Brevet FR2527478A1 — publié le 19831202

"Appareil de type cyclone pour le dépoussiérage de gaz chaud La présente invention se rapporte à un appareil de type cyclone permettant de séparer des poussières, particules, cendres vehiculées par un gaz porteur chaud. Il est habituel de dépoussiérer les gaz de combustion chauds et pous siéreux qui émanent des fours à coke, des gazogènes à charbon, des chaudières classiques ou à l$tsfluidisé.Les cyclones sont employés pour le dépoussiérage de ces gaz chauds. Ils comportent intérieurement, un revêtement protecteur capable de tenir aux températures élevées et à l'abrasion des poussières ou particules transportées par le gaz. Les rev & ements protecteurs habituels posent des problèmes sur le plan de la tenue en service et de ltentretien La présente invention a pour objet un appareil de type cyclone compor tant, à l'intérieur, des -panneaux à circulation de fluide.Ces panneaux du fait qu'ils sont refroidis peuvent oestre réalises en un métal ayant des propriétés à chaud moins élevées que les métaux habituellement utilisés dans ces conditions et ont une bonne tenue en service. Cette conception, en assurant un refroidissement du gaz porteur et des particules véhiculées, est favorable pour 12 réduction ou l'élimination du colmatage par les cendres, en particulier dans les appareils montés après le cyclone. Cet appareil constitue un échangeur de chaleur du fait que les panneaux internes à circulation de fluide per de mettent d'échanger de la chaleur entre le gaz à épurer et le fluide et/participer eventuellement de ce fait au-système général de récupération d'énergie. Ces panneaux peuvent & re branchés sur un appareil de récupération de chaleur (échangeur de chaleur) chauffé par le gaz épuré. La conception tubulaire des panneaux est appropriée à une circulation de fluide sous pression élevée ce qui rend ces panneaux aptes à oestre utilisés comme échangeur de chaleur en particulier comme économiseur ou vaporisateur. L'appareil selon l'invention comprend une cuve ayant la forme d'un cylindre prolongé vers le bas par une partie conique dans laquelle le gaz à épurer entre tangentiellement et sort axialement par le haut et il est essentiellement caractérisé par le fait qutil comporte des panneaux à circula- tion de fluide tapissant la paroi intérieure de la cuve. Selon une caractéristique, ces panneaux sont constitues par des tubes. Selon une autre caractéristique, appareil comprend un panneau de tubes ayant la forme d'un cylindre de révolution et tapissant la partie cylindrique de la cuve, un panneau de tubes tapissant la volute de la cuve en ménagett se bouche d'entrée, un panneau plan de tubes formant le dessous de la volute et un panneau plan de tubes formant le dessus de la volute et ménageant une sortie pour le gaz épuré. Selon une autre caractéristique de l'invention, les panneaux de tubes sont revêtus sur au moins un des cotés, par un briquetage de blocs protectreurs disposés de manière jointive et au contact des tubes. Selon une autre caractéristique, chacun des blocs est constitué par un corps métallique portant des organes d'accrochage noyés dans une masse d'un mortier réfractaire. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 représente une coupe verticale de appareil selon l'inven- tion. La figure 2 représente une coupe selon II-II de la figure 1. La figure 3 représente une coupe selon III-III de la figure 1. La figure 4 représente une vue éclatée des panneaux de tubes qui sont montés à l'intérieur de l'appareil. La figure 5 représente, en vue de face, une partie du briquetage qui recouvre les panneaux de tubes. La figure 6 représente une coupe selon VI-VI de la figure 5. L'appareil représenté par les figures 1 à 4 comporte une tuve 1 métallique. Cette cuve comporte une partie cylindrique Il prolongée vers le bas d'une partie conique 12 dont la pointe est dirigée vers le bas. Cette partie cylindrique est surmontée d'une volute 13 qui forme une bouche d'entrée 14 par laquelle le gaz à épurer entre tangentiellement dans la cuve. Cette bouche d'entrée est destinée à oestre raccordée à un tuyau d'alimentation en gaz. La cuve est montée de manière que l'axe de révolution du cylindre 11. repéré 15-soit vertical. Un tube intérieur 16 -centre' sur l'axe 15 et solidaire de la cuveforme un conduit central qui débouche à l'extérieur par une bouche de sortie centrale 17 permettant d'évacuer le gaz épuré. Ce tube d'évacuation 16 forme, à la partie inférieure, une ouie d'entrée qui est située au-dessous de la bouche d'entrée 14 de la volute. I1 se prolonge vers par un collet 18 qui est destiné à être raccordé à un tuyau d'évacuation. A l'intérieur, la cuve 1 est revêtue par des panneaux à circulation de fluide repérés dans leur ensemble par la référence 3. Ces panneaux habillent intérieurement la partie cylindrique 11 de la cuve et la partie en volute 13 de manière à laisser le passage du gaz par la bouche d'entrée 14 et par la bouche de sortie 17. Le fluide circulant dans les panneaux est de l'eau ou une émulsion eau-vapeur selon que ces panneaux sont utilisés comme économiseur ou comme vaporisateur. Les panneaux à circulation de fluide sont constitués par des tubes métalliques de sections circulaires. L'ensemble de panneaux 3 se compose d'un panneau de tubes 31 adapté à la partie cylindrique Il de la cuve et de panneaux de tubes 32 - 33-34 35 qui sont adaptés à la volute de la cuve. Le faisceau cylindrique de tubes 31 est constitué par un jeu de tubes droits 311 qui sont disposés selon les génératrices d'un cylindre d'axe 15 et qui débouchent à leurs extrémités dans deux tubes toriques 312 et 313. L'un de ces tubes, 312 par exemple, sert à distribuer le fluide dans les tubes 311, l'autre tube 313 servant à collecter le fluide chauffé. Le panneau de tubes 32 qui est représenté par la figure 2 est pAan et forme le dessous ae la volute. Il est constitué par des tubes 321 droits ou pliés qui débouchent à leurs extrémités dans deux tubes 322 et 323 qui sont courbes. L'un des tubes, 322 par exemple, sert à distribuer le fluide, l'autre tube 323 servant à collecter le fluide chauffé. Le tube intérieur 323 est circulaire de manière à envelopper le panneau cylindrique 31. Le panneau de tubes 33 qui forme la paroi latérale de la volute est constitué par des tubes droits 311 qui sont disposés selon les génératrices d'un cylindre et qui débouchent à leurs extrémités dans des tubes 332 et 333. L'un des tubes, 332 par exemple, sert à distribuer le fluide dans le panneau, l'autre tube 333 servant à collecter le fluide chauffé pour l'évacuer. Les tubes 332 et 333 ont une forme générale en spirale qui enveloppe partiellement le cylindre correspondant au panneau 31. Le gaz dans la bouche d'entrée, est canalisé du caté extérieur par le panneau 33 et du c8té intérieur par un panneau de tubes 35 qui est indépendant ou intégré au panneau 33. Le panneau de tubes 34 forme le dessus de la volute et est représenté en détail par la figure 3. Il est constitué par des tubes droits 341 qui débouchent à leurs extrémités dans deux tubes 342et 343. L'un des tubes, 342 par exemple, sert à distribuer le fluide dans le panneau, l'autre tube 343 servant à collecter le fluide chauffé pour l'évacuer. Ce panneau 34 forme une ouverture centrale de forme carrée qui est encadrée par un tube annulaire 344 qui sert à connecter les portions de tubes 341 qui sont interrompues au niveau de l'ouverture. Les panneaux portent, du caté exposé à l'usure et à la chaleur, un briquetage de blocs de protection 4 qui résistent à l'usure et conduisent la chaleur. Les blocs sont jointifs de manière à-obturer les espaces stéten- dant entre les tubes des panneaux. Chacun des blocs est constitué par un corps métallique 41(en fonte) de forme extérieure carrée. D'un coté, le corps est creusé par des cannelures demi-cylindriques qui s'étendent parallèlement et sont adaptées en dimension et en espacement aux tubes des panneaux. De l'autre côté (face exposée) chaque bloc comporte des organes d'accrochage 42 (ergots) qui sont solidaires du corps et qui sont noyes dans une masse de mortier réfractaire 43 contenant du carbure de silicium par exemple Lorsque les blocs sont en place, les cannelures concaves sont appliquées contre les tubes. Dans le cas où un seul c8té du panneau est exposé, les blocs de protection 4 sont réuni s à des brides 5 disposées de l'autre ctté du panneau et elles-mtmes pourvues de cannelures adaptees aux tubes. Les blocs de protection 4 et les brides 5 sont réuni s, en enserrant les tubes, par des goujons 61, le serrage s'effectuant par l'intermédiaire de rondelles élastiques 62. Lorsque les deux faces du panneau sont exposées à la chaleur (cas du faisceau 35 par exemple), les blocs de protection 4 sont disposés des deux cotés -de manière à enserrer les tubes. Là encore, les blocs sont réuni s par boulonnage à l'aide de goujons et de rondelles élastiques. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant Le gaz à épurer entre tangentiellement par la bouche d'entrée 14 et ii est admis à la partie tuIp6)rieure de l'appareil, dans ltespace annulaire compris entre le tube etAa paroi extérieure de la volute. Le mouvement du gaz comporte un mouvement hélicordal descendant puis un mouvement en spirale sous l'ouie d'entrée du tube 16 puis un mouvement ascendant aboutissant au tube 16. Le gaz est soumis à un mouvement de centrifugation qui sépare les particules du gaz et à un refroidissement. La chaleur prélevée dans le gaz échauffe le fluide qui circule dans les panneaux 3. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de mime envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.- Appareil de type cyclone destiné au dépoussiérage d'un gaz chaud comprenant une cuve (1) dans laquelle le gaz à épurer entre tangentiellement et sort axialement par le haut, caractérisé par le fait qu'il comporte des panneaux à circulation d'un fluide(3)qui revêtent la paroi intérieure de la dite cuve (1). 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les panneaux à circulation de fluide sont constitués par des tubes (311, 321, 331, 341). 3.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un panneau (31) de tubes de forme cylindrique tapissant la partie cylindrique de la cuve (1), un panneau (33) de tubes tapissant la volute d'entrée de la cuve en ménageant une bouche d'entrée pour le gaz, un panneau (32) de tubes formant le dessous de la volute et un panneau(34 de tubes formant le dessus de la volute et-ménageant une sortie 7)pour le gaz épuré. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les panneaux de tubes (31, 32 33, 34, 35) sont revêtus sur au moins un des côtés par un briquetage de blocs protecteurs (4) disposés de maniere jointives et au contact des tubes. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chacun des blocs (4) est constitué par un corps métallique (41) pgrtant des organes d'accrochage (42) noyés dans une masse de mortier réfractaire. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les blocs (4) sont réunis par boulonnage à des brides (5) de manière que les dits blocs et les -dites brides enserrent les tubes des panneaux.