<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Procède et appareil perfectionna pour brûler à l'état de particules un combustible à faible teneur en cendre.
EMI1.2
< Cette. invention concerne un proc/d4 et un appareil pour b1"Û1.er i 1¯'tat de particules un combustible solide * -faible teneur en cendre. Plus pRrticuli8re"lé-mt, l'invention se rapporte à la comhustion de ratières solides l'état de nrrticvles présentant à la. fois un faible naurcewtage en 'matières volatiles
EMI1.3
combustibles et une faible teneur en cendre.
EMI1.4
Certaines J11ati'res combustibles soli des nui se trouvent dans la nature oii sont formées au cours de certains x7rocrd's de fabrication de l'3.ndustr.c= sont c:arnctfri res..cxar de fRihlp:o: teneurs en cendro. FrnquemTncnt ces miati:irEs possèdent aussi une faible teneur en matières volatiles et une dureté <)ui les -rend difficiles a pulverjser. Comme mot,1,ères solides present'.Dnt à la
<Desc/Clms Page number 2>
fois une faible teneur en cendre et en ratières volatiles, on peut citer surtout les résidus de coke provenant du traitement du pétrole et nlus spécialement les résidus appelas généralement coke de pétrole dont la teneur en cendre est de l'ordre de 10 en poids du coke et celle des matières volatiles de-l'ordre de 1,0 à 7,0% en poids.
Ces rédidus de coke sont habituellement excessivement difficiles à pulvériser.
Des essais ont été faitspour brûler ces combustibles à faible teneur en cendre dans des installations absorbant la. chaleur, telles que les chaudières à vapeur, pour récupérer leur pouvoir calorifique élevé. Habituellement, les combustibles dans l'état où ils sont disponibles; sont d'un calibre trop gros et d'un pourcentage en matières volatiles trop bas pour. pouvoir être brûlés en suspension sans être nulvérisés, ce qui est nécessairement très coûteux en -raison de leur faible altitude à se laisser broyer.
Toutefois, les combustibles dans l'état où l'on peut les obtenir sont normalement trop menus pour pouvoir être brûlés sur une grille mobile par suite d'un entraînement excessif d'imbrùlés avec les pertes de carbone qui en résultent et de l'érosion des parties métalliques de l'équipement récupé- rateur de chaleur. '.
Le procédé pour brûler un combustible à l'état de particules à faible teneur en cendre à des degrés élevés de dégagement de chaleur.suivant la. présente invention, est carac- térisé en ce que l'air comburant est continuellement amené à une chambre de combustion de foyer cyclone à une grande vitesse, tangentiellement ou en substance tangentiellement à la paroi circonférentielle de la chambre dé' combustion de section transver- sale approximativement circulaire et qu'une matière solide à l'état.de particules et suspeptible de former de la scorie est introduite dans*la chambre de combustion pendant que celle-ci est maintenue,
par suite de la combustion qui s'y faite à une température supérieure à la température de fusion de la matière
<Desc/Clms Page number 3>
solide formant de la scorie, de manière à produire une surface visqueuse collant-e sur la paroi circonférentielle à laquelle les particules du 'combustible qui est également envoya dans la chambre de combustion., tendent à adhérer pendant qu'elles sont soumises au frottement de l'air comburant et quelles brûlent' dans celui-ci.
L'invention concerne aussi un appareil de combustion pour réaliser ce procédé, qui comporte un foyer cyclone dans lequel un goulet en saillie vers l'intérieur à une extrémité de la chambre de combustion et pourvu de parois refroidies @ ... par circulation de.fluide et garnies de matière réfractaire forme une sortie pour les gaz de combustion entourée d'une poche annulaire, et des dispositions sont.
prises pour introduire la majeure partie de 'l' air nécessaire à la combusti on à une grande vitesse et en substance tangentiellement à la paroi circonféren- tielle de la chambre de combustion,, pour introduire dans celle- ci le combustible à brûler et pour évacuer la scorie en fusion de cette chambre, cet appareil étant caractérisé ,en ce que des dispositifs sont prévus pour introduire dans la chambre de com- bustion, en outre du combustible en particules, à faible teneur en cendre/une matière solide génératrice de scorie susceptible de former une surface visqueuse collante sur la paroi circon- férentielle de la chambre de combustion pour granuler la scorie déchargée de cettedernière et pour recycler la scorie granulée comme matière solide génératrice de scorie,
dans la chambre de combustion.
L'invention sera décrite 'ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est ,une coupe verticale, partiellement schéma- tique, d'une'installation à laquelle l'invention est appliquée, et
Fig. 2 est \ Une coupe verticale de la chambre du foyer cyclone suivant la ligne 2-2 de la,. fig. 1.
Sur les dessins, l'invention est représentée dans son
<Desc/Clms Page number 4>
applicationà la combustion de coke de pétrole à l'état de parti-
EMI4.1
cules qui est le résidu connu sous le nom de "coke-f7¯uidi'i"" d'un procédé de raffinage du pétrole du type à lit fluidifia.
Ce résidu a un pouvoir de 14.400 BTU par livre 8pnroximatiyem8nt, un coefficient de Dulv4rabilitô Hardgrove d'environ '12, une finesse de 100% à travers un tamis standard ILS. de 30 vailles et renferme apnroximativement 1% de cendre, 7 à 10% de soufre et 4% de matières volatiles combustibles. Des Quantités énormes de ce résidu sont produites journellement dans ces procédés, soulevant un problème difficile pour leur évacuation' En raison de la finesse du coke de pétrole, un transport autre que dans des
EMI4.2
véhicules 4L'err-i.'s est irréalisable.
Comme c'est représenta le coke est brûlé da.ns un-' foyer cyclone 10 du type gnral indiqué sur les figs. 3 à 9 du brevet n 465.146 de la Demanderesse. La. chambre de combustion
EMI4.3
du oyer cyclone comprend un tambour'cylir.:driaue 11 de section transversale circulaire disposé de manière aue son axe soit appro'yimativement horizontal.
Le tambour 11 du foyer 10 est garhi de tubes de refroidissement na.r circulation de fluide 12,
EMI4.4
recouverts de ratière r4fractaire et pourvus d'ergots, ces tubes étant disnosrs côte''a 'côte sous forme de boucles semi-circulaires en regard l'une de-.13.autre, dont les extrémités inférieures s'covrent dans un collecteur inférieur d'entrée de fluide 13, tandis que les extrémités supérieures des boucles recourbées en sens opposés sont raccordées.à des collecteurs de sortie supérieurs-correspondants. 14 et 14-. Les axes des collecteurs 13.
14 et 14' sont approximativement parallèles à l'axe du foyer
EMI4.5
cyclone. L' extrémi té extérieure ou .1 antérieure du foyer cyclone comprend une partie tronconique 15 formée- de tubes de -refroidi,-,se- ment à circulation de fluide similaires, revêtus de mati ère réfractaire, et 'une section d'entrée cylindrioue centrale ou brûleur 16 concentrique au tambour,du cyclone. L'extrémité opposée de la chambre du foyer est pourvue d'un tube et d'une
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
,s1:ructUl."e: réfra<ctéiîte formant un goulet troncuni-nn-. 17 fai sant -Saillie vero 1-liiit(rieiii .. nui s'évase vers l'extérieur en partaint de son extrémité tri t;r'l'j 8urG et nui cl 13rite avec le tabliiour 11 une'poche sninjlaire 14 entourant une sortie de gan ou passage 20 du poulet.
Les tubes qui forment la nnroi 17
EMI5.2
Sont \')l'olongés de manière à forcer une paroi verticale d'une clu!.hre de combustion secondaire 21 qui constitue en mêm(-. t<>niDs au'une chambre de rayonnement 22 oui en est sr-'parr e par ui'1e chicane inclinée 19, la partie inférieure d'un groupe f! 0fr.fJteur et surchauffeur de vapeur de type approprie. La -partie inférieure de la poche 18 est pourvue d'une lumière de décharge de scorie
23 s'ouvrant dans la chambre de combustion secondaire 21, de telle sorte que toute scorie en fusion qui s'accumule au fond de la chambre 10 se décharge dans la chambre de combustion se- condaire et passe à travers le fond 24 de celle-ci et par un trou à scorie 25 du fond dans un réservoir à'scorie 26.
Comme c'est représente sur la fig. 1, un brûleur à huile 27 est disposé dans la section d'entrée 16, de telle manière que l'axe du brûleur coïncide avec celui du foyer 10 Le brûleur 27 est construit et aménage pour projeter des jets d'huiliers la pardi circonférentielle du foyer 10. La section d'entrée 16 est pourvue d'un raccordement tangentiel ou en développante de cercle avec un conduit d'entrée de fluide 28 pour l'introduction de l'air primaire et des particules solides entraînées, comme c'est décrit ci-après, et en outre d'un raccord d'entrée avec un conduit 30 pour l'admission réglée d'air com- burant tertiaire au foyer.
Le tambour 11 du foyer'présente une entrée d'air secondaire allongée horizontalement 31 pour l'admission tans:en- tielle d'une maj euré partie de l'air comburant sur une certaine
EMI5.3
longueur du. foyer. Comme c'est représenté sur la fig. 2'1'entt-ée le l'air secondaire est pourvue d'un registre ou clapet 32 a,r(;iculr de telle façon que l'air entrant télngcllltiellement est
<Desc/Clms Page number 6>
dirigé le long de la paroi circonférntielle de la chambre du .foyer à proximité de la partie. supérieure de celle-ci. La vitesse de l'air secondaire entrant neut être réglée à volonté suivant les variations du volume d'air admis.
Une série de lumières d'entrée 33 allongées dans le sens de la circonférence sont disposées en une' rangée dans le sens longitudinal de la chambre du foyer 10 à une courte distance circonférentiellement, derrière la seconde entrée d'air 31.
A chaque lumière est relié un tuyau ou une tuyère 43 dont l'axe est incliné vers l'intérieur sous un faible angle par rapport à une tangente à la paroi de la chambre de combustion du foyer à l'endroit de la lumière. comme il sera décrit ci-après, chaque lumière 33 est destinée à recevoir pa.r le tuyau correspondant 43 un courant à grande vitesse de coke à l'état de particules véhiculé par l'air, qui est dirigé vers le courant d'air seçon- daire à proximité de son entrée dans' la chambre du foyer, de telle sorte que les particules de coke frappent le courant d'air secondaire et se mélangent à celui-ci pour 'former un mélange ' tourbillonnant de coke et d'air secondaire.
Par suite du mode d'introduction décrit de l'air et du coke, le mélange tend à tourbillonner autour de la circonférence interne du foyer suivant un parcours pratiquement hélicoïdal vers la sortie 20 des gaz. Le goulet 17 fait mouvoir les gaz en sens inverse vers l'intérieur de la chambre du foyer. avant qu'ils ne quittent celui-ci, ce qui donne lieu avantagemement à une tendanc,e à sépaqrer les matières solides entraînées des gaz avant leur passage dans la chambre de combustion secondaire 21.
La fig: 1 montre que le'coke de pétrole qui, lorsqu'il est obtenu 'de la production de coke fluidité, présente une finesse inférieure à 30 mailles, est pris d'une soute à coke 34 au moyen d'un transporteur à courroie ou à godets 35 et régulièrement dé- chargé par un dispositif rotatif d'alimentation 36 étanche à la pression. De préférence, le transporteur 35 est enfermé dans une
<Desc/Clms Page number 7>
enveloppe étanche à l'air 37, le dispositif d'étanchéité rotatif 36 empêchant le courant d'air-ou de gaz provenant de la chambre de foyer à haute pression 10 de pénétrer dans la soute à coke 34.
Du dispositif d'étanchéité rotatif, le coke est décharge par une goulotte 38 dans un tuyau transporteur 40 dans leauel le coke est entraîne pa.r un agent véhiculaire appropria tel que l'air, pour être refoule dans, le foyer. cyclone 10.
Le coke entraîne par l'air véhiculaire est décharge par le tuyau transporteur 40 et un distributeur évasé 41 dans un collecteur cylindrique 42 qui reçoit le coke tangentiel- lement et le décha.rge par les tuyaux 43 raccordés aux lumières correspondantes 33. Le collecteur 42 est pourvu d'une rangée de regards dans le côté opposé aux tuyaux de décharge 43, chaaue ragard étant fermé par un chapeau amovible 45 pourvu d'une fenêtre d'observation.
Bien qu'on puisse brûler du coke à faible teneur en matières volatiles, à, faible teneur en cendre, et à l'état de particules, dans un foyer cyclone du genre décrit, avec un combustible supplémentaire, tel que de l'huile ou des gaz, il est avantageux d'alimenter'le foyer cyclone en une matière capable lorsque les températures du foyer sont maintenues, de former une surface visqueuse collante de matière en fusion sur les parois de la chambre de combustion du foyer cyclone. Cette surface collante retient les particules grossières de coke et les main- tient dans le foyer, en contact de frottement intim.e avec le courant tourbillonnant d'air comburant, pendant un laps de temps suffisant pour que la combustion du combustible s'achève.
Le coke de pétrole présente une faible teneur en cendre, insuffi- sante pour .former une surface collante appropriée de matière en fusion sur la paroi de la chambre de combustion du foyer cy- clone, et une matière solide appropriée génératrice de scorie, qui se trouve à l'état de fusion sous' les conditions de haute
<Desc/Clms Page number 8>
température maintenues dans le foyer, est envoyée dans celui-ci pour former la surface collante.
Cette matière neut, à basse température, prendre la forme de différents argiles et de sable;;, ou de chaux ou autres matières non combustibles réfractaires, présentant des températures de fusion de 2000 à 2400 F (1000 à 1300 C) En variante, la matière génératrice de scorie peut être constituée par du charbon gras finement divisé à grand nourcen- tage de matières volatiles et teneur moyenne en cendre, amené en même temps que de l'air comburant primaire par le tuyau 28 et la pièce d'entrée 16. Dans ce dernier cas, le combustible Supplémentaire, tel que de l'huile, débita par le brûleur 27 'peu)- développer et maintenir les températures d'allumage du coke dans le foyer 10 peut ^être ou ne pas être employé, suivant la quantité de charbon gras utilisée.
Lorsqu'une matière réfractaire non combustible, géné- ratrice de scorie, du genre indiqué est envoyée dans le foyer cy- clone séparémant du combustible auxiliaire ou incorporée à celui- ci, il peut être avantageux de remettre en circulation ou recycler la matière génératrice de scorie en vue de la réutiliser dans le foyer, de telle sorte que la Quantité de matière fraiche ou produite est maintenue à un minimum. Dans ce but, la scorie en fusion déchargée par ¯le trou de scorie 25 est amenée à tomber dans un bain d'eau 46 maintenu dans le réservoir 26, ce oui a pour effet d'éteindre .et de faire éclater la scorie sous forme solide granulaire.
La scorie granulaire est enlevée du réservoir à scorie d'une manière continue ou par intermittence par un transporteur à vis 47 et déchargée dans un transporteur pneuma- tique 48 qui l'envoie dans une soute à scorie 50. Cette dernière est disposée au-dessus du foyer cyclone 10 et nourvu d'un trans- porteur alimentaire 51 du type à tablier ou courroie sans fin pour la décharge réglée de la scorie recyclée par le dispositif d'étanchéité rotatif 52 et la goulotte de raccordement 53 dans le conduit d'air primaire 28 relié à la section d'entrée cylin-
<Desc/Clms Page number 9>
clrique 16 du foyer cyclone. La scorie @ranulaire peut être admise d'une manière coutnue. ou si on le désire, à des in- tervalles appronriés, par la roulotte 53.
Pour brûler du cafre à faible pourcentage en matières volatiles et faible teneur en cendre dans l'appareil décrit, la chambre de combustion est de préférence portée à la tempéra- ture désirée par la combustion d'huile combustible seulement, et la matière non combustible, génératrice de scorie est ajoutée au foyer pour former une pellicule visqueuse collante de scorie en fusion sur les parois recouvertes de matière réfractaire du foyer 10 avant l'admission du coke à ce dernier.
La. matière génératrice.de scorie, déchargée nar la roulotte 53 est entrraînée par, le courant d'air passant par la conduite 28, et, par suite du refoulement tangentiel du mélange d'air et de particules solides entraînées dans la. section d'entrée 16 et le tourbil- onnement résultant du mélange', les 'particules solides sont reparties par la force centrifuge sur les parois de la chambre de combustion, L'air nécessaire à la combustion de l'huile peut être amené par les conduits 28 et 30, avec appoint, si c'est nécessaire, d'air refoule'dans l'entrée 31.
Lorsque la température de la chambre de combustion est suffisante pouh alumer le coke et maintenir la surface de scorie collante sur les parois du foyer, le coke est amené par - les lumières 33 au foyer 10. Lorsque la combustion du coke a commencé, la quantité d'huile débitée par le brûleur 27 peut être réduite graduellement jusqu'à ce que les conditions de fonctionnement normal soient établies, .1'huile étant fournie en quantité suffisante pour assurer le maintien de la température du foyer au-delà de la température d'allumage du coke et au-delà de la température de fusion de la matière garnissant la paroi du foyer, le rapport des quantités de chaleur fourniesoar l'huile . et le coke étant par exemple de 1 là 4.
La masse tourbillonnante -en ignition de coke, d'air et de produits de combustion parcourt
<Desc/Clms Page number 10>
une trajectoire hélicoïdale vers la sortie 20. Les parois de la chambre de combustion du foyer sont maintenues couvertes d'une couche de matière réfractaire, visqueuse, collante, sur laquelle les grosses particules du combustible sont déposées par la force centrifuge de telle sorte qu'elles sont soumises au'frottement de l'air et brûlées sur place, tandis que les fines particules de combustible sont bruines en suspension. L'excédent de matière génératrice de scorie s'écoule de h aut en bas sur le fond de la chambre et est déchargé par la lumière 23 et le trou d'évacuation 25 dans le réservoir 26.
La totalité à peu près de la matière à scorie fournie au foyer 10 est récupérée dans le réservoir 26 et peut être. recyclée dans le système. De la matière d'appoint est ajoutée à la soute 50 si c'est nécessaire.
Bien que la forme d'exécution représentée de l'inven- tion mentionne l'emploi d'huile comme source de combustible à pourcentage élevé en matières combustibles, il est bien entendu qu'on peut également utiliser un combustible gazeux pour atteindra les résultats avantageux de la présente invention. Lorsqu'on ' emploie un combustible gazeux, celui-ci est de préférence in- troduit par des brûleurs placés dpns l'entrée de l'air secon- daire 31, pour mélanger le gaz à l'air comburant à l'intérieur de la chambre de combustion 10.
Il va de soi aussi qu'on peut employer un charbon gras à pourcentage élevé en matières volatiles et à teneur moyenne' en- cendre, à la fois comme source de combusti- ble à teneur élevée en matières volatiles pour effectuer la com- bustion de coke à faible pourcentage de matières volatiles et comme source de matière génératrice de scorie pour former la surface collante ôu adhérente de la chambre de combustion.
.REVENDICATIONS,.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
Improved process and apparatus for burning low ash fuel in particulate form.
EMI1.2
<This. The invention relates to a process and an apparatus for b1 "Û1.er i 1¯tat of particles a solid fuel * -low ash content. More specifically, the invention relates to the combustion of solid dobbies. the state of nrrticvles presenting to the. times a low naurcewtage in 'volatiles
EMI1.3
combustible and low ash content.
EMI1.4
Some solid fuel j11ati'res of nui are found in nature where they are formed during certain manufacturing processes of 3.ndustr.c = are c: arnctfri res..cxar de fRihlp: o: ash contents. Often these mats also have a low volatile content and a hardness which makes them difficult to spray. Like word, 1, solid eras present'.Dnt at the
<Desc / Clms Page number 2>
times a low ash content and volatile dobbies, we can cite especially the coke residues from petroleum processing and nlus especially the residues generally called petroleum coke whose ash content is of the order of 10 by weight of the coke and that of volatiles in the range of 1.0 to 7.0% by weight.
These coke residues are usually excessively difficult to spray.
Attempts have been made to burn these low ash fuels in plants absorbing the. heat, such as steam boilers, to recover their high calorific value. Usually the fuels in the state in which they are available; are too large in size and too low in volatile matter for. be able to be burned in suspension without being sprayed, which is necessarily very expensive due to their low altitude to be crushed.
However, the fuels in the state in which they can be obtained are normally too small to be burnt on a mobile grate due to excessive entrainment of unburnt materials with the resulting carbon losses and erosion. metal parts of the heat recovery equipment. '.
The method of burning low ash particulate fuel at high degrees of heat release. The present invention is characterized in that the combustion air is continuously supplied to a cyclone hearth combustion chamber at a high speed, tangentially or substantially tangentially to the circumferential wall of the cross-sectional combustion chamber approximately circular and a solid particulate matter suspected of forming slag is introduced into the combustion chamber while the combustion chamber is maintained,
as a result of combustion therein at a temperature above the melting point of the material
<Desc / Clms Page number 3>
solid slag forming, so as to produce a sticky viscous surface on the circumferential wall to which particles of the fuel which is also sent into the combustion chamber, tend to adhere as they are subjected to the friction of the combustion chamber. the combustion air and which burns in it.
The invention also relates to a combustion apparatus for carrying out this method, which comprises a cyclone hearth in which a neck protruding inwardly at one end of the combustion chamber and provided with walls cooled by circulation. fluid and lined with refractory material forms an outlet for the combustion gases surrounded by an annular pocket, and arrangements are.
taken to introduce the major part of the air required for combustion at a high speed and substantially tangentially to the circumferential wall of the combustion chamber, to introduce therein the fuel to be burned and to evacuate the molten slag from this chamber, this apparatus being characterized in that devices are provided for introducing into the combustion chamber, in addition to particulate fuel, with a low ash content / a solid material which generates slag capable of to form a sticky viscous surface on the circumferential wall of the combustion chamber to granulate the slag discharged from it and to recycle the granulated slag as a solid slag-generating material,
in the combustion chamber.
The invention will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a vertical section, partially diagrammatically, of an installation to which the invention is applied, and
Fig. 2 is a vertical section of the cyclone hearth chamber along line 2-2 of the ,. fig. 1.
In the drawings, the invention is shown in its
<Desc / Clms Page number 4>
application to the combustion of petroleum coke in the particulate state
EMI4.1
cules which is the residue known as "coke-f7¯uidi'i" "from a fluidized bed type petroleum refining process.
This residue has a power of 14,400 BTU per pound 8pnroximatiyem8nt, a Dulv4rabilitô Hardgrove coefficient of about '12, a fineness of 100% through a standard ILS sieve. of 30 sizes and contains approximately 1% ash, 7-10% sulfur and 4% combustible volatiles. Enormous amounts of this residue are produced daily in these processes, raising a difficult problem for their disposal. Due to the fineness of petroleum coke, transport other than in
EMI4.2
4L'err-i.'s vehicles is impractical.
As shown the coke is burned in a cyclone hearth 10 of the general type shown in Figs. 3-9 of Applicant's Patent No. 465,146. The. Combustion chamber
EMI4.3
The cyclone oyer comprises a drum'cylir .: driaue 11 of circular cross section arranged so that its axis is appro'yimatively horizontal.
The drum 11 of the fireplace 10 is lined with cooling tubes na.r circulation of fluid 12,
EMI4.4
covered with refractory dobby and provided with lugs, these tubes being disnosrs side by side in the form of semi-circular loops facing one another, the lower ends of which are recovrent in a lower collector fluid inlet 13, while the upper ends of the curved loops in opposite directions are connected to upper-corresponding outlet manifolds. 14 and 14-. The axes of the collectors 13.
14 and 14 'are approximately parallel to the axis of the fireplace
EMI4.5
cyclone. The outer or anterior end of the cyclone hearth comprises a frustoconical portion 15 formed of similar cooling tubes, a fluid-circulating ring, coated with refractory material, and a cylindrical inlet section. central or burner 16 concentric with the drum, of the cyclone. The opposite end of the fireplace chamber has a tube and a
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
, s1: ructUl. "e: refra <side forming a truncated neck-nn-. 17 making -Projection vero 1-liiit (rieiii .. nui flares outwards from its tri t end; r ' the day 8urG and nui cl 13rite with the table 11 a'poche sninjlaire 14 surrounding an outlet of gan or passage 20 of the chicken.
The tubes which form the nnroi 17
EMI5.2
Are \ ') the elongated so as to force a vertical wall of a secondary combustion clu! .Hre 21 which at the same time constitutes (-. T <> niDs au'un radiation chamber 22 yes is sr-'parr The lower part of a suitable type steam superheater and superheater 19 is through the inclined baffle 19. The lower part of the pocket 18 is provided with a slag discharge port.
23 opening into the secondary combustion chamber 21 so that any molten slag which accumulates at the bottom of the chamber 10 discharges into the secondary combustion chamber and passes through the bottom 24 thereof. here and through a slag hole 25 from the bottom into a scoria tank 26.
As it is represented in fig. 1, an oil burner 27 is arranged in the inlet section 16, such that the axis of the burner coincides with that of the hearth 10 The burner 27 is constructed and arranged to project jets of oil on the circumferential part of the hearth 10. The inlet section 16 is provided with a tangential or involute connection with a fluid inlet duct 28 for the introduction of the primary air and the entrained solid particles, as described. below, and furthermore an inlet connection with a duct 30 for the controlled admission of tertiary fuel air to the fireplace.
The drum 11 of the hearth 'has a horizontally elongated secondary air inlet 31 for the admission tans: part of a major part of the combustion air over a certain
EMI5.3
length of. hearth. As shown in fig. The secondary air inlet is provided with a damper or valve 32 a, r (; iculr so that the incoming air is telngcllltially
<Desc / Clms Page number 6>
directed along the circumferential wall of the hearth chamber near the part. upper part of it. The speed of the incoming secondary air cannot be adjusted at will according to the variations in the volume of air admitted.
A series of circumferentially elongated inlet openings 33 are arranged in a row longitudinally of the hearth chamber 10 a short distance circumferentially behind the second air inlet 31.
To each lumen is connected a pipe or a nozzle 43 whose axis is inclined inwards at a small angle with respect to a tangent to the wall of the combustion chamber of the fireplace at the location of the lumen. as will be described below, each lumen 33 is intended to receive through the corresponding pipe 43 a high speed stream of coke in the state of particles carried by the air, which is directed towards the air stream secondary near its entrance to the hearth chamber, so that the coke particles strike and mix with the secondary air stream to 'form a swirling mixture' of coke and air secondary.
As a result of the described method of introducing air and coke, the mixture tends to swirl around the inner circumference of the hearth in a substantially helical path towards the gas outlet. The neck 17 causes the gases to move in the opposite direction towards the interior of the hearth chamber. before they leave the latter, which advantageously gives rise to a tendency to separate the entrained solids from the gases before they pass through the secondary combustion chamber 21.
Fig: 1 shows that the 'petroleum coke which, when obtained from the production of fluidity coke, has a fineness of less than 30 mesh, is taken from a coke bunker 34 by means of a conveyor belt. belt or bucket 35 and regularly unloaded by a rotary pressure-tight feed device 36. Preferably, the conveyor 35 is enclosed in a
<Desc / Clms Page number 7>
airtight casing 37, the rotatable seal 36 preventing the flow of air or gas from the high pressure firebox 10 from entering the coke compartment 34.
From the rotary sealer, the coke is discharged through a chute 38 into a conveyor pipe 40 in the water, the coke is entrained by a suitable carrier such as air, to be discharged into the hearth. cyclone 10.
The coke entrained by the vehicular air is discharged through the conveyor pipe 40 and a flared distributor 41 into a cylindrical manifold 42 which receives the coke tangentially and discharges it through the pipes 43 connected to the corresponding ports 33. The manifold 42 is provided with a row of manholes in the side opposite to the discharge pipes 43, each ragard being closed by a removable cap 45 provided with an observation window.
Although low volatiles, low ash, and particulate coke can be burnt in a cyclone hearth of the kind described, with additional fuel, such as oil or gas. gases, it is advantageous to feed the cyclone hearth with a material capable, when the temperatures of the hearth are maintained, of forming a sticky viscous surface of molten material on the walls of the combustion chamber of the cyclone hearth. This tacky surface retains the coarse coke particles and holds them in the hearth, in intimate frictional contact with the swirling stream of combustive air, for a sufficient period of time for combustion of the fuel to be completed.
Petroleum coke has a low ash content, insufficient to form a suitable sticky surface of molten material on the wall of the combustion chamber of the cyclone hearth, and a suitable slag-forming solid, which forms. found in the state of fusion under the conditions of high
<Desc / Clms Page number 8>
temperature maintained in the hearth, is sent into it to form the sticky surface.
This material neutral, at low temperature, take the form of various clays and sand ;;, or lime or other non-combustible refractory materials, exhibiting melting temperatures of 2000 to 2400 F (1000 to 1300 C) Alternatively, the The slag-generating material may consist of finely divided fatty charcoal with a high volatile content and medium ash content, supplied at the same time as the primary combustion air through pipe 28 and inlet piece 16. In the latter case, Additional fuel, such as oil, flowed through the burner 27 '- developing and maintaining the ignition temperatures of the coke in the hearth 10 may or may not be employed, depending on the method. amount of fatty charcoal used.
When a non-combustible, slag-generating refractory material of the kind indicated is sent to or incorporated into the secondary fuel separating cy- clone, it may be advantageous to recirculate or recycle the slag-generating material. slag for reuse in the home, so that the Quantity of fresh or produced material is kept to a minimum. For this purpose, the molten slag discharged from the slag hole 25 is caused to fall into a water bath 46 maintained in the tank 26, this yes has the effect of extinguishing and exploding the slag in the form of granular solid.
The granular slag is removed from the slag tank continuously or intermittently by a screw conveyor 47 and discharged into a pneumatic conveyor 48 which sends it into a slag bin 50. The latter is disposed above. cyclone hearth 10 and fed with a food conveyor 51 of the apron or endless belt type for the regulated discharge of the recycled slag through the rotary sealing device 52 and the connection chute 53 into the air duct primary 28 connected to the cylin-
<Desc / Clms Page number 9>
Clrique 16 of the cyclone hearth. Ranular slag can be accepted in a customary manner. or if desired, at appropriate intervals, by the trailer 53.
To burn low volatile, low ash percentage coffee in the apparatus described, the combustion chamber is preferably brought to the desired temperature by combustion of combustible oil only, and the non-combustible material, The slag generator is added to the hearth to form a sticky, sticky film of molten slag on the refractory coated walls of the hearth 10 prior to admission of coke thereto.
The slag-generating material discharged into the trailer 53 is entrained by the air current passing through the pipe 28, and, as a result of the tangential discharge of the mixture of air and solid particles entrained in the. inlet section 16 and the vortex resulting from the mixture, the 'solid particles are distributed by centrifugal force on the walls of the combustion chamber. The air necessary for the combustion of the oil can be supplied by the ducts 28 and 30, with back-up, if necessary, of forced air in inlet 31.
When the temperature of the combustion chamber is sufficient to ignite the coke and maintain the sticky slag surface on the walls of the hearth, the coke is brought through - lights 33 to hearth 10. When the coke combustion has started, the amount of oil delivered by the burner 27 may be gradually reduced until normal operating conditions are established, the oil being supplied in sufficient quantity to ensure that the temperature of the combustion chamber is maintained above the temperature d. ignition of the coke and above the melting temperature of the material lining the wall of the hearth, the ratio of the quantities of heat supplied by the oil. and the coke being for example 1 to 4.
The swirling mass of coke, air and combustion products travels through
<Desc / Clms Page number 10>
a helical path towards the outlet 20. The walls of the combustion chamber of the hearth are kept covered with a layer of refractory material, viscous, sticky, on which the large particles of the fuel are deposited by centrifugal force so that ' they are subjected to the friction of the air and burnt in place, while the fine particles of fuel are misted in suspension. The excess slag-generating material flows from high to the bottom on the bottom of the chamber and is discharged through the lumen 23 and the discharge hole 25 into the tank 26.
Substantially all of the slag material supplied to hearth 10 is collected in tank 26 and may be. recycled in the system. Make-up material is added to hold 50 if necessary.
Although the illustrated embodiment of the invention mentions the use of oil as a high percentage fuel source, it is understood that a gaseous fuel can also be used to achieve the beneficial results. of the present invention. When a gaseous fuel is employed, this is preferably introduced by burners placed in the inlet of the secondary air 31, to mix the gas with the combustion air inside the combustion chamber. combustion chamber 10.
It should also be understood that a high volatile, medium ash fatty charcoal can be employed both as a high volatile fuel source for the combustion of gas. coke with a low percentage of volatiles and as a source of slag generating material to form the sticky or adherent surface of the combustion chamber.
.CLAIMS ,.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.