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"Produit, procédé et dispositif pour le conditionnement des fumées de chaudières".
L'invention est relative à un produit pulvérulent pour le conditionnement des fumées de chaudières, en particulier des fumées de chaudières à combustible liquide.
Les huiles combustibles moyennes et lourdes comprennent des quantités relativement élevées de vanadium, de sodium et de soufre, ces quantités étant généralement de l'ordre de 0,5 à 5 % de leur poids, selon leur qualité et leur provenance.
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La présence de ces éléments crée des inconvénients très graves dans les installations de chauffage à combustible liquides.
En effet, lors de la combustion, le soufre produit des oxydes, dont l'un,l'anhydride sulfurique, se transforme en la présence d'eau, en acide sulfurique, dont l'agressivité est intense vis-à-vis des parois métalliques de certaines zones de la chaudière, de l'économiseur et de la cheminée, où la température est relative- ment basse, c'est-à-dire inférieure au point de rosée. Comme l'acide sulfurique se fixe avidement dans les résidus d'une combustion in- complète, formés par des suies, du coke, des imbrûlés, du carbone amorphe, etc., qui tapissent généralement les surfaces de ces zones, les dépôts ainsi rendus agressifs provoquent, sur ces surfaces, des corrosions qui s'étendent très rapidement et qui occasionnent des dégâts considérables.
Les dépôts, formés dans la zone de la chaudière soumise à de plus hautes températures, sont hygroscopiques, au point que de l'acide sulrurique libre est souvent présent, à cet endroit, dans des chaudières qui sont à l'arrêt.
Le but de l'invention consiste essentiellement à présen- ter un produit pulvérulent permettant de remédier aux inconvénients créés par les éléments perturbants précités.
A cet effet, le produit pulvérulent suivant l'invention comprend un catalyseur à action oxydante, destiné à améliorer le rendement de la combustion, ce catalyseur étant combiné avec un support à action neutralisante.
Suivant une forme de réalisation, au moins un des con- stituants du support précité est formé d'un élément se transformant, te à haute température, en un composé exaction neutralisan Cet élément peut en particulier être constitué par un métal alcalino-terreux à haute température, en un oxyde, pouvant se transformer,/en présence d'oxygène.
L'invention a également pour objet un procédé de condi- d ' tionnement des fumées des chaudières équipées/un brûleur, en par-
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ticulier pour le conditionnement des fumées des chaudières à com- bustibles liquides.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à injecter dans la chambre de combustion des chaudières, par le conduit d'amenée d'oxygène de combustion du brûleur, un produit pulvérulent comprenant une partie à action neutralisante et une partie à action catalytique d'oxydation desdites fumées, ce produit étant de préférence le produit pulvérulent décrit ci- dessus.
L'invention vise en outre à un dispositif pour le con- ditionnement des fumées des chaudières, ce dispositif étant en particulier destiné à la mise en ceuvre du procédé précité dans lequel le produit décrit ci-dessus est utilisé.
Ce dispositif comprend avantageusement un premier et un second conduit se joignant, le premier conduit communiquant, d'une part, avec l'air atmosphérique, d'autre part, latéralement avec un réservoir comprenant un produit pulvérulent, des moyens étant prévus dans ce premier conduit pour permettre l'entraînement et la fluidification dudit produit dans un courant d'air secondaire créé dans ce premier conduit par le passage d'un courant d'air primaire traversant le second conduit, ce dernier conduit étant destiné à communiquer avec la chambre de combustion d'une chaudière.
de
Suivant une forme de réalisation particulière/l'objet de l'invention, le premier conduit traverse le réservoir comprenant le produit pulvérulent et présente un organe permettant de créer, à l'intérieur du premier conduit et à proximité de l'endroit où celui-ci communique avec le réservoir, une dépression due au passa- ge du courant d'air secondaire précité.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'objet de l'invention, l'organe précité est constitué d'un venturi prévu dans le premier conduit, tandis qu'un injecteur, permettant la
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succion du produit dans le même conduit, est disposé dans le fond du réservoir, en amont de ce venturi.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif d'un produit, d'un procédé et d'un dispositif suivant l'invention, Les chiffres de référence se rapportent à la figure annexée, qui est une vue en élévation d'une forme de réalisation particulière d'un dispositif suivant l'invention.
Le produit pulvérulent suivant l'invention comprend deux constituants majeurs, un catalyseur d'oxydation et un support alcalinisant. Le catalyseur est formé d'un composé ou d'un mélange de composés choisis dans le groupe comprenant des oxydes, des hydrates, des carbonates, des sulfates, des chlorures, des nitrates et des acétates de cobalt, de cuivre, de manganèse, de chrome, de fer, de nickel, de cérium, de zinc, de plomb, de magnésium, de thorium, d'argent, de titane,de zirconium, d'yttrium et d'aluminium.
L'oxyde de cobalt ou un mélange de bioxyde de manganèse et d'oxyde de cuivre sont de préférence utilisés comme catalyseurs dans le produit pulvérulent et ce dans des proportions de 0,01 à 1% du poids du combustible utilisé.
Le second constituant du produit pulvérulent suivant l'invention est formé d'un métal alcalino-terreux, de préférence du magnésium ou un mélange d'un métal alcalino-terreux avec du lithium, ces métaux ayant la propriété de se transformer en oxydes, en présence d'oxygène, à des températures suffisamment élevées. Ce second constituant est également utilisé dans des proportions de 0,01 à 2% du poids du combustible utilisé.
Ci-après sont donnés deux exemples d'un produit pulvérulent suivant l'invention pour l'épuration et la neutralisation des fumées de chaudières :
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Exemple 1.
Magnésium ; 100 parte Oxyde de cobalt ; 20 parts
Exemple 2.
Magnésium ; 99 parts Lithium ; 1 parts Oxyde de cobalt ; 20 parts Bien' que, d'une part, l'action des catalyseurs au cobalt soit connue dans l'étude du parachèvement de la combustion des gaz d'échappement des moteurs d'automobiles (H.SCHACHNER, Batelle Mémorial Institute, Genève, Revue Cobalt, décembre 1960, 2ème com- munication), ainsi que son action sur l'oxydation catalytique des hydrocarbures (KC.STEIN, J.J.FEF@AN, G.P.THOMPSON, J.F.SCHULTZ, L.J.E.HOFER, R.B.ANDFRSON - Ind.Eng.Chem.52, 671 (I960)), et que, d'autre part, l'usage des catalyseurs au cobalt soit connu dans les processus de désulfurisation des pétroles (E.DE BIE, P.DOYEN, Revue Cobalt, juin-septembre 1962, p.12),
la combinaison de catalyseurs de ce genre avec un support neutralisant tel que décrit ci-dessus donne un effet supplémentaire résultant de cette combinaison.
En effet, les métaux alcalino-terreux, et en particulier le magnésium, présentent une certaine affinité physique pour les catalyseurs précités, en particulier pour l'oxyde de cobalt, et offrent l'avantage d'être des supports idéaux pour ces cata- lyseurs. Le produit pulvérulent formé par un tel mélange a une grande facilité d'écoulement et est, de plus, beaucoup moins in- flammable à la friction que lorque le métal alcalino-terreux, tel que le magnésium, est utilisé seul. Dans le cas de l'utili- sation du magnésium, celui-ci est lui-même un catalyseur actif qui se transforme, lorsqu'il est introduit dans la flamme du brûleur d'une chaudière, en un oxyde qui exerce un effet nautra- lisant sur les composés oxydés du soufre.
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Par ailleurs, par la combinaison des deux constituants susdits, l'oxyde alcalino-terreux ainsi obtenu par l'introduction du produit pulvérulent dans la chambre de combustion d'une chau- dière joue le rôle de support pour la partie active du catalyseur, qui est de préférence un catalyseur au cobalt, en ce sens qu'il permet une meilleure répartition de ce dernier en augmentant con- sidérablement sa surface spécifique puisque le support sous forme d'oxyde se forme "in situ", c'est-à-dire dans sa combinaison même avec le catalyseur. Ceci crée une augmentation du rendement cata- lytique par 1' asgmentation de la surface spécifique.
Le mécanisme intime de fonctionnement du catalyseur est également influencé d'une façon avantageuse par cette combinaison.
Ce catalyseur, sous forme d'un mélange d'oxydes, aux températures où il est injecté, agit par l'intermédiaire de "centres actifs" qui sont en quelque sorte des lacunes électroniques dans une sub- stance semi-conductrice. La présence de certains oxydes alcalins ou alcalino-terreux, formant dans le présent cas le support pour le catalyseur, ont le pouvoir d'augmenter le nombre de ces lacunes électroniques et donc d'accroître l'activité du catalyseur. Le magnésium transformé en oxyde de magnésium et en particulier l'oxyde de lithium contribuent à cette augmentation du nombre de lacunes électroniques et sont donc avantageusement ajoutés comme support pour le catalyseur. Ceci constitue donc un autre rôle important joué par l'oxyde alcalino-terreux formant l'un des constituants du produit pulvérulent.
Bien que le produit pulvérulent décrit ci-dessus pour l'épuration et la neutralisation des fumées de chaudières puisse être introduit dans la chambre de combustion d'une façon quelconque, il est préférable, pour obtenir un rendement maximum, de disperser le produit si possible dans la flamme et de la répartir sur les parois de la chambre de combustion de la chaudière. Ce produit
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est''avantageusement introduit dans la chambre de combustion d'une chaudière par une injection constante de très petites quantités, ce qui permet, en conséquence, un renouvellement continu et permanent de la masse catalytique, en évitant ainsi l'empoisonnement du catalyseur, ceci pouvant en,effet se produire lors de l'utilisation d'une masse catalytique "statique".
Par le procédé suivant l'invention, le produit pulvérulent décrit ci-dessus est introduit dans le circuit d'air du brûleur d'une chaudière, de préférence une chaudière à combustible liquide, et est ainsi injecté d'une façon constante et en très petites quantités dans la flamme du brûleur.
Ce procédé pour introduire le produit pulvérulent dans 'la chambre de combustion de,chaudières est avantageusement mis en oeuvre par le dispositif représenté à la figure annexée.
Ce dispositif comprend deux conduits 1 et 2. se joignant, le conduit 1 étant placé verticalement dans un réservoir 3 comprenant le produit pulvérulent à disperser, le conduit 2 étant monté horizontalement sur le conduit 1.
Le conduit 1 présente, dans, son extrémité inférieure, un venturi 4, tandis qu'un injecteur 5 est disposé dans le fond du réservoir'3, en amont du venturi 4.
L'injecteur 5 est formé d'un plateau disposé horizontalement en regard du bord inférieur 7 du.venturi'4, ce plateau présentant une ouverture centrale 8, dont l'axe central se confond avec l'axe du conduit 1, et des ouvertures 9, dont l'axe est incliné par rapport à l'axe du conduit 1. Ce plateau est supporté par,fin manchon 10 pouvant coulisser dans un collier 11 solidaire du fond du réservoir 3, de manière à permettre de régler la distance entre l'injecteur 5 et le bord inférieur 7 du conduit 1. L'injecteur 5 présente en outre une rigole circulaire 12 .s'étendant en regard du bord inférieur 7 du conduit 1.
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La partie de la paroi extérieure 13 du conduit 1, entourée par le réservoir 3, présente la forme d'un tronc de c8ne renversé, ce qui empêche l'entassement du produit dans le réservoir 3, l'in- clinaison de cette paroi 13 étant plue prononcée à proximité du bord inférieur 7 du conduit 1, de manière à faciliter l'écoule- ment du produit pulvérulent contenu dans le réservoir 3. Cet écoulement du produit peut être amélioré davantage en prévoyant dans le réservoir 3 un fond 6 présentant l'allure d'une trémie.
/ Le réservoir 3 est fermé par un couvercle 14 présentant un bouchon de remplissage 15 dans lequel est arénagé un trou 16 pour em- pêcher la création d'un vide entre le niveau supérieur du produit pulvérulent se trouvant dans le réservoir et le couvercle 14.
La disposition particulière du réservoir 3 par rapport au conduit 1 permet d'obtenir un déplacement du produit, contenu dans le réservoir, vers l'injecteur 5 par simple gravité, ce qui assure un débit régulier de ce produit aspiré dans le conduit 1.
Le conduit 1 est raccordé, par son extrémité supérieure, à la paroi latérale du conduit 2 s'étendant sensiblement hori- zontalement. Un diaphragme interchangeable 17 est prévu dans ce conduit 2, en amont de l'ouverture 18 pratiquée dans la paroi latérale de ce conduit et par laquelle le conduit 1 communique avec le conduit 2.
Ce conduit 2 est avantageusement mis dans le circuit d'air de combustion du brûleur d'une chaudière à combustible liquide.
Sur le figure, on a représenté, en lignes interrompues, une seconde forme de réalisation d'un réservoir 3' d'une plus grande capacité que le réservoir 3. Ce réservoir 3' comprend les deux conduits 1 et 2, le conduit 2 traversant, par ses deux extrémités, la paroi latérale de ce réservoir 3'. Un joint d'étanchéité 19 est prévu entre chacune de ces extrémités et la paroi latérale du réservoir 3', de manière à assurer l'étan- chéité de ce dernier.
.
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Le fonctionnement du dispositif suivant l'invention sera décrit ci-après.
Lors de la mise en marche d'une chaudière, lorsque le dispositif représenté à la figure est mis dans le circuit de l'air de combustion du brûleur, cet air passe dans le conduit 2 suivant le sens de la flèche 20. Le passage de cet air crée dans le conduit 1 un courant d'air secondaire suivant le sens de la flèche 21. Cet air est aspiré par le manchon 10 communiquant avec l'air extérieur et passe par les ouvertures 8 et 9 de l'injecteur 5 dans le venturi 4 du conduit 1. Ce courant d'air provoque dans le venturi 4 une dépression d'environ 5 mm. de colonne d'eau, ce qui crée une succion, par l'injecteur 5, du produit pulvérulent contenu dans le réservoir 3.
Le débit de ce produit pulvérulent dans le conduit 1 peut . être réglé en faisant varier l'espace entre l'injecteur 5 et le bord inférieur 7 du venturi 4. Ce produit pulvérulent ou cette poudre,acheminé à travers le venturi 4, est ainsi fluidifié et aspiré dans le courant d'air créé dans le conduit 2. Le diaphragme , 17 facilite cette aspiration en créant, d'une part, une dépression; d'autre part, une accélération du courant d'air dans ce conduit 2.
En outre, ce diaphragme 17 donne naissance à des turbulences à proximité de l'ouverture 18, ce qui facilite le mariage du courant d'air secondaire créé dans le conduit 1 et du courant d'air du conduit 2. La différence entre ces deux courants d'air consiste essentiellement dans le fait que la vitesse et le débit d'air dans le conduit 1 doivent être inférieurs à la vitesse et au débit d'air dans le conduit 2. Ceci est favorisé par la présence des trous 9 dans l'injecteur 5, qui permettent de donner au courant d'air créé dans le conduit 1 un mouvement tourbillonnant. Ce mouvement tourbillonnant permet en effet d'aspirer, de fluidifier et d'acheminer lentement une très faible quantité de poudre
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(à partir de 0,5 gr/heure), à travers le conduit 1.
La vitesse et le débit d'air dans le conduit 2 sont plus importants, parce que dans beaucoup de cas la presque totalité de l'air de combus- tion du brûleur y passe. Cette quantité d'air doit être réglable indépendamment du courant d'air créé dans le conduit 1 pour per- mettre de régler le rapport air-mazout de la combustion. Ceci explique, en conséquence, la nécessité d'avoir des courants d'air séparés, réglables indépendamment et se mariant avant leur intro- duction dans la chambre de combustion d'une chaudière.
Dans le cas où le total de l'air de combustion passe par le dispositif décrit, le réglage du débit de cet air est facili- té par l'interchangeabilité du diaphragme. Ce dernier présente en outre l'avantage de diminuer considérablement l'encombrement du dispositif.
Le dispositif suivant l'invention ne contient aucune pièce en mouvement, et par conséquent ne peut pratiquement pas s'user.
Par sa conception, ce dispositif est d'un prix de .revient très ..bon marché, quelle que soit sa capacité. Il permet de distribuer dans la chambre de combustion d'une chaudière une quantité de poudre dont le débit peut varier entre quelques dizaines de gr/heure jusqu'à plusieurs centaines de gr/heure, et cela pour le même dispositif.
La combinaison du produit pulvérulent décrit ci-dessus à action oxydante et neutralisante, du procédé utilisé qui con- siste à introduire ledit produit dans le circuit d'air de com- bustion du brûleur, et du dispositif permettant le dosage et l'injection du produit dans la flamme du brûleur et sur les parois intérieures de la chaudière, procure les avantages suivants!-; les installations de chauffage sont maintenues en parfait état de propreté; le rendement moyen de ces installations est amélioré; les effets nocifs du soufre, du vanadium et du sodium sont ré- duits considérablement; les fumées acides dans la chaudière,
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dans la cheminée et dans l'atmosphère sont éliminées; la durée de vie des surfaces de récupération de calories est augmentée ;
les arrêts nécessaires pour le nettoyage des chaudières et des brûleurs sont plus espacés et rendus plus courts ; travaux de ramonage sont facilités et les frais de nettoyage et d'entretien sont sensiblement réduits.
Il doit être bien entendu que l'invention n'est pas limitée au produit;au procédé; et au dispositif décrits et que bien des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet.
C'est ainsi que le produit remettant l'épuration et la neutralisation des fumées de chaudières peut être utilisé suivant n'importe quel procédé permettant de l'introduire dans la chambre de combustion des chaudières, de le disperser dans la flamme du brûleur et de le répartir sur les parois métalliques de cette chambre de combustion ; quel'injecteur et le venturi peuvent être remplacés par une pierre poreuse, un simple tissu ou treillis ou un diaphragme disposé dans le conduit communiquant avec le réservoir contenant le produit pulvérulent ;
que, pour obtenir un écoulement très régulier de ce produit, l'injecteur peut présenter plusieurs rigoles circulaires concentriques disposées en gradins, ce qui permet d'obtenir une concentration de poudre en attente de la succion, de façon à ne pas réaliser cette succion de poudre en écoulement, mais bien sur une réserve constante accumulée à l'endroit de l'introduction dans le conduit où cette poudre est fluidifiée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Product, process and device for conditioning boiler fumes".
The invention relates to a pulverulent product for conditioning boiler flue gas, in particular flue gas from liquid fuel boilers.
Medium and heavy fuel oils include relatively high amounts of vanadium, sodium and sulfur, these amounts generally being of the order of 0.5 to 5% by weight, depending on their quality and origin.
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The presence of these elements creates very serious drawbacks in liquid fuel heating installations.
Indeed, during combustion, sulfur produces oxides, one of which, sulfuric anhydride, is transformed in the presence of water, into sulfuric acid, whose aggressiveness is intense towards the walls. metal parts of certain areas of the boiler, economizer and chimney, where the temperature is relatively low, ie below the dew point. As sulfuric acid attaches avidly to the residues of incomplete combustion, formed by soot, coke, unburnt particles, amorphous carbon, etc., which generally line the surfaces of these zones, the deposits thus rendered aggressive agents cause corrosions on these surfaces which spread very quickly and which cause considerable damage.
The deposits, formed in the zone of the boiler subjected to higher temperatures, are hygroscopic, to the point that free sulfuric acid is often present, in this place, in boilers which are stopped.
The aim of the invention consists essentially in providing a pulverulent product which makes it possible to remedy the drawbacks created by the aforementioned disturbing elements.
To this end, the pulverulent product according to the invention comprises a catalyst with an oxidizing action, intended to improve the combustion efficiency, this catalyst being combined with a support with a neutralizing action.
According to one embodiment, at least one of the constituents of the aforementioned support is formed from an element which transforms itself, at high temperature, into a neutralizing exaction compound. This element can in particular consist of an alkaline earth metal at high temperature. temperature, into an oxide, which can be transformed, / in the presence of oxygen.
The subject of the invention is also a process for conditioning the flue gases from equipped boilers / a burner, in part.
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especially for conditioning the flue gases from liquid fuel boilers.
The method according to the invention is characterized in that it consists in injecting into the combustion chamber of the boilers, via the combustion oxygen supply pipe of the burner, a pulverulent product comprising a part with neutralizing action and a part with catalytic action of oxidation of said fumes, this product preferably being the pulverulent product described above.
The invention also relates to a device for conditioning the flue gases from the boilers, this device being in particular intended for implementing the aforementioned process in which the product described above is used.
This device advantageously comprises a first and a second duct joining, the first duct communicating, on the one hand, with the atmospheric air, on the other hand, laterally with a reservoir comprising a powdery product, means being provided in this first duct to allow the entrainment and fluidization of said product in a secondary air stream created in this first duct by the passage of a primary air current passing through the second duct, the latter duct being intended to communicate with the chamber of combustion of a boiler.
of
According to a particular embodiment / the object of the invention, the first duct passes through the reservoir comprising the pulverulent product and has a member making it possible to create, inside the first duct and near the place where the latter This communicates with the reservoir, a depression due to the passage of the aforementioned secondary air stream.
According to a preferred embodiment of the object of the invention, the aforementioned member consists of a venturi provided in the first duct, while an injector, allowing the
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suction of the product in the same duct, is arranged in the bottom of the tank, upstream of this venturi.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below, by way of nonlimiting example of a product, of a process and of a device according to the invention. relate to the appended figure, which is an elevational view of a particular embodiment of a device according to the invention.
The pulverulent product according to the invention comprises two major constituents, an oxidation catalyst and an alkalizing support. The catalyst is formed from a compound or a mixture of compounds selected from the group comprising oxides, hydrates, carbonates, sulphates, chlorides, nitrates and acetates of cobalt, copper, manganese, chromium, iron, nickel, cerium, zinc, lead, magnesium, thorium, silver, titanium, zirconium, yttrium and aluminum.
Cobalt oxide or a mixture of manganese dioxide and copper oxide are preferably used as catalysts in the powdery product and in proportions of 0.01 to 1% of the weight of the fuel used.
The second constituent of the pulverulent product according to the invention is formed of an alkaline earth metal, preferably magnesium or a mixture of an alkaline earth metal with lithium, these metals having the property of being transformed into oxides, in presence of oxygen at sufficiently high temperatures. This second component is also used in proportions of 0.01 to 2% of the weight of the fuel used.
Below are given two examples of a pulverulent product according to the invention for the purification and neutralization of boiler fumes:
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Example 1.
Magnesium; 100 parte Cobalt oxide; 20 shares
Example 2.
Magnesium; 99 parts Lithium; 1 parts Cobalt oxide; 20 parts Although, on the one hand, the action of cobalt catalysts is known in the study of the completion of combustion of automobile engine exhaust gases (H. SCHACHNER, Batelle Memorial Institute, Geneva, Revue Cobalt, December 1960, 2nd communication), as well as its action on the catalytic oxidation of hydrocarbons (KC.STEIN, JJFEF @ AN, GPTHOMPSON, JFSCHULTZ, LJEHOFER, RBANDFRSON - Ind.Eng.Chem 52, 671 (I960)), and that, on the other hand, the use of cobalt catalysts be known in the desulphurization processes of oils (E.DE BIE, P.DOYEN, Revue Cobalt, June-September 1962 , p.12),
the combination of catalysts of this type with a neutralizing support as described above gives an additional effect resulting from this combination.
Indeed, the alkaline earth metals, and in particular magnesium, exhibit a certain physical affinity for the aforementioned catalysts, in particular for cobalt oxide, and offer the advantage of being ideal supports for these catalysts. . The pulverulent product formed by such a mixture has great ease of flow and is, moreover, much less flammable by friction than when the alkaline earth metal, such as magnesium, is used alone. In the case of the use of magnesium, this is itself an active catalyst which, when introduced into the flame of the burner of a boiler, is transformed into an oxide which exerts a nautral effect. reading about oxidized sulfur compounds.
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Moreover, by the combination of the two aforementioned constituents, the alkaline earth oxide thus obtained by the introduction of the pulverulent product into the combustion chamber of a boiler acts as a support for the active part of the catalyst, which is preferably a cobalt catalyst, in the sense that it allows a better distribution of the latter by considerably increasing its specific surface area since the support in oxide form is formed "in situ", that is to say. say in its very combination with the catalyst. This creates an increase in catalytic efficiency by increasing the specific surface.
The intimate mechanism of operation of the catalyst is also advantageously influenced by this combination.
This catalyst, in the form of a mixture of oxides, at the temperatures at which it is injected, acts through "active centers" which are, in a way, electronic vacancies in a semiconductor substance. The presence of certain alkaline or alkaline-earth oxides, forming in this case the support for the catalyst, have the power to increase the number of these electronic vacancies and therefore to increase the activity of the catalyst. The magnesium converted into magnesium oxide and in particular lithium oxide contribute to this increase in the number of electronic vacancies and are therefore advantageously added as a support for the catalyst. This therefore constitutes another important role played by the alkaline earth oxide forming one of the constituents of the pulverulent product.
Although the powdery product described above for the purification and neutralization of boiler fumes can be introduced into the combustion chamber in any way, it is preferable, for maximum efficiency, to disperse the product if possible. into the flame and distribute it over the walls of the boiler combustion chamber. This product
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is '' advantageously introduced into the combustion chamber of a boiler by constant injection of very small quantities, which consequently allows a continuous and permanent renewal of the catalytic mass, thus avoiding poisoning of the catalyst, this which may indeed occur when using a "static" catalytic mass.
By the process according to the invention, the pulverulent product described above is introduced into the air circuit of the burner of a boiler, preferably a liquid fuel boiler, and is thus injected constantly and very small amounts in the burner flame.
This process for introducing the pulverulent product into the combustion chamber of the boilers is advantageously implemented by the device shown in the appended figure.
This device comprises two conduits 1 and 2. joining together, the conduit 1 being placed vertically in a tank 3 comprising the pulverulent product to be dispersed, the conduit 2 being mounted horizontally on the conduit 1.
The duct 1 has, in its lower end, a venturi 4, while an injector 5 is placed in the bottom of the reservoir ′ 3, upstream of the venturi 4.
The injector 5 is formed of a plate arranged horizontally facing the lower edge 7 of the venturi'4, this plate having a central opening 8, the central axis of which coincides with the axis of the duct 1, and openings 9, the axis of which is inclined relative to the axis of the duct 1. This plate is supported by a thin sleeve 10 which can slide in a collar 11 integral with the bottom of the tank 3, so as to allow the distance between the tank 3 to be adjusted. 'injector 5 and the lower edge 7 of the pipe 1. The injector 5 also has a circular channel 12 extending opposite the lower edge 7 of the pipe 1.
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The part of the outer wall 13 of the duct 1, surrounded by the reservoir 3, has the shape of an inverted truncated cone, which prevents the product from piling up in the reservoir 3, the inclination of this wall 13. being more pronounced near the lower edge 7 of the duct 1, so as to facilitate the flow of the pulverulent product contained in the reservoir 3. This flow of the product can be further improved by providing in the reservoir 3 a bottom 6 having the look of a hopper.
/ The reservoir 3 is closed by a cover 14 having a filler plug 15 in which a hole 16 is made to prevent the creation of a vacuum between the upper level of the pulverulent product located in the reservoir and the cover 14.
The particular arrangement of the reservoir 3 with respect to the duct 1 makes it possible to obtain a displacement of the product, contained in the reservoir, towards the injector 5 by simple gravity, which ensures a regular flow of this product sucked into the duct 1.
The duct 1 is connected, by its upper end, to the side wall of the duct 2 extending substantially horizontally. An interchangeable diaphragm 17 is provided in this duct 2, upstream of the opening 18 made in the side wall of this duct and through which the duct 1 communicates with the duct 2.
This duct 2 is advantageously placed in the combustion air circuit of the burner of a liquid fuel boiler.
In the figure, there is shown, in broken lines, a second embodiment of a reservoir 3 ′ of greater capacity than the reservoir 3. This reservoir 3 ′ comprises the two conduits 1 and 2, the conduit 2 passing through , by its two ends, the side wall of this reservoir 3 '. A seal 19 is provided between each of these ends and the side wall of the reservoir 3 ', so as to ensure the leaktightness of the latter.
.
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The operation of the device according to the invention will be described below.
When starting up a boiler, when the device shown in the figure is placed in the burner combustion air circuit, this air passes into duct 2 in the direction of arrow 20. The passage of this air creates in the duct 1 a secondary air current in the direction of the arrow 21. This air is sucked in by the sleeve 10 communicating with the outside air and passes through the openings 8 and 9 of the injector 5 in the venturi 4 of the duct 1. This air current causes in the venturi 4 a depression of about 5 mm. of water column, which creates a suction, by the injector 5, of the pulverulent product contained in the tank 3.
The flow of this pulverulent product in line 1 can. be adjusted by varying the space between the injector 5 and the lower edge 7 of the venturi 4. This powdery product or this powder, conveyed through the venturi 4, is thus fluidized and sucked into the air stream created in the conduit 2. The diaphragm 17 facilitates this aspiration by creating, on the one hand, a depression; on the other hand, an acceleration of the air flow in this duct 2.
In addition, this diaphragm 17 gives rise to turbulence near the opening 18, which facilitates the marriage of the secondary air flow created in the duct 1 and the air flow of the duct 2. The difference between these two air currents consists essentially in the fact that the speed and the air flow in the duct 1 must be lower than the speed and the air flow in the duct 2. This is favored by the presence of the holes 9 in the 'injector 5, which make it possible to give the air current created in the duct 1 a swirling movement. This swirling movement makes it possible to suck up, fluidify and slowly convey a very small quantity of powder.
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(from 0.5 gr / hour), through duct 1.
The air velocity and flow rate in duct 2 is greater, because in many cases almost all of the combustion air from the burner passes through it. This quantity of air must be adjustable independently of the air flow created in duct 1 in order to allow the air-fuel oil ratio of the combustion to be adjusted. This explains, therefore, the need to have separate, independently adjustable air streams which coalesce before their introduction into the combustion chamber of a boiler.
In the event that all of the combustion air passes through the device described, the adjustment of the flow rate of this air is facilitated by the interchangeability of the diaphragm. The latter also has the advantage of considerably reducing the size of the device.
The device according to the invention does not contain any moving parts, and therefore can hardly wear out.
By design, this device is very inexpensively priced regardless of capacity. It allows a quantity of powder to be distributed in the combustion chamber of a boiler, the flow rate of which can vary between a few tens of gr / hour up to several hundred gr / hour, and this for the same device.
The combination of the pulverulent product described above with an oxidizing and neutralizing action, of the process used which consists in introducing said product into the combustion air circuit of the burner, and of the device allowing the metering and injection of the gas. produced in the burner flame and on the interior walls of the boiler, provides the following benefits! -; the heating installations are kept in a perfect state of cleanliness; the average efficiency of these installations is improved; the harmful effects of sulfur, vanadium and sodium are considerably reduced; acid fumes in the boiler,
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in the chimney and in the atmosphere are eliminated; the service life of the heat recovery surfaces is increased;
the shutdowns required for cleaning boilers and burners are more spaced out and made shorter; sweeping work is made easier and cleaning and maintenance costs are significantly reduced.
It should be understood that the invention is not limited to the product, to the process; and to the device described and that many variants can be envisaged without departing from the scope of the present patent.
Thus, the product which removes the purification and neutralization of boiler fumes can be used by any process allowing it to be introduced into the combustion chamber of the boilers, to disperse it in the flame of the burner and to distribute it over the metal walls of this combustion chamber; que'injector and venturi can be replaced by a porous stone, a simple fabric or mesh or a diaphragm disposed in the duct communicating with the reservoir containing the pulverulent product;
that, to obtain a very regular flow of this product, the injector may have several concentric circular channels arranged in steps, which makes it possible to obtain a concentration of powder while awaiting suction, so as not to achieve this suction of flowing powder, but of course on a constant reserve accumulated at the point of introduction into the conduit where this powder is fluidized.
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