation 2 à la-chambre de mélange 3. Le tube 5 est entouré d'une chemise de refroidissement 6 ayant une entrée d'eau 7 et une sortie d'eau 8. Une canalisation 9 fait saillie dans la chambre d'ali- mentation 2 et est raccordée à une canalisation d'air (non représentée) Le tube 5 et la canalisation 9 sont montés sur l'axe longitudinal du brûleur 1. La chambre de mélange 3 comporte deux-ensemblés d'ouvertures'10 et 11 qui communiquent avec un mani- fold 12 alimenté en air enrichi en oxygène par une conduite d'air 13 dans laquelle s'ouvre une canalisa- tion d'alimentation en oxygène 14. Quatre conduits (dont deux seulement 15 et 16, sont représentés), sont placés autour du tube 5 et sont raccordés à une alimentation en gaz naturel (non représentée) Le brûleur 1 comporte également une veilleuse (non représentée). Lors de l'emploi, on introduit de l'air dans la chambre de mélange 3 par le manifold 12 et on intro- duit du gaz naturel dans la chambre de mélange 3 par les conduits 15 et 16 On enflamme ensuite le mélange. On insuffle de l'air par la canalisation 9 et on fait tomber des particules de polyéthylène ayant une taille comprise entre 1 et 3 mm par l'entrée 4 à un débit constant au moyen du transporteur à vis (non représen-: té) L'air passant à travers la canalisation 9 entrai- ne les particules de polyéthylène et les transporte à travers le tube 5 dans la chambre de mélange 3. On admet ensuite un volume prédéterminé d'oxy - gène par la canalisation d'alimentation en oxygène 14 de façon à ce que l'atmosphère dans le manifold 12 contienne environ 25 % (en volume) d'oxygène On-notera que la quantité-totale de gaz naturel et de polyéthylène que l'on peut brûler de façon stoe- chiométrique est fixée par la quantité totale d'oxy- gène présente dans la chambre de mélange 3 Par consé- quent, lorsqu'on accroit la quantité de polyéthylène, on doit réduire la quantité de gaz naturel L'alimen- tation en polyéthylène s'accroit et l'alimentation en gaz naturel diminue jusqu'à ce que le polyéthylène ne brûle plus convenablement Ceci peut être déterminé visuellement par examen de la flamme et par observa- tion du moment o des particules non brûlées se ras- semblent en aval du brûleur. La vitesse de l'air quittant la canalisation 9 doit être suffisante pour entrainer le débit désiré de particules de polyéthylène dans la chambre de mé- lange 3 mais ne doit pas être élevée au point que les , particules traversent la chambre de mélange sans brû- ler Dans ce cas également, on-détermine les conditions optimales par des essais sur place. Le refroidissement du tube 5 s'est révélé absolu- ment indispensable au succès de l'invention En parti- culier, il semble que le refroidissement tende à rédui- re la probabilité d'agglomération des particules avant qu'elles pénètrent dans la chambre de mélange 3 De plus, le refroidissement empêche que tout polyéthylène touchant la paroi du tube fonde et colle à cette paroi. A cet égard, il est essentiel que le tube 5 ait une section transversale interne uniforme bien qu'il ne soit pas nécessaire que cette section transversale interne soit circulaire. On peut envisager diverses modifications de la disposition décrite, par exemple pour refroidir sim- plement le tube 5, on pourrait obturer l'entrée 7, introduire de l'air par la sortie 8 et laisser l'air chaud pénétrer dans la chambre de mélange 3 par une ouverture adjacente à l'extrémité du tube 5 raccordée à la chambre de mélange 3. Bien que le présent brûleur convienne particuliè- rement pour brûler le polyéthylène, il convient égale- ment pour brûler d'autres matières plastiques, y com- pris le caoutchouc naturel et synthétique,'le chlorure de polyvinyle et le polystyrène Le brûleur peut éga- lement convenir pour brûler du charbon en poudre. REVENDICATIONS 1 Brûleur ( 1) pour brûler des matières plasti- ques en particules, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'alimentation ( 2), une chambre de mélange ( 3) de section transversale interne généralement cir- culaire, une entrée ( 4) pour introduire une matière plastique en particules dans ladite chambre d'alimen- tation, un tube ( 5) de section transversale interne pratiquement uniforme s'étendant entre ladite chambre d'alimentation et ladite chambre de mélange, un dispo- sitif ( 6) pour, lors de l'emploi, refroidir ledit tube, une canalisation ( 9) pour, lors de l'emploi, introduire de l'air ou de l'air enrichi en oxygène dans ladite chambre d'alimentation pour entraîner la matière plas- tique en particules dans ladite chambre de d'alimenta- tion et la transporter à travers ledit tube dans ladite chambre de mélange, un premier ensemble ( 10) d'ouver- tures disposé pour introduire de l'air enrichi en oxy- gène dans ladite chambre de mélange de façon à ce qu'il s'écoule autour de la circonférence de ladite-chambre de mélange dans un sens, un second ensemble ( 11) d'ou- vertures distant axialement dudit premier ensemble d'ouvertures et disposé pour introduire de l'air en- richi en oxygène dans ladite chambre de mélange de façon à ce qu'il s'écoule autour de la circonférence de ladite chambre de mélange dans le sens opposé, et au moins un conduit ( 15, -16) pour introduire un combus- tible dans ladite chambre de mélange à proximité de la sortie dudit tube. 2 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif ( 6) pour refroidir ledit tube ( 5) comprend une chemise d'eau - 3 Brûleur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit tube ( 5) est placé sur l'axe longitudinal du brûleur et qu'il existe plusieurs conduits ( 15, 16) pour introduire ledit combustible dans ladite chambre de mélange circonvoisins du tube. 4 Brûleur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le (les) conduit(s) ( 15, 16) est (sont) raccordé(s) à une ali- mentation en gaz naturel I