CH623648A5

CH623648A5 -

Info

Publication number: CH623648A5
Application number: CH477378A
Authority: CH
Inventors: Arnold Porteous Pearce
Original assignee: Appa Thermal Exchanges Ltd
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1981-06-15
Also published as: AU3563378A; NO149083B; FR2389832B1; ES469342A1; SE7805061L; FI60926B; AU3563278A; CA1092896A; ZA782475B; BE866629A; US4211186A; LU79578A1; IL54607A; NZ187130A; ES469341A1; IL54606A0; IL54607A0; IE46631B1; DE2819185A1; NL7804704A

Description

La présente invention concerne un appareil d'évacuation des cendres pour une chambre de combustion à lit fluidisé et, plus généralement, les incinérateurs qui utilisent un tel appareil de combustion.

Dans les chambres de combustion à lit fluidisé, l'évacuation des cendres pose de nombreux problèmes. Ainsi, les particules incombustibles solides portées à haute température ont tendance à s'agglomérer et à former du mâchefer à l'intérieur du lit fluidisé. Par ailleurs, il est pratiquement impossible d'éliminer la cendre du lit fluidisé sans enlever avec elle une partie des matériaux qui constituent le lit.

La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients.

L'appareil de l'invention est conforme à la revendication 1.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'appareil objet de l'invention.

La fig. 1 est une coupe schématique d'une installation de combustion à lit fluidisé utilisant l'appareil.

La fig. 2 est une vue en plan et en coupe partielle dans le sens de la flèche II de la fig. 1.

La fig. 3 est une vue en plan de l'installation de la fig. 1.

La fig. 4 est une coupe agrandie d'une partie de la fig. 2.

La fig. 5 est une coupe agrandie dans le plan V-V de la fig. 4.

La fig. 6 est une coupe analogue à celle de la fig. 4 illustrant une variante.

La fig. 1 illustre une chambre de combustion à lit fluidisé dont seules les parois avant 10 et arrière 11 sont représentées en trait mixte. La référence 12 désigne un ensemble de support et d'entretien d'un lit fluidisé 7 de matériaux granulaires. L'ensemble 12 est alimenté en air comprimé pour fluidiser le lit 7 dans lequel brûlent des matières combustibles ou des déchets à incinérer. La chambre de combustion comporte un déflecteur 8 qui s'étend au-dessus d'une partie du diffuseur 12 et le niveau supérieur du lit est indiqué en 9. Les dispositifs d'alimentation du lit fluidisé et d'extraction des gaz de combustion ne sont pas représentés sur les figures, mais sont tout à fait classiques.

Le diffuseur 12 est incliné d'arrière en avant pour que les matériaux du lit aient tendance à s'accumuler contre la paroi avant de l'enveloppe. Cette accumulation est de préférence favorisée par une circulation du lit fluidisé autour d'un axe horizontal transversal (perpendiculaire au plan de la fig. 1). Selon le cas, les matériaux du lit peuvent tourner dans le sens indiqué sur la fig. 1 en suivant la pente du diffuseur, ou dans le sens opposé.

Pour recueillir les cendres au bord inférieur du diffuseur 12, une auge 13 est montée en dessous de la surface du diffuseur, près de la paroi avant 10 de la chambre de combustion. On voit sur la

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fig. 2 que le fond de l'auge 13 est en pente vers le centre qui comporte un orifice d'évacuation 14. L'orifice 14 est normalement fermé par une trappe 15 qui s'ouvre périodiquement pour laisser descendre les cendres dans une chambre d'évacuation 16.

La chambre 16 comprend un conduit oblique relié à l'orifice 14 et un conduit d'éjection 17 qui s'incurve vers le haut. Le conduit 17 sort latéralement de la chambre de combustion et aboutit à un séparateur à cyclone 18. Le séparateur 18 est de conception classique et il comporte, à sa partie supérieure, un orifice 19 pour l'évacuation des produits gazeux et des poussières et, à sa partie inférieure, un orifice 20 muni d'un obturateur tournant pour l'évacuation des matériaux lourds.

La chambre d'éjection 16 comporte une buse 21 par où de l'air comprimé est introduit pour éjecter pneumatiquement les matériaux dans la tuyauterie 17 quand la trappe 15 est fermée.

D'autres buses 22 peuvent être disposées le long de la tuyauterie 17 pour propulser les matériaux et pour faire fonctionner le cyclone 18.

Pour favoriser l'écoulement des cendres de l'extrémité de l'auge vers l'orifice central 14, on peut utiliser des parois perforées servant de diffuseurs d'air pour fluidiser les matériaux et refroidir l'eau. L'air peut être fourni par une chemise qui enveloppe le fond et les parois latérales de l'auge.

Les fig. 4 et 5 illustrent en détail la construction de la trappe 15 et de la chambre d'éjection 16.

La trappe 15 est une pièce d'acier creuse dont la face supérieure 30 est perforée pour servir de diffuseur d'air de fluidisation et de refroidissement. La trappe 15 est articulée dans la chambre 16 sur un arbre creux 31 qui amène de l'air comprimé à l'intérieur de la trappe. L'air de l'arbre 31 passe par un trou 32 dans une chambre 33 qui communique avec l'intérieur de la trappe 15 par des trous 34. L'arbre 31 sur lequel est fixée la trappe 15 sort latéralement de la chambre 16 et reçoit l'air comprimé par un flexible. Un levier de manœuvre 35, de préférence muni d'un contrepoids d'équilibrage (non représenté), est fixé à l'arbre 31.

Lorsque la trappe 15 est en position fermée, comme sur la fig. 4, l'air du diffuseur 30 et des parois perforées de l'auge favorise l'écoulement des cendres et des matériaux du lit vers l'orifice central 14. Lorsque la trappe 15 bascule vers sa position d'ouverture illustrée en trait mixte sur la fig. 4, les cendres et les matériaux tombent dans la chambre 16 d'où ils sont éjectés par le jet d'air de la buse 21. Le diffuseur 30 de la trappe ouverte facilite la descente des matériaux de l'auge dans la chambre 16.

Lorsqu'on veut évacuer les cendres incombustibles, il suffit d'abaisser la trappe 15 pour que les cendres accumulées dans l'auge 13 descendent dans la chambre 16 d'où elles sont éjectées et propulsées par la buse 21 et les buses 22 (si elles existent) vers le séparateur à cyclone 18. Il est évident que les cendres ainsi accumulées sont constituées de mottes relativement grosses, de sable fin ou d'agrégat provenant du lit fluidisé, et de cendres fines. Dans le cyclone, les cendres fines sont séparées du reste des matériaux et sortent avec l'air des buses 21 et 22 par l'orifice supérieur 19. Si nécessaire, cet air peut être dépoussiéré par un procédé quel-5 conque. Le reste des cendres et des matériaux du lit s'accumule dans le bas du cyclone dont l'obturateur rotatif 20 libère périodiquement des quantités déterminées de matériaux. Ces matériaux sont ensuite acheminés dans un dispositif de criblage classique qui sépare les cendres du sable ou de l'agrégat du lit fluidisé. Ces io matériaux sont intégralement récupérés et peuvent être recyclés vers le lit fluidisé.

Le transport pneumatique des cendres et des matériaux du lit assure en même temps un refroidissement énergique qui évite l'agglomération par fusion ou autre, et protège la structure de 15 l'appareil contre les échauffements excessifs.

L'air qui a servi à transporter les cendres et les matériaux du lit est de préférence récupéré à la sortie du cyclone par une soufflerie qui le recycle dans le diffuseur 12 du lit fluidisé. On récupère ainsi une partie de la chaleur qui sort du foyer de combustion. De 20 plus, le recyclage des matériaux du lit après séparation d'avec les cendres permet également de récupérer une certaine quantité de chaleur.

L'intérieur de la tuyauterie 17 est de préférence garni d'un revêtement résistant à l'abrasion et à la chaleur. On peut en outre 25 isoler extérieurement la tuyauterie 17 et le cyclone 18 pour limiter les pertes de chaleur et améliorer le rendement thermique de l'installation.

La fig. 6 illustre une variante du dispositif d'éjection de la fig. 4 qui utilise une vis d'Archimède 39 montée dans la 30 chambre 16. Les parties semblables à celles de la fig. 4 sont désignées par les mêmes références.

La chambre 16 contient une vis d'Archimède 39 dont l'arbre 38 est entraîné par un réducteur 37 et un moteur 36. La vis 39 a des filets de hauteur décroissante, au moins sur sa moitié 35 de gauche qui est enfermée dans un fourreau conique 41. La vis 39 réalise donc une certaine compression des matériaux avant de les pousser dans la tuyauterie 17. L'arbre 38 pénètre dans la chambre 16 à l'endroit où se trouvait la buse 21 de la fig. 4, cette buse étant remplacée par une ou plusieurs buses 21' logées dans 40 des renfoncements 42 au début de la tuyauterie 17. La chambre 16 est de préférence entourée d'une chemise d'air 40 assurant son refroidissement.

La rotation de la vis 39 permet de régulariser l'évacuation des cendres et des matériaux du lit qui tombent par intermittence 45 dans la chambre 16 à chaque ouverture de la trappe 15. On évite ainsi les obstructions de la chambre 16 qui se produisent parfois dans l'agencement de la fig. 4, lorsque l'ouverture de la trappe 15 libère une masse trop importante de cendres et de matériaux.

Dans la variante de la fig. 6, l'entraînement pneumatique est 50 beaucoup plus régulier.

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3 feuilles dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Appareil d'évacuation des cendres pour une chambre de combustion à lit fluidisé comprenant une enveloppe et un ensemble de support et d'entretien d'un lit fluidisé de matériaux granulaires dans lequel on brûle des déchets ou un combustible, caractérisé en ce qu'il comprend une auge collectrice montée le long de l'un des bords du support du lit fluidisé pour recueillir les cendres, le fond de l'auge comportant un orifice d'évacuation muni d'un dispositif à ouverture sélective qui commande l'écoulement des cendres recueillies par l'auge, et un dispositif de transport pneumatique capable d'évacuer les cendres et les matériaux du lit qui tombent par l'orifice de l'auge.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond de l'auge constitue un diffuseur alimenté en air comprimé pour fluidiser les cendres et les matériaux du lit contenus dans l'auge.
3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les parois latérales de l'auge constituent également des diffuseurs alimentés en air comprimé pour fluidiser les cendres et les matériaux du lit contenus dans l'auge.
4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif à ouverture sélective comprend une chambre d'éjection montée sous l'auge et communiquant avec son orifice, et une trappe mobile entre une première position, dans laquelle elle ferme l'orifice, et une seconde position, dans laquelle elle dégage l'orifice pour permettre l'écoulement des cendres de l'auge dans la chambre d'éjection.
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la trappe constitue également un diffuseur alimenté en air comprimé pour fluidiser les cendres et les matériaux du lit qui sont en contact avec le dessus de la trappe.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la trappe est une pièce creuse solidaire d'un arbre creux capable de tourner pour déplacer la trappe entre ses deux positions, l'air comprimé étant amené par l'arbre creux à l'intérieur de la trappe.
7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de transport pneumatique est relié à une tuyauterie aboutissant à l'entrée d'un séparateur à cyclone, au moins une buse d'air étant montée dans la tuyauterie pour propulser les cendres et les matériaux du lit en direction du séparateur.
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ou les buses de transport pneumatique fournissent le débit d'air nécessaire au fonctionnement du séparateur à cyclone.
9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la chambre d'éjection contient une vis d'Ar-chimède entraînée par un moteur pour évacuer les cendres et les matériaux du lit hors de la chambre d'éjection.
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vis comporte des filets de hauteur décroissante, au moins sur sa partie terminale.
11. Appareil selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la chambre d'éjection enveloppe au moins partiellement la partie terminale de la vis.
12. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la buse d'air est disposée dans la tuyauterie juste à la sortie de la vis.
13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que la chambre d'éjection est au moins partiellement entourée d'une chemise d'air de refroidissement.
14. Appareil selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par un dispositif de criblage qui reçoit les matériaux lourds séparés de l'air et des poussières dans le séparateur à cyclone et sépare ces matériaux lourds en cendres et en matériaux du lit fluidisé.
15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7, 8 ou 14, caractérisé par une soufflerie qui récupère l'air sortant du séparateur à cyclone et le recycle dans le lit fluidisé de la chambre de combustion pour lui restituer la chaleur qu'il a recueillie au contact des cendres.
16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7, 8, 14 ou 15, caractérisé en ce que la tuyauterie de transport est revêtue intérieurement d'une matière résistant à l'abrasion.
17. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7, 8 ou 14 à 16, caractérisé en ce qu'une isolation thermique est appliquée à l'extérieur de la tuyauterie de transport et du séparateur à cyclone.
18. Appareil selon l'une quelconque des revendications 14

à 17, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour transporter les matériaux du lit séparés des cendres par le dispositif de criblage dans le lit fluidisé pour améliorer le rendement thermique de l'installation.
19. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 ou 14 à 18, caractérisé en ce que le poids de la trappe d'évacuation est compensé par un moyen d'équilibrage associé à l'arbre creux.