Brevet FR2711769A1 — publié le 19950505

l 2711769 PROCEDE DE COMBUSTION DANS UN FOUR INDUSTRIEL La présente invention concerne les procédés de combustion dans un four industriel mettant en oeuvre au moins un brûleur alimenté en fluides combustible et comburant, le débit d'au moins un des fluides étant pulsé à une fréquence comprise entre 0,1 et 3 Hz. Un procédé de ce type est décrit dans le document EP-A-0.524.880, au nom de la demanderesse. La mise en oeuvre d'un brûleur à alimentation pulsée selon ce document permet de réduire notablement les émissions d'oxyde d'azote. Toutefois, pour des installations de grande puissance, avec des forts débits de fluides, la réduction des oxydes d'azote s'est révélée moins importante et l'on a constaté par ailleurs des variations notables du volume des fumées et une augmentation de l'émission de CO, ce que l'on a pu imputer à des entrées d'air fluctuantes et mal contrôlées dans le four. La présente invention a précisément pour objet d'apporter des perfectionnements à ces procédés de combustion permettant, également pour des puissances de brûleurs importantes, de non seulement réduire notablement les émissions d'oxyde d'azote, mais également de minimiser les émissions de CO et les variations de pression dans le four et du volume des fumées. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le procédé comprend les étapes de constituer, dans le four, au moins une paire de deux dits brûleurs disposés sensiblement en vis-à-vis et de pulser ledit fluide des brûleurs de la paire en décalage de phase d'un brûleur à l'autre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la pulsation du fluide sur les brûleurs de la paire se fait en opposition de phase, - les débits de fluides ainsi que typiquement les pulsations de fluides sont identiques pour chaque brûleur de la paire. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif mais nullement limitatif, fait en relation avec le dessin annexé, sur lequel: - la figure unique représente schématiquement une installation de four industriel pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur la figure unique on reconnaît un four industriel 1, par exemple un four de verre, dans lequel sont disposés, sensiblement en vis-à-vis, une première paire de brûleurs 2A, 2B, et avantageusement au moins une deuxième paire de brûleurs 3A, 3B, chaque paire développant une puissance thermique d'au moins 300 kw. Dans la description qui va suivre on s'attachera essentiellement à la première paire de brûleurs 2A, 2B, les 2 2711769 moyens d'alimentation de l'autre paire de brûleurs 3A, 3B étant identiques ou analogues. Chaque brûleur 2A, 2B associé dans la première paire est relié à une source 4 de fluide combustible, par exemple du fioule liquide ou gazeux, notamment du gaz naturel, et à une source 5 de fluide comburant, par exemple de l'air, de l'air enrichi en oxygène ou de l'oxygène sensiblement pur. Chaque ligne d'amenée de fluide aux brûleurs 2A, 2B comporte un dispositif de réglage de pression et de débit 6A, 6B et 7A, 7B, respectivement, et un moyen de pulsation 8A, 8B, et 9A, 9B, tel que par exemple décrit dans le document EP-A-0.524.880 sus-mentionné, piloté par un dispositif de commande et de contrôle commun 10, permettant de moduler de façon contrôlée et adaptable la stoechiométrie de chaque brûleur. Selon l'invention, les moyens de pulsation 8 et 9 sont réglés pour provoquer une pulsation du fluide correspondant à une fréquence comprise entre 0,1 et 3 Hz, typiquement entre 0,1 et 1 Hz, avantageusement de 0,2 ou 0,3 Hz. La pulsation du même fluide alimentant les brûleurs 2A, 2B de la paire se fait avantageusement en opposition de phase d'un brûleur à l'autre, c'est-à-dire que lorsque un des brûleurs développe une flamme sousstoechiométrique, correspondant à un fort débit relatif de fluide carburant, l'autre brûleur développe une flamme sur- stoechiométrique, c'est-à-dire avec un faible débit relatif de fluide carburant, dans le cas d'une alimentation non pulsée en gaz comburant, la flamme riche étant en contact direct avec la flamme pauvre. Par ailleurs, pour les brûleurs d'une paire, les débits du fluide, les temps d'ouverture et de fermeture des moyens de pulsation et la fréquence de pulsation conférée par ces derniers sont les mêmes. Les mêmes conditions que ci-dessus sont appliquées aux deux brûleurs, 3A, 3B d'une autre paire, les paramètres de débit et de pulsation des brûleurs d'une paire étant cependant indépendants des paramètres des brûleurs d'une autre paire et pouvant être ajustés séparément. Ainsi, pour une paire de brûleurs fournissant une puissance de 1 MW par combustion de gaz naturel et d'oxygène sensiblement pur, avec pulsation simplement sur le débit de gaz naturel à une fréquence de 0,2 Hz, décalée de ir d'un brûleur à l'autre dans une même paire, on constate, par rapport à un brûleur pulsé simple, une réduction des émissions d'oxyde d'azote atteignant 40 %/, une variation négligeable du volume des fumées, et des émissions de CO inférieures à 50 mg/Nm3 de fumées. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. 3 2711769 REVENDICATIONS 1. Procédé de combustion dans un four industriel (1), mettant en oeuvre au moins un brûleur (2; 3) alimenté en fluides combustible (4) et comburant (5), le débit d'au moins un desdits fluides étant pulsé à une fréquence comprise entre 0, 1 et 3 Hz, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - constituer, dans le four (1), au moins une paire de deux dits brûleurs (2A, 2B; 3A, 3B) disposés sensiblement en vis à vis; et - pulser ledit fluide des brûleurs de la paire en décalage de phase d'un brûleur à l'autre. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on pulse ledit fluide des brûleurs de la paire en opposition de phase d'un brûleur à l'autre. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la fréquence de pulsation est comprise entre 0,1 et 1 Hz. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les débits de fluides sont sensiblement identiques pour chaque brûleur (2A, 2B; 3A, 3B) de la paire. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pulsations du débit de fluides sont identiques pour chaque brûleur (2A, 2B) de la paire. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance de la paire de brûleurs est supérieure à 300 KW.