Procédé d'amélioration de l'utilisation des-combustibles solides
dits très cendreux.
L'invention a pour objet un procédé d'amélioration de
l'utilisation des combustibles solides dits très cendreux, c'est-
à-dire un procédé de production de chaleur sous forme d'une
flamme maintenue à une haute température, dans la combustion
aussi complète que possible d'un ensemble de matières combustibles, dont la teneur pondérale totale en cendre est inférieure
à celle qui serait normalement compatible avec le maintien de
la haute température désirée, procédé dans lequel on passe
d'une teneur pondérale totale en cendre normalement admissible,
<EMI ID=1.1>
1 <EMI ID=2.1>
de solides inertes introduits éventuellement dans la flamme pour les transformer.
On sait que quand on désire produire de la chaleur, soit pour la transformer en une autre forme d'énergie comme l'énergie électrique, par exemple, soit pour réaliser des trans- formations chimiques par voie thermique comme la fabrication
du ciment, par exemple, il est nécessaire de brûler en présence d'air une matière solide, liquide ou gazeuse, dite combustible. On appelle combustion, l'oxydation vive du carbone et de l'hydrogène renfermés dans le combustible; la- combinaison exothermique entre - ces éléments et l'oxygène dit comburant de l'air, produisant de l'anhydride carbonique et de la vapeur d'eau en dégageant de
la chaleur.
Ce processus est assez complexe et son déroulement,
et partant son rendement, diffère quelque peu d'après la nature du combustible et aussi selon qu'il est réalisé en continu ou non. Au premier stade on soumet le combustible à une pyrolyse en présence d'air ce qui produit des constituants gazeux activés
(moléculaires, atomiques, ioniques et/ou radicalaires) représentés ici schématiquement par l'hydrogène et le monoxyde de carbone. A un second stade ces constituants gazeux activés réagissent de manière exothermique pour fournir du dioxyde de carbone gazeux et de la vapeur d'eau.
Comme l'air renferme 20,9% d'oxygène et 79,1% de gaz non comburants (de l'azote principalement avec une faible proportion des gaz inertes dits nobles) les fumées chaudes renferment non seulement les deux oxydes produits, mais aussi les gaz non comburants. On notera en passant que pour simplifier
les calculs qui seront nécessaires en vue d'exposer l'invention, on supposera que les gaz comburants de l'air sont présents entièrement sous la forme d'azote, cette simplification étant parfaitement justifiée puisque l'erreur ainsi introduite reste inférieure à la précision des mesures expérimentales.
On conçoit que puisque .l'énergie libérée dans la conversion des éléments C et . H des combustibles en leurs oxydes l'est sous la forme de chaleur, le niveau de celle-ci est fonction de la proportion et de la chaleur spécifique des constituants des fumées produites, il va de soi par conséquent que la température de la flamme sera d'autant plus élevée que le milieu de combustion contient peu de matières inertes à réchauffer. Ce sera le cas de certains charbons gras, par exemple, qui ont une teneur en matières combustibles volatiles
<EMI ID=3.1>
Une technique qui a permis d'améliorer le bilan thermique des fours industriels continus consiste à injecter à débit constant dans le foyer à l'état fortement divisé un combustible de haut pouvoir calorifique inférieur, mélangé à la quantité d'air de combustion nécessaire pour assurer une combustion aussi complète que possible, d'autre part, pour les combustions en cimenteries et en particulier les fours continus à clinker, on est arrivé à diminuer de 15% environ la consommation de ce combustible dit noble grâce à une variante de cette technique, notamment en incorporant à l'air de combustion une certaine quantité d'oxygène pur.
Si le combustible noble est solide, il faut le sécher et, s'il n'est pas déjà disponible à l'état divine, il faut le broyer. Dans le cas d'un combustible liquide comme une fraction de la distillation du pétrole brut, aucun séchage ou broyage n'est nécessaire, mais on doit véhiculer le liquide dans les installations et l'injecter dans les tuyères de combustion après
<EMI ID=4.1>
température qui peut aller de 40[deg.]C, pour les fractions légères, jusqu'à 100[deg.]C pour le brai de pétrole; à cette température, le <EMI ID=5.1>
Du point de vue industriel en retiendra principalement les tractions extra lourdes et le brai dont nous résumons
<EMI ID=6.1>
TABLEAU 1
<EMI ID=7.1>
N.B.- On appelle pouvoir calorifique inférieur d'un combustible solide ou liquide la chaleur dégagée par la combustion d'un kg de ce combustible, les produits étant à l'état gazeux. Dans le
<EMI ID=8.1>
combustibles possèdent aussi un pouvoir calorifique supérieur, qui comprend en outre la valeur de la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau à l'état d'eau liquide mais cette grandeur n'intervient pas dans la présente discussion.
Dans la pratique, après les opérations de raffinage du pétrole, il reste un résidu solide appelé "coke de pétrole", qui joue le même rôle que le coke de charbon. C'est un cambustible solide qui peut être utilisé après broyage. Ces caractéris tiques utiles sont consignées au Tableau II ci-dessous :
TABLEAU II
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
Après la découverte de gisements de gaz naturel, les industries tendent à remplacer les combustibles nobles solides et liquides par le gaz naturel car celui-ci n'exige aucune
dépense calorifique pour le transport et l'injection. Les caractéristiques principales de ce gaz, constitué en majeure partie par du méthane, de l'éthane et du propane, peuvent être illustrées par celles du gaz naturel de Hollande, comme indiqué au
<EMI ID=11.1>
TABLEAU III
<EMI ID=12.1>
Pour réaliser la combustion industrielle suivant la technique d'injection de combustible noble f ortement divisé on a longtemps utilisé du coke, du semi coke (provenant des cokeries ou des usines à gaz) broyé à la finesse requise en vue de faciliter l'ignition; on utilise également le charbon industriel de haut pouvoir calorifique inférieur et de faible granu-
<EMI ID=13.1>
ainsi que les charbons pulvérisés, c'est-à-dire les poussiers et fines broyés et' séchés en-dessous de 100 microns.
TABLEAU IV
<EMI ID=14.1>
Les exploitants des houillères se sont toujours efforcés de valoriser les déchets de l'extraction du charbon, c'està-dire de récupérer au mieux par broyage, criblage, lavage et <EMI ID=15.1>
flottage les produits organiques encore renfermes dans les pierres accompagnant le charbon, ces pierres étant considérées à l'origine comme des rebuts et étant mises en terril.
<EMI ID=16.1>
plus simplement des combustibles nobles comme ceux décrits abondamment jusqu'ici, mais bien un combustible mixte constitué d'une partie de combustible noble, dit primaire, et d'une partie de combustible pauvre en matières organiques, dit secondaire.
Le combustible secondaire comporte une teneur variable en eau et en cendre (matières stériles ou inertes impropres
à entretenir la combustion) et il est introduit, avantageuse- ment après un broyage et un séchage, à l'état de particules sèches en vue de faciliter l'inflammation de son contenu organique.
Cette définition couvre des matières comme les cendres volantes, des schistes bitumineux, etc. mais plus particulièrement des schistes houillers et des schlamms obtenus par la récupération des produits de l'extraction du charbon, dont les caractéristiques principales sont consignées au Tableau V ci-dessous:
TABLEAU V
<EMI ID=17.1>
On a constaté que si le combustible primaire s'enflamme bien et donne une flamme vive, le fait d'injecter le combustible secondaire peut présenter l'inconvénient de donner une flamme ir-
<EMI ID=18.1>
industriel dans lequel la flamme est utilisée. Ce phénomène provient du fait que les cendres mélangées intimement aux gaz de combustion se trouvent quasi instantanément à la même température que ceux-ci, et donc absorbent dès leur libération une partie de la chaleur disponible. Il s'ensuit donc une diminution de la température de la flamme.
Pour éviter ces inconvénients d'irrégularité et de température trop basse de la flamme qui se produisent lorsqu'on accroît la teneur pondérale totale en cendre de 35 à 65% et maintenir la combustion aussi complète que possible, suivant le procédé de l'invention, on retire du milieu de combustion une fraction des gaz non comburants de l'air de combustion, soit un ballast d'azote et de gaz nobles, tout en conservant la quantité d'oxygène nécessaire pour assurer le même degré de combustion qu'auparavant, la quantité de chaleur, précédemment absorbée dans le réchauffement du ballast, étant ainsi libérée et pouvant maintenant compenser l'effet de refroidissement de la flamme, dû à l'excédent de cendre, en réchauffant cet excédent à la température désirée.
En modifiant ainsi le rapport azote retiré/cendres ajoutées,on parvient à modifier la température de la flamme. Pour une valeur particulière de ce rapport, on conservera une température de flamme identique à celle obtenue avant d'utiliser cette technique.
Suivant l'invention on réchauffe l'excédent de cendre en effectuant la combustion dans de l'air enrichi,en oxygène, puisqu'il s'agit là d'un moyen pour diminuer le ballast d'azote tout en gardant la même quantité d'oxygène utile.
Le volume d'oxygène pur nécessaire pour constituer l'air enrichi, disponible sous forme d'oxygène dit soit à haute,
soit à basse pureté, est introduit dans la zone de combustion soit seul, soit avec de l'air ordinaire., soit avec au moins une fraction de l'ensemble des matières combustibles, une fraction de ces matières au moins pouvant être injectée avec de l'air ordinaire dans la zone
de combustion.
Conformément au procédé de l'invention on réalise un
<EMI ID=19.1> comprise entre 35 et 65% soit en utilisant des matières ayant cette teneur en cendre, soit en mélangeant entre eux d'une part, des combustibles, dits primaires, choisis dans le groupe formé par les charbons, les cokes de charbon et de pétrole, les fractions extra lourdes de la distillation des pétroles, les brais, les gaz naturels et les gaz industriels comme le gaz de coke ayant une teneur pondérale en cendre inférieure à 35% et un haut pouvoir calorifique inférieur et, d'autre part, des combustibles, dits secondaires, choisis
<EMI ID=20.1>
schlamms et les cendres volantes, ayant une teneur pondérale en
<EMI ID=21.1>
Puisqu'il est de pratique courantede rechercher pour
<EMI ID=22.1>
des raisons économiques une teneur pondérale en cendre la plus élevée possible, on peut considérer que normalement, on se trouve au minimum de température de flamme compatible avec un processus industriel. A partir de cette limite toute augmentation de la teneur en cendre se traduirait par un refroidissement exagéré de la flamme.
Il faut donc que le ballast d'azote, retiré grâce
à la technique d'enrichissement de l'air en oxygène, soit tel que la chaleur sensible d'échauffement des cendres supplémentaires soit égale
à la chaleur sensible d'échauffement de l'azote retiré.
Cette chaleur sensible de la cendre exprimée en thermies est égale au poids de l'excédent de cendre exprimé en kg, multiplié
par la chaleur spécifique moyenne de la cendre exprimée en thermies
<EMI ID=23.1>
chaleur sensible de l'azote retiré est égale au volume d'azote retiré,
<EMI ID=24.1>
constante de l'azote exprimé en thermies par Nm<3> et par [deg.]C, multiplié par la température de la flamme.
Une analyse plus fine du problème doit tenir compte du fait qu'un combustible sans cendre, n'a pas nécessairement la même température de flamme que le combustible primaire utilisé.
<EMI ID=25.1>
Il est donc nécessaire de calculer les températures théoriques de flamme .
La température théorique de flamme est celle qui est calculée en supposant que la chaleur libérée par la combustion
(pouvoir calorifique inférieur) est utilisée uniquement pour échauffer les produits de la combustion (vu leur état pulvérulent les cendres sont considérées comme un produit de la combustion).
Il y a lieu aussi de tenir compte des variations possibles de l'excès d'air (ou d'oxygène) nécessaire pour obtenir une combustion complète, car on sait qu'en diluant des fumées, l'excès d'air diminue la 'température de flamme. En fait,' l'excès d'air nécessaire est une donnée qui est spécifique à chaque four et qui est déterminée par l'expérience; il est donc impossible de-prédire d'une -façon générale comment va évoluer cet excès- d'air lorsqu'on- ajoute un combustible de bas pouvoir ca-
<EMI ID=26.1>
On est cependant endroit de penser que l'excès d'air nécessaire pourra être diminué à cause.de l'apport d'oxygène.
En effet, la raison même de l'excès d'oxygène (apporté par l:air) est de permettre que la probabilité que chaque molécule de gaz de combustible (principalement CO et H2) s'unisse à de l'oxygène, approche la certitude. Moins ces gaz combustibles sont dilués
<EMI ID=27.1>
gène ou d'air en excès.
Dans les calculs qui suivront, on n'essaiera pas de prédire l'évolution de la quantité d'excès d'oxygène nécessaire, mais on montrera l'incidence d'une variation de l'excès d'oxygène pur à ajouter lorsqu'on remplace une fraction du combustible primaire (pauvre en cendre) par du combustible secondaire à haute teneur en cendre tel qu'un schlamm ou un schiste houiller.
On peut calculer la quantité d'oxygène à ajouter en fonction du taux de remplacement en partant de l'hypothèse de la conservation de la température théorique de la flamme.
On considérera d'abord le cas de la combustion stoechiométrique avec excès d'air mais sans addition d'oxygène
d'un combustible mixte dont la teneur pondérale totale est compatible avec l'obtention d'une température théorique de
<EMI ID=28.1>
Il va de soi que la chaleur dégagée dans la combustion doit se retrouver dans les divers constituants des deux c,ombustibles. Si, dès lors, on suppose que le combustible mixte fournit une quantité de chaleur égale à une thermie (th=106 calories) et que les apports des combustibles primaire A (pauvre en cendre) et secondaire B (plus riche en cendre) à cette quan-
<EMI ID=29.1>
écrire :
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
tible primaire A (chaleur dégagée = 1 th);
<EMI ID=33.1>
<EMI ID=34.1>
th <EMI ID=35.1> <EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1> combustion du combustible primaire A
- et Cpair,A = la chaleur spécifique moyenne à pression constante <EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1> <EMI ID=41.1> les constituants du combustible secondaire
eo proportion d'air en excès exprimée par rapport
à la quantité d'air nécessaire pour une combustion
<EMI ID=42.1>
Qst,o = poids de cendre (stérile) du combustible secondaire
B contenu dans 1 thermie de chaleur dégagée, multiplié par la chaleur spécifique moyenne de la
<EMI ID=43.1>
kg x [deg.]C
en cendre compatib-le avec l'obtention de la température T .
Si l'on remplace maintenant l'air de combustion par de l'air enrichi en oxygène, les proportions des combustibles de-
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
reste le même sauf que sa teneur en matière stérile a pu varier;
on dira donc que la chaleur spécifique moyenne reste la même
<EMI ID=46.1>
Dans ces nouvelles conditions on supposera que l'excès
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
le biais de la chaleur d'échauffement de l'azote que l'injection d'oxygène pur aura permis d'éviter. En calculant comme précédemment sur une thermie de chaleur dégagée en tenant compte de ce que l'air se compose de 79,1% d'azote et de 20,9% d'oxygène, la 'chaleur d'échauffement de l'azote sera ,
<EMI ID=49.1>
l'astérisque représente la quantité d'azote retiré, exprimée en Nm<3>.
5 <EMI ID=50.1>
expression pour la nouvelle température de flamme:
<EMI ID=51.1>
Puisque l'objet du procédé est de maintenir la tem-
<EMI ID=52.1>
membres des équations a et b, ce qui permet de trouver la valeur
<EMI ID=53.1>
Après réarrangement des facteurs, on peut écrire :
<EMI ID=54.1>
Cette façon d'écrire les résultats est intéressante car elle met en évidence l'influence d'une modification de l'excès d'air et l'influence d'une modification de la teneur en cendre du combustible secondaire B. En effet, si "a" est
<EMI ID=55.1>
voir calorifique du combustible sans cendre, le combustible peut être représenté par a kg de cendres + (1-a) kg de combus- tible sans cendre: par définition, la chaleur dégagée par la combustion de ce dernier est (1-a) Hi th.
<EMI ID=56.1>
<EMI ID=57.1>
dans 1 thermie de chaleur dégagée, on a:
<EMI ID=58.1>
(équation d)
Si la nature des cendres ne change pas mais unique-
<EMI ID=59.1>
terme de l'équation est parfaitement défini et l'on trouvera
<EMI ID=60.1>
On démontrera aisément l'efficacité de l'équation c, en l'appliquant à. des problèmes concrets de combustion tirés de l'industrie.
On prendra comme données, les chaleurs spécifiques
<EMI ID=61.1>
soit
<EMI ID=62.1>
<EMI ID=63.1>
20,9
En supposant que le pouvoir calorifique du charbon sans cendre Hi = 8,35 th/kg, et en appliquant l'équation d, on peut déterminer Qst pour des teneurs en cendre croissantes.
<EMI ID=64.1>
Pour un charbon à 10% de cendre:
<EMI ID=65.1>
Pour un schiste houiller à 50% de cendre:
<EMI ID=66.1>
<EMI ID=67.1>
<EMI ID=68.1>
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
Pour une fraction extra lourde de pétrole, on prendra:
9, 68 th/kg, 1,103 Nm<3> air/th et
<EMI ID=71.1>
conséquent:
<EMI ID=72.1>
Pour le gaz naturel de Hollande, on prendra:
Hi = 7,6 th/Nm<3>
1,1066 Nm<3> air/th, et
<EMI ID=73.1>
conséquent:
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
tion extra lourde de pétrole.
<EMI ID=77.1>
cendre. La combustion se fait avec 10% d'excès d'air. On. désire augmenter la proportion du même schiste houiller.
On supposera que l'excès d'air reste inchangé, soit
<EMI ID=78.1>
Donc, par exemple, pour que la proportion calorifique
<EMI ID=79.1>
<EMI ID=80.1>
la combustion.
Pour chaque kg de fraction lourde qu'on remplace par son équivalent calorifique de schiste houiller, il faut ajouter:
<EMI ID=81.1>
EXEMPLE 2.
<EMI ID=82.1>
à 10% de cendres.
On désire le remplacer totalement par un schiste houil-
<EMI ID=83.1>
L'équation générale donne la solution, à condition de faire :
<EMI ID=84.1>
Si l'excès d'air ne change pas, on a donc besoin de 0,02192 Nm<3> d'oxygène par thermie dégagée.
<EMI ID=85.1>
que sur les 0,209 x 1,1 x 1,09 = 0,25059 nécessaire pour dégager <EMI ID=86.1>
On calcule que ceci correspond à un air contenant
<EMI ID=87.1>
<EMI ID=88.1>
<EMI ID=89.1>
La part de l'oxygène provenant de l'air est donc de
<EMI ID=90.1>
Ces 0,22867 Nm<3> 02 sont accompagnés de
<EMI ID=91.1>
20,9
Le total de ces deux gaz est alors de
<EMI ID=92.1>
<EMI ID=93.1>
Vu la plus grande probabilité de l'oxygène de rencontrer
<EMI ID=94.1>
inerte), on peut escompter une combustion satisfaisante avec un excès d'air moindre.
Pour une diminution de 2% de l'excès d'air (par exemple
<EMI ID=95.1>
EXEMPLE 3.
Un four de cimenterie est chauffé uniquement au gaz naturel de Hollande.
On désire remplacer une partie du gaz naturel par du
<EMI ID=96.1>
<EMI ID=97.1>
Dans l'équation générale il faut faire
<EMI ID=98.1>
Si l'excès d'air reste identique, on voit donc que par
<EMI ID=99.1>
Nm<3> de gaz naturel remplacé.
<EMI ID=100.1>
Un four de cimenterie est chauffé par 75% de gaz naturel
<EMI ID=101.1>
deux combustibles étant exprimés en thermies d'un combustible par rapport aux thermies totales. On veut augmenter la quantité de
<EMI ID=102.1>
La quantité d'oxygène sera donnée par:
<EMI ID=103.1>
La quantité d'oxygène qu'on doit utiliser par Nm<3> de gaz naturel
<EMI ID=104.1>
EXEMPLE 5.
Soient les conditions de l'exemple 4 sauf que le schiste est à
<EMI ID=105.1>
On détermine la quantité d'oxygène:
<EMI ID=106.1>
<EMI ID=107.1>
<EMI ID=108.1>
On retrouve la valeur prévue dans l'exemple 3- <EMI ID=109.1>
On reprend les conditions des exemples 4 et 5 mais on remplace le schiste houiller à 80% par du schiste houiller à
<EMI ID=110.1>
<EMI ID=111.1>
La quantité d'oxygène sera donnée par :
<EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
EXEMPLE ?
Dans l'exemple précédent on remplace le combustible
<EMI ID=114.1>
On obtient :
<EMI ID=115.1>
La quantité d'oxygène sera donnée par :
<EMI ID=116.1>
<EMI ID=117.1>
remplacé lorsque l'excès d'air reste inchangée sera donc :
<EMI ID=118.1>
De ces exemples 3, 4, 5, 6 et 7, on voit que pour le gaz naturel de Hollande, la quantité d'oxygène qu'on doit introduire quand on remplace 1 Nm de gaz par son équivalent calorifique
<EMI ID=119.1>
<EMI ID=120.1>
le gaz naturel.
Des exemples similaires peuvent être obtenus avec soit le charbon, soit le coke, soit les produits lourds de la distillation du pétrole brut.
<EMI ID=121.1>
Dans ces exemples l'excès d'air nécessaire a la combustion a été supposé identique avant et après l'introduction d'oxygène. On pourrait concevoir que cet excès d'air diminue après incorporation de l'oxygène dans la combustion. Dans ce cas, les
<EMI ID=122.1>
combustible primaire remplacé peuvent diminuer comme cela est démoutré dans l'exemple 2.
EXEMPTA 8
<EMI ID=123.1>
de long on a incorporé de l'oxygène à la tuyère à schiste. Le
<EMI ID=124.1>
Avant incorporation de l'oxygène, le bilan thermique
<EMI ID=125.1>
<EMI ID=126.1>
<EMI ID=127.1>
d'économiser 450 kg de fuel oil par heure et de modifier la ré-
<EMI ID=128.1>
nant du schiste et 65% des calories provenant du fuel oil.
Pour chaque kg de fuel oil remplacé, on a utilisé <EMI ID=129.1> <EMI ID=130.1>
dans ce cas pratique, la température de flamme est légèrement plus élevée, ce qui explique la différence entre les deux valeurs pour le volume d'oxygène.
EXEMPLE 9
<EMI ID=131.1>
heure et on a déterminé le gain en fuel oil qui a été de 359 kg de
<EMI ID=132.1>
gène/ kg de fuel économisé.
Ce chiffre est très proche de celui de l'exemple 1.
On peut signaler en outre qu'on a observa un gain de
<EMI ID=133.1>
une diminution à la formation d'anneaux dans le four.
EXEMPLE 10
Dans le même four, on a obtenu les résultats suivants:
Avant l'introduction d'oxygène, il était utilisé comme combustible par heure: 2640 kg de fuel extra-lourd en mélange avec 2.250 kg de
<EMI ID=134.1>
Ce mélange de combustible contenait donc:
<EMI ID=135.1>
<EMI ID=136.1>
heure, il a été possible de maintenir un même apport de calories de chauffage par un mélange horaire constitué de 1500 kg de fuel
<EMI ID=137.1>
Ce mélange de combustible contenait donc :
<EMI ID=138.1>
L'économie de fuel a été de 750 kg par heure. Cette réduction conduit à une consommation d'oxygène par kg de fuel
<EMI ID=139.1>
Ce qui précède a été établi en partant d'oxygène mais il est bien évident que le raisonnement reste parfaitement valable même si la source d'oxygène ne fournit pas de l'oxygène pur. En effet, quel que soit le mode d'injection utilisé, on se retrouve toujours avec de l'air enrichi en oxygène.
Par exemple, si l'on dispose d'un mélange contenant
en volumes 40% d'oxygène et 60% d'azote, on a en fait
<EMI ID=140.1>
0,791
D'autre part on a signalé précédemment que l'incorpora-
<EMI ID=141.1>
continu alimenté en combustible noble permet d'économiser une <EMI ID=142.1> dément du four.
L'explication du phénomène est évidente si l'on se rappelle que le débit de combustible est généralement limité par le débit de fumées provenant de la combustion; comme l'oxygène pur ajouté permet de diminuer le ballast d'azote on pourra brûler davantage de combustible.
Par ailleurs, comme les pertes par rayonnement d'un four sont généralement constantes, la production supplémentaire n'entraîne pas de perte additionnelle; en d'autres termes, cette production supplémentaire est obtenue avec une consommation spécifique de chaleur nettement moindre que la production normale.
<EMI ID=143.1>
en régime normal et en régime poussé avec oxygène, on peut établir:
- une équation linéaire (moyennant certaines hypothèses) reliant la consommation d'oxygène à la production supplémentaire
- une valeur de la quantité de chaleur nécessaire pour produire une tonne supplémentaire de produit grâce à l'emploi d'oxygène.
<EMI ID=144.1>
(c) précédemment établie, il est donc possible de calculer pour une augmentation de production désirée, la nouvelle consommation spécifique de chaleur, la quantité d'oxygène pur nécessaire et, partant, le taux de remplacement du combustible principal par un 1 combustible très cendreux, tel que du schiste houiller.
De même, on aurait pu partir d'un taux de remplacement désiré et arriver à l'augmentation de production possible, grâce
à l'oxygène injecté.
Bien entendu, ce raisonnement ne signifie pas que l'utilisation d'oxygène en vue de permettre l'emploi de schiste houiller implique obligatoirement une augmentation de production.
Il permet seulement de calculer l'augmentation de production maximum possible.
<EMI ID=145.1>
On a mentionne le fait que le volume des fumées était le facteur principal limitant la production d'un four.
A ce sujet, si l'on compare le volume des fumées résul-
<EMI ID=146.1>
i on a :
<EMI ID=147.1>
On voit donc que l'emploi de charbon diminue le volume des fumées et, partant, permet d'augmenter la production.
<EMI ID=148.1>
<EMI ID=149.1>
à grille. En effet, il est connu que nombre de foyers prévus ini- ' tialejnent pour brûler uniquement du charbon ont été convertis pour une marche mixte fuel-oil-charbon.
i On peut donc se permettre une production de cendre au moins égale à celle qu'aurait donné l'utilisation exclusive d'un charbon avec un taux de cendre normal.
Dans un four de cimenterie, les cendres ne sont gêné- ralement pas un handicap puisqu'elles sont un des éléments constitutifs du clinker. Il suffit donc de modifier la composition
des matières enfournées pour tenir compte de l'apport de matière
par la flamme.
Bien entendu, l'invention m'est pas limitée aux formes d'exécution qui ont été décrites à titre d'exemples et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'amélioration de l'utilisation des combustibles dits très cendreux, c'est-à-dire un procédé de production de chaleur sous forme d'une flamme maintenue à une haute température, dans la combustion aussi complète que possible d'un ensemble de matières combustibles, dont la teneur pondérale totale en cendre est supérieure à celle qui serait normalement compatible avec le maintien de la haute température désirée, procédé dans lequel on passe d'une teneur pondérale totale en cendre normalement admissi-
<EMI ID=150.1>
<EMI ID=151.1>
solides inertes introduits éventuellement dans la flamme pour les transformer, caractérisé en ce qu'on retire du milieu de combustion une fraction des gaz non comburants de l'air de combustion, soit un ballast d'azote et de gaz nobles, tout en conservant la quantité d'oxygène nécessaire pour assurer le même degré de combustion qu'auparavant, la quantité de chaleur, précédemment absorbée dans le réchauffement du ballast, étant ainsi libérée et pouvant maintenant compenser l'effet de refroidissement de la flamme, dû
à l'excédent de cendre, en réchauffant cet excédent à la température désirée.