"Procédé et dispositif pour la combustion de gaz de faible valeur calorifique" Procédé et dispositif pour la combustion de gaz de faible valeur calorifique
La présente invention trouve son application dans les cas où il s'agit de brûler un combustible secondaire sous forme pulvérulente, avec un combustible de base sous forme de gaz, dans des installations de chauffe de faible puissance thermique.
Il existe déjà, selon l'état actuel de la technique, des procédés et des dispositifs qui permettent de brûler, à l'aide d'un combustible de base, des matières difficilement combustibles, telles que, par exemple, des immondices ou encore des schlamms, boues ou résidus industriels combustibles contenant de l'eau. Le combustible de base sert dans ce cas à assurer la température nécessaire à la combustion du combustible secondaire, des dispositifs de brûleurs séparés étant utilisés. Par l'application de ces procédés, il est visé à supprimer par combustion une matière combustible qui n'est pas habituellement utilisée comme combustible ou à transformer une telle matière de façon à la faire passer à un état dans lequel elle puisse être déposée, comme il est par exemple indiqué dans la publication DD-AP 132 020.
Le degré de rendement thermique n'est pas amélioré par la combustion du combustible secondaire.
Il existe, d'autre part, des procédés et des dispositifs, tels que ceux qui sont par exemple indiqués dans la publication DD-WP 65 617, qui servent à ajouter par mélange des gaz à faible pouvoir calorifique à l'air de combustion pour la combustion de combustibles solides, afin que soit obtenu un accroissement du rendement thermique. Il existe également, selon l'état actuel de la technique, des brûleurs qui sont destinés à la combustion de combustible pulvérulent, comme il est indiqué dans la publication DD-AP 0 154 123.
Les solutions dont il vient d'être question ci-dessus ne peuvent pas être adoptées, moyennant une dépense acceptable au point de vue technique, dans le cas d'installations de chauffe à faible puissance thermique.
Par la présente invention, il est visé à procurer un procédé et un dispositif qui permettent d'augmenter en cas de besoin la puissance thermique d'installations de chauffage dans lesquelles il est utilisé un gaz de générateur à faible pouvoir calorifique.
La présente invention a par conséquent pour but de procurer un procédé et un dispositif qui permettent d'obtenir une augmentation du rendement en énergie lors de la combustion de gaz de faible valeur calorifique, par exemple de gaz de générateur, par addition, par à-coups ou en continu, d'un combustible secondaire.
Le but qui vient d'être énoncé est atteint, selon la présente invention, par le fait qu'à un gaz combustible produisant la chaleur de base et à la flamme de ce gaz, il est ajouté par mélange, par un dispositif d'amenée et de dosage, centralement ou concentriquement, de la poussière ou de la poudre combustible, en particulier de la poudre de bois, le brûleur utilisé dans ce cas étant prévu sous une forme telle que le gaz soit amené dans la chambre de combustion par un tube de brûleur sous forme de lance ou de forme annulaire qui est relié à un ventilateur à air, après avoir été au préalable mélangé à de l'air de la manière habituelle et classique. Un dispositif d'allumage, de genre connu également, enflamme le gaz.
Pour les cas où une plus grande quantité de chaleur est nécessaire, le brûleur qui fait l'objet de la présente invention permet d'ajouter de façon dosée, par un dispositif d'amenée, du combustible pulvérulent à un courant partiel du gaz de combustion ou de souffler ce combustible pulvérulent dans la flamme de base, des dispositifs de tourbillonnement et/ou de giration étant prévus pour assurer une bonne turbulence du courant de gaz et un bon mélange de celui-ci à de l'air, en vue de l'obtention d'une combustion complète des particules de poussière ou de poudre à l'aide de la flamme de base, même en cas de mélange préalable du gaz de combustion au combustible pulvérulent.
On donnera ci-après une description plus amplement détaillée du brûleur qui fait l'objet de la présente invention, à l'aide d'un exemple de réalisation de ce brûleur qui est illustré par le dessin annexé à ce mémoire, dessin qui ne comporte qu'une seule figure.
Le brûleur se compose d'un tube de brûleur 1, dans lequel le conduit d'arrivée de gaz 2 débouche radialement, entre le passage d'entrée d'air 11 et le dispositif d'amenée de poussière ou de poudre combustible 7, qui constitue un combustible pulvérisé. Le dispositif d'amenée de poussière ou de poudre combustible 7 présente, à l'endroit de transition avec le tube de mélange, désigné par le nombre de référence 9, des ouvertures d'entrée 4, qui sont disposées de telle sorte qu'elles se trouvent dans le sens de passage du courant de gaz et d'air, ouvertures d'entrée 4 qui ne permettent pas à la poussière ou à la poudre combustible de sortir et par lesquelles, étant donné la pression provoquée par la présence de la plaque d'arrêt qui est indiquée par le nombre de référence 8, un mélange de gaz et d'air pénètre,
des dispositifs de tourbillonnement et de giration, représentés en 5, étant prévus pour assurer un bon tourbillonnement du courant de gaz et d'air. Par l'espace libre qui subsiste entre la plaque d'arrêt 8 et le tube de brûleur 1 arrive un courant partiel du mélange de gaz et d'air qui est dirigé vers le tamis 6 et qui, après inflammation par un dispositif d'allumage de genre classique et usuel, donne lieu à la formation d'une flamme de base de forme annulaire. Si un rendement thermique plus élevé est voulu, de la poussière ou de la poudre combustible arrive en passant par le dispositif d'amenée de poussière ou de poudre combustible 7, dans le tube mélangeur 9, dans lequel elle est mélangée au courant de gaz et d'air, pour être ensuite soufflée dans la flamme de base de forme annulaire, qui se trouve au niveau du tamis 6.
Il se produit ainsi une combustion complète des parties de poussière ou de poudre amenées, qui sont enrichies d'un mélange de gaz et d'air.
"Method and device for the combustion of gases of low calorific value" Method and device for the combustion of gases of low calorific value
The present invention finds its application in cases where it is a question of burning a secondary fuel in pulverulent form, with a basic fuel in the form of gas, in heating installations of low thermal power.
There are already, according to the current state of the art, methods and devices which make it possible to burn, with the aid of a basic fuel, difficultly combustible materials, such as, for example, refuse or combustible sludges, sludges or industrial residues containing water. The basic fuel is used in this case to ensure the temperature necessary for the combustion of the secondary fuel, separate burner devices being used. By the application of these methods, it is intended to remove by combustion a combustible material which is not usually used as fuel or to transform such a material so as to bring it to a state in which it can be deposited, such as it is for example indicated in the publication DD-AP 132 020.
The degree of thermal efficiency is not improved by the combustion of the secondary fuel.
There are, on the other hand, methods and devices, such as those which are for example indicated in the publication DD-WP 65 617, which serve to add by mixing gases with low calorific value to the combustion air for the combustion of solid fuels, so that an increase in thermal efficiency is obtained. There are also, according to the current state of the art, burners which are intended for the combustion of pulverulent fuel, as indicated in the publication DD-AP 0 154 123.
The solutions which have just been mentioned above cannot be adopted, with an acceptable cost from the technical point of view, in the case of heating installations with low thermal power.
By the present invention, it is intended to provide a method and a device which make it possible to increase, if necessary, the thermal power of heating installations in which a low calorific generator gas is used.
The present invention therefore aims to provide a method and a device which make it possible to obtain an increase in the energy yield during the combustion of gases of low calorific value, for example of generator gas, by addition, by- shots or continuously, of a secondary fuel.
The object which has just been stated is achieved, according to the present invention, by the fact that to a combustible gas producing base heat and to the flame of this gas, it is added by mixing, by a supply device. and metering, centrally or concentrically, of dust or combustible powder, in particular wood powder, the burner used in this case being provided in a form such that the gas is brought into the combustion chamber by a tube burner in the form of a lance or in the form of an annulus which is connected to an air fan, after having been previously mixed with air in the usual and conventional manner. An ignition device, also of a known type, ignites the gas.
For the cases where a greater quantity of heat is necessary, the burner which is the object of the present invention makes it possible to add in a metered manner, by a supply device, pulverulent fuel to a partial stream of the combustion gas. or to blow this pulverulent fuel into the base flame, swirling and / or gyration devices being provided to ensure good turbulence of the gas stream and a good mixing of this with air, for the purpose of l '' obtaining a complete combustion of the dust or powder particles using the base flame, even in the case of prior mixing of the combustion gas with the pulverulent fuel.
A more detailed description of the burner which is the subject of the present invention will be given below, with the aid of an exemplary embodiment of this burner which is illustrated by the drawing appended to this specification, a drawing which does not include only one figure.
The burner consists of a burner tube 1, into which the gas inlet duct 2 opens radially, between the air inlet passage 11 and the dust or combustible powder supply device 7, which constitutes a pulverized fuel. The dust or combustible powder supply device 7 has, at the point of transition with the mixing tube, designated by the reference number 9, inlet openings 4, which are arranged so that they are in the direction of flow of gas and air, inlet openings 4 which do not allow dust or combustible powder to exit and through which, given the pressure caused by the presence of the plate which is indicated by the reference number 8, a mixture of gas and air enters,
swirling and gyrating devices, shown in 5, being provided to ensure good swirling of the gas and air stream. Through the free space which remains between the stop plate 8 and the burner tube 1 there arrives a partial current of the mixture of gas and air which is directed towards the screen 6 and which, after ignition by an ignition device of classic and usual kind, gives rise to the formation of a basic flame of annular shape. If a higher thermal efficiency is desired, dust or combustible powder arrives via the dust or combustible powder supply device 7, in the mixing tube 9, in which it is mixed with the gas stream and of air, to be then blown into the basic flame of annular shape, which is at the level of the sieve 6.
This produces a complete combustion of the parts of dust or powder supplied, which are enriched with a mixture of gas and air.