Brevet FR2540974A1 — publié le 19840817

La présente invention se rapporte à un ajutage de brûleur pour inci négateurs de gaz, en particulier de gaz épuisés en provenance de fours à soufre. De tels gaz contiennent encore de faibles quantités de soufre, de l'ordre de 0,5 à 6 %, sous forme de l'hydrogène sulfure et doivent être incinérés avant d'être rejetés dans l'atmophbre dans des incinérateurs, dont la tem pérature est portée à l'aide de brûleurs à une température qui peut varier dans une plage de 350 à 5500C. Les installations de fabrication de soufre produisent des quantités variables de gaz épuisé et à des concentrations variables. Le four dssinciné- ration doit donc être capable de fonctionner à régime variable et, de ce fait, les brûleurs doivent fonctionner de façon satisfaisante avec des débits variables, p.ex. de 0 à 500 m3/heure. Pour éviter l'extinction des flammes, on place habituellement à proximité du brûleur principal un ajutage de gaz-pilote qui entretient une fTamme en permanence. L'incon vénient de ces installations est de consommer des quantités importantes de gaz combustible, car il est risqué de descendre en dessous d'un débit minimum, p.ex. de 200 m3/heure. La présente Invention a pour objet un ajutage de brûleur pour incinérateur de gaz ne présentant ces inconvénients et permettant d'assurer une bonne stabilité de flammes pour des débits de gaz variables, même tres faibles, et dans lequel la flamme-pilote est entretenue par un débit ré- duit de gaz, de l'ordre de 50 m3/heure. Il est caractérisé-en ce qu'il comprend une coupelle creuse à double paroi latérale cylindrique formant un espace annulaire, à l'intérieur duquel est placée une chicane cylindrique et un fond à double paroi formant un espace en communication avec ledit espace annulaire, un tube dXalimenta- tion en gaz combustible étant monté sur la paroi du fond qui est exté- rieure par rapport au creux de la coupelle, l'espace annulaire entre les parois latérales débouchant à l'intérieur de la coupelle par des orifices tangentiels situés à proximité du fond de la coupelle Selon une forme de réalisation avantageuse, la paroi intérieure du fond, de diambtre inférieur à celui de la paroi extérieure, porte à sa péri- phérie une chicane pénétrant à l'intérieur de l'espace annulaire formé par les parois latérales de la coupelle et est muni à certaine distance de son bord d'un rebord cylindrique, sur lequel est montée la paroi latéw rale intérieure de la coupelle et gui est percé d'orifices tangentiels communiquant avec l'espace annulaire et débouchant à l'intérieur de la coupelle. Un tel ajutage supprime l'arrivée séparée de gaz-pilote et son alimentation s' effectue au moyen d'un seuil tube d'arrivée de gaz combustible parcouru au minimum par le courant de gaz-pilote à débit constant réduit, de l'ordre de 50 m3/heure et par un courant additionnel dont le débit réglé en fonction de la température enregistrée à la sortie du four peut varier de Q à 500 m3/heure ou plus. D'autres particularités de l'invention apparaitront-A la lumière de la description des modes de réalisation de l'ajutage illustrés par les dessins, dont la figure 1 présente une vue en coupe axiale d'un ajutage selon l'in- vention, et la figure 2 une vue en coupe axiale d'une variante d'un tel ajutage. L'ajutage comprend une coupelle 1 et un tube d'alimentation en gaz combustible 2. La coupelle l, de forme cylindrique, possède une double paroi latérale 3a, 3b, formant un espace annulaire 4 dans lequel est placée une paroi en chicane 5. Du coté ouvert de la coupelle, un nez en forme de bayue biseautée 6 maintient avec écartement les parois 3a et 3b. Du côté opposé, les parois 3a et 3b sont portées par un fond 7 de la coupelle constitué par une double paroi 7a et 7b formant entre elles un espace 8.Sur la paroi extérieure 7a est montée la paroi cylindrique extérieure 3a de la coupelle, tandis que la paroi intérieure 7b du fond, en forme de disque, porte à sa périphérie la paroi en chicane 5, qui pénètre à l'intérieur de l'espace annulaire 4 obligeant le gaz à inverser le sens du courant à l'intérieur dudit espace. A une certaine distance de son bord, la paroi intérieure 7b du fond est munie d'un rebord en saillie 9 sur lequel est montée une extrémité de la paroi intérieure latérale 3b de la coupelle. Par ailleurs, le rebord 9 est percé d'orifices 10 débouchant selon une direction tangentielle et mettant en communication l'espace 4 avec l'intérieur de la coupelle. Le diamètre de la paroi extérieure 7a du fond étant inférieur à celui de la paroi intérieure 7b, un passage il est ménagé conduisant le gaz de l'espace 8 vers l'espace annulaire'4. L gaz combustible arrivant par le tube 2 pénètre dans l'espace 8 méagé dans la double paroi du fond, puis passe dans l'espace annulaire 4 en léchant d'abord la paroi extérieure 3a, puis, contournant la chicane 5, s 'échauffe au corntast de la paroi interne 3b et pénètre à l'intérieur de la coupelle en passant par les orifices 10 qui impriment au gaz un mouvement de rotation tourbillonaire. Le gaz rencontre à sa sortie de la coupelle l'air environnant, soit à l'état comprimé9 soit aspiré librement. Le mélange s'eff.ectue de façon satisfaisante etD même aux faibles débits de gaz, la flamme reste stable. Selon la forme de réalisation représentée à la figure 1, le tube 2 est alimenté par un premier courant de gaz à débit variable réglé en fonction de la température de sortie du four et il débouche directement dans l'espace 8. Une arrive sous forme dsun tube latéral 12 débouchant à loin- trieur du tube 2 sert à introduire dans l'ajutage du brûleur un deuxième courant gazeux à débit constant. Selon la variante représentée à la figure 2, le tube 2 alimenté à débit variable contient un tube coaxial 12 alimenti b débit constant et débouchant par des orifices 13 dans l'espace 8. Dans une installation utilisant des ajutages conformes à l'invention, le four d'incinération comportait quatre ajutages répartis dans la face frontale du four et dont chacun était entouré d'une couronne d'alimentation en air comprimé. La pression d'alimentation de brûleurs était de 4,5 bars. Selon le débit du gaz à incinérer en provenance de fours à soufre, le débit maximum de gaz alimentant chaque ajutage était de 500 m3/ heure, auquel s'ajoutait le débit constant de gaz-pilote de 50 m3/ heure. Lorsque les conditions d'alimentation en gaz en provénance de fours à soufre l'exigeaient, le débit de gaz combustible était réduit à 50 m3/ heure et s'avérait suffisant pour maintenir la flamme en bonnes condi- tions de stabilité. REVENDICATIONS 1. Ajutage de brûleur pour incinérateur de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend une coupelle creuse (.1) à double paroi latérale cylindrique (3a,3b) formant un espace annulaire (4), à l'intérieur duquel est placée une chicane cylindrique (5), et un fond à double paroi (7a,7b) formant un espace (8) en communication avec ledit espace annulaire, un tube d'alimentation (2) en combustible étant monté sur la paroi (7a) du fond qui est extérieure par rapport à l'enceinte de la coupelle, l'espace annulaire (4) entre les parois latérales débouchant à l'in- térieur de la coupelle par des orifices tangentiels (10) situés à proximité du fond de la coupelle. 2. Ajutage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi in térieure du fond (7b) en forme de disque, de diamètre inférieur à celui de la paroi extérieure (7a), porte à sa périphérie la chicane (5) pénétrant à l'intérieur de l'espace annulaire (4) forme par les parois latérales de la coupelle et est muni à certaine distance de son bord d'un rebord cylindrique (9), sur lequel est montée la paroi latérale intérieure (3b) de la coupelle. et qui est percé d'orifices tangen tiels (10) communiquant avec l'espace annulaire et débouchant à l'in- trieur de la coupelle. 3. Ajutage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube d'alimentation (2) est branché sur deux arrivées de gaz combustible, l'une à débit constant et l'autre dont 9e débit variable est comman- de par une donnée de mesure de la température des gaz à la sortie de 1 'incinérateur. 4. Ajutage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube d'ali mentation est constitue par deux tubes coaxiaux (2,12)9 le tube cen tral (12) branché sur l'arrivée de gaz à débit constant débouchant par des orifices (13) à l'intérieur de l'espace (8) forme par la double paroi du fond de la coupelle. 5. Ajutage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un tube la téral (12) branché sur l'arrivée de gaz à ddbit constant débouche à l'intérieur du tube (2) alimenté à débit variable et qui débouche directement dans l'espace (8) formé. par la double paroi du fond de la coupelle.