EP0069637A2 - Method and device for pulverizing a solid fuel - Google Patents

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EP0069637A2
EP0069637A2 EP82401176A EP82401176A EP0069637A2 EP 0069637 A2 EP0069637 A2 EP 0069637A2 EP 82401176 A EP82401176 A EP 82401176A EP 82401176 A EP82401176 A EP 82401176A EP 0069637 A2 EP0069637 A2 EP 0069637A2
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EP
European Patent Office
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die
jet
axis
gas
nozzle
Prior art date
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EP82401176A
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German (de)
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EP0069637A3 (en
Inventor
Roland Kissel
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Creusot Loire SA
Original Assignee
Creusot Loire SA
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Publication date
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/158—Screws

Definitions

  • the subject of the invention is a method and a device for spraying a solid combustible material introduced inside an enclosure by means of a screw conveyor.
  • the invention is particularly applicable to the introduction of divided solid fuels into a reaction chamber for combustion or gasification, the chamber being or not under pressure.
  • the rod introduced is very compact and it is necessary to disaggregate it in order to carry out combustion or gasification.
  • the rod is very compact, it is not certain, with such a method, to carry out a real atomization of the fuel, the rod being able to break into pieces of a certain importance.
  • the subject of the invention is a method and a device making it possible to remedy these drawbacks by ensuring, even for a relatively low flow of gas, perfect spraying of the fuel introduced.
  • a gas is injected into the jet axis of each die from the interior of the screw conveyor, each gas jet which has a sufficient pulse to substantially form a cone centered on the axis of compressed material by widening inside the latter, each rod being made up of a hollow tube whose internal wall crumbles during its advancement in the die and takes the form of the jet by releasing particles which are sucked into the jet and introduced with it into the 'pregnant.
  • the origin of the jet and its pulse are determined so that the cone formed reaches a diameter of the order of that of the outlet orifice of the die, in the plane of the latter.
  • FIG 1 there is shown by way of example an enclosure bounded by a wall 1 inside which is introduced a rod of combustible material by means of a screw conveyor consisting of a sheath 2 to the inside which a screw 3 is driven by a motor, by means of a reduction gear 4.
  • the rotation of the screw causes a entrainment .of the combustible material introduced by a hopper 5 supplied with fuel, the latter being brought for example pneumatically or hydraulically.
  • the sheath 2 is provided with a convergent 7 which directs the material entrained by the screw 3 towards a die 8 opening out inside the enclosure 1. If the operating characteristics of the conveyor are correctly chosen screw, this forms by extrusion inside the fi lière 8 a rod of compressed material 9 which is introduced continuously into the enclosure 1.
  • the shaft of the screw 3 is pierced with an axial bore 13 in which is formed a pipe 11 which opens at the end of the screw by an injection nozzle 12.
  • FIG. 2 which is an enlarged view of the end of the screw and of the die 8, it can be seen that the pipe 11 can consist of a tube threaded into the axial bore 13 of the shaft of the screw 3 and which ends with the nozzle 12 the latter being placed in the extension of the conical point 14 placed at the end of the shaft 3 of the screw and penetrating into the conical convergent 7.
  • the pipe 11 If the pipe 11 is driven in rotation-with the shaft 3 of the screw, it is necessary to supply it by means of a rotary joint 20 of known type. But the pipe 11 can also be blocked in rotation, the shaft 3 rotating around it.
  • a gas jet 16 is thus injected inside the tube 9 of compressed material which passes through the tube in the axis of the latter before opening out inside the enclosure 1.
  • a gaseous jet of strong impulse always takes substantially the shape of a cone whose apex is placed at the center of the injection nozzle and whose half-angle at the apex A is of the order of 11 °.
  • the pulse of the jet so that at the outlet of the nozzle 12, it has a speed between 50 m / s and the speed of sound.
  • the jet is in the form of a cone which widens starting from the center of the nozzle 12.
  • the tube 9 then consists of a hollow tube crossed in its axis by the jet 16 and by consequent whose internal wall takes the form of the jet. Indeed, if the impulse is sufficient, the jet retains its geometric characteristics inside the tube, the internal wall of the latter being disintegrated during its advancement and taking the form of the jet.
  • the process of crumbling the bcudin is particularly effective at the outlet of the die if the position of the ⁇ use 12 is chosen so that, in the plane of the outlet orifice 17 of the die, the jet 16 is widened until reaching a diameter of the order of that of the orifice outlet 17.
  • the flange 9 which advances continuously towards the inside of the enclosure has, in the outlet orifice 17, a small thickness and therefore crumbles easily.
  • a jet of strong impulse sucks the gases which surround it and it therefore occurs on the periphery of the jet of gas streams directed according to the arrows 18 and having a relatively high speed, of the order 3 m / s.
  • the distance (L) from the nozzle to the outlet face of the die can then be of the order of 1.5 times the diameter (d) of the latter.
  • the distance L from the nozzle to the outlet face of the die is of the order of 2.5 times the diameter (d) of the outlet orifice.
  • a device can be used to adjust the position of the injection nozzle 12 inside the die 16, so as to modify the thickness of the wall of the tube. This will be the case in particular if the nature of the fuel is changed, the fatty coals running the risk, for example, of forming very compact rolls then the dry coals are more easily broken up.
  • the pipeline 11 can be slidably mounted along the bore 13 of the shaft of the screw, the latter being provided with a device 28, for example. with screw-nut, making it possible to adjust the position of the outlet nozzle 12 by sliding the pipe 11 inside the shaft.
  • the nozzle 12 plays the role of a mandrel facilitating the formation in the die of a tubular-shaped tube.
  • This arrangement is particularly advantageous because, for the same flow rate of combustible material, the use of several dies makes it possible to reduce the thickness of the rod of compressed material and facilitates its disaggregation.
  • Figure 6 which is a section through a plane transverse to the axis of the screws, it can be seen that they are arranged so as to penetrate one into the other and distributed around an upright 21 placed in the 'axis of the sleeve 2 and whose cross section has the shape of a curvilinear triangle inscribed in the threads of the three screws. It is possible, as shown in FIGS. 7 and 8, to place an injection pipe 11 inside the central upright 21.
  • the nozzle 12 was supplied by an axial pipe 11. This arrangement is advantageous because it allows the die 8 to be released, but one could also adapt the arrangement shown in Figures 8 and 9.
  • the nozzle 12 is constituted by a short section of tube forming a nozzle formed upstream and open downstream, and held in the center of the die 8 upstream thereof, by at least one fin 24 inside which is pierced a channel 25 opening at one end into the nozzle 12 and at the other end outside of the die 8 by an orifice 26 connected to a supply pipe 27 in fluid.
  • the fins 24 are profiled so as not to hinder the progression of the material and not to hinder the formation of the flange. In addition, by inclining the fins 24, it is possible to place the nozzle 12 at least partially at the tip of the convergent 7 so as to better clear the inlet orifice of the die 23.
  • the invention implemented in the various embodiments that have been described, makes it possible to suspend the combustible material with a relatively low mass flow rate of gas, of the order of 2 to 20% by weight of the solid flow rate, the ratio from the pressure of the fluid in the injection pipe 11 to the pressure prevailing inside the enclosure being for example between 2, for a gas flow rate of 10% solid and 3 for a flow rate of 3%.
  • the injected jet must necessarily be constituted by a compressible fluid, this could however contain a certain quantity of liquid in suspension.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de pulvérisation d'une matière combustible solide introduite à l'intérieur d'une enceinte au moyen d'un transporteur à vis par une filière débouchant à l'intérieur de l'enceinte et dans laquelle est formé par extrusion un boudin de matière comprimée, celle-ci étant désagrégée par au moins un jet de gaz injecté sous forte pression. Selon l'invention on injecte le gaz à partir de l'intérieur du transporteur à vis et dans l'axe de chaque filière, chaque jet gazeux ayant une impulsion suffisante pour former sensiblement un cône centré sur l'axe du boudin en s'élargissant à l'intérieur de celui-ci, chaque boudin étant constitué d'un tube creux dont la paroi interne s'effrite et prend la forme du jet en libérant des particules qui sont aspirées dans le jet et introduites avec lui dans l'enceinte. L'invention s'applique spécialement à l'alimentation d'un réacteur de gazéification.The subject of the invention is a method and a device for spraying a solid combustible material introduced into the interior of an enclosure by means of a screw conveyor through a die opening into the interior of the enclosure and into which is formed by extrusion a rod of compressed material, the latter being disintegrated by at least one jet of gas injected under high pressure. According to the invention, the gas is injected from inside the screw conveyor and in the axis of each die, each gas jet having a sufficient momentum to substantially form a cone centered on the axis of the rod while widening. inside of it, each tube being made up of a hollow tube whose internal wall crumbles and takes the form of the jet by releasing particles which are sucked into the jet and introduced with it into the enclosure. The invention applies especially to the supply of a gasification reactor.

Description

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de pulvérisation d'une matière combustible solide introduite à l'intérieur d'une enceinte au moyen d'un transporteur à vis.The subject of the invention is a method and a device for spraying a solid combustible material introduced inside an enclosure by means of a screw conveyor.

L'invention s'applique spécialement à l'introduction de combustibles solides divisés dans une chambre de réaction pour en opérer la combustion ou la gazéification, la chambre étant ou non sous pression.The invention is particularly applicable to the introduction of divided solid fuels into a reaction chamber for combustion or gasification, the chamber being or not under pressure.

Pour introduire des combustibles solides divisés à l'intérieur d'une enceinte, en particulier lorsque l'enceinte doit être maintenue sous pression, on a déjà proposé d'utiliser un transporteur à vis constitué d'une ou plusieurs vis entrainées en rotation à l'intérieur d'un fourreau muni à son extrémité amont d'un orifice d'entrée de la matière et à son extrémité aval d'au moins une filière débouchant par un orifice de sortie à l'intérieur de l'enceinte et dans laquelle se forme par extrusion un boudin de matière comprimée. De la sorte, on peut introduire de façoncontinue le combustible solide à l'intérieur de l'enceinte tout en maintenant l'étanchéité de celle-ci grâce à la compression de la matière obtenue dans la filière.To introduce divided solid fuels inside an enclosure, in particular when the enclosure must be kept under pressure, it has already been proposed to use a screw conveyor consisting of one or more screws driven in rotation at 1 inside of a sheath provided at its upstream end with an inlet orifice for the material and at its downstream end with at least one die opening out through an outlet orifice inside the enclosure and into which extrusion forms a rod of compressed material. In this way, the solid fuel can be introduced in a continuous manner inside the enclosure while maintaining the tightness of the latter thanks to the compression of the material obtained in the die.

Il en résulte, en particulier lorsque l'enceinte est sous une pression importante, que le boudin introduit est très compact et il est nécessaire de le désagréger pour en effectuer la combustion ou la gazéification. A cet effet on peut utiliser un jet de gaz injecté sous forte pression sur le boudin sortant de la filière. Cependant, lorsque le boudin est très compact, on n'est pas certain, avec une telle méthode, de réaliser une véritable pulvérisation du combustible, le boudin pouvant se casser en morceaux d'une certaine importance.As a result, in particular when the enclosure is under high pressure, the rod introduced is very compact and it is necessary to disaggregate it in order to carry out combustion or gasification. For this purpose, it is possible to use a gas jet injected under high pressure on the tube leaving the die. However, when the rod is very compact, it is not certain, with such a method, to carry out a real atomization of the fuel, the rod being able to break into pieces of a certain importance.

D'autre part, par cette méthode on peut être amené,pour assurer la désagrégation du boudin,à injecter dans l'enceinte un débit de gaz important risquant de diminuer le rendement énergétique de la combustion ou de la gazéification du combustible.On the other hand, by this method it may be necessary, to ensure the disintegration of the rod, to inject into the enclosure a large flow of gas which risks reducing the energy efficiency of combustion or gasification of the fuel.

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de remédier à ces inconvénients en assurant, même pour un débit relativement faible de gaz, une parfaite pulvérisation du combustible introduit.The subject of the invention is a method and a device making it possible to remedy these drawbacks by ensuring, even for a relatively low flow of gas, perfect spraying of the fuel introduced.

Conformément à l'invention, on injecte un jet de gaz dans l'axe de chaque filière à partir de l'intérieur du transporteur à vis, chaque jet ga- zeux ayant une impulsion suffisante pour former sensiblement un cône centré sur l'axe du boudin de matière comprimée en s'élargissant à l'intérieur de celui-ci, chaque boudin étant constitué d'un tube creux dont la paroi interne s'effrite au cours de son avancement dans la filière et prend la forme du jet en libérant des particules qui sont aspirées dans le jet et introduites avec lui dans l'enceinte.According to the invention, a gas is injected into the jet axis of each die from the interior of the screw conveyor, each gas jet which has a sufficient pulse to substantially form a cone centered on the axis of compressed material by widening inside the latter, each rod being made up of a hollow tube whose internal wall crumbles during its advancement in the die and takes the form of the jet by releasing particles which are sucked into the jet and introduced with it into the 'pregnant.

Selon une caractéristique supplémentaire, on détermine l'origine du jet et son impulsion de telle sorte que le cône formé atteigne un diamètre de l'ordre de celui de l'orifice de sortie de la filière, dans le plan de celui-ci.According to an additional characteristic, the origin of the jet and its pulse are determined so that the cone formed reaches a diameter of the order of that of the outlet orifice of the die, in the plane of the latter.

L'invention va maintenant être décrite, en se référant à plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés.The invention will now be described with reference to several embodiments, given by way of example and shown in the accompanying drawings.

  • La figure 1 représente, en coupe dans l'axe d'une vis, un transporteur à vis pour l'introduction de la matière combustible, muni du dispositif de pulvérisation selon l'invention.Figure 1 shows, in section along the axis of a screw, a screw conveyor for the introduction of combustible material, provided with the spraying device according to the invention.
  • La figure 2 est une vue en coupe axiale à échelle agrandie d'une filière de formation d'un boudin comprimé.Figure 2 is an axial sectional view on an enlarged scale of a die for forming a compressed tube.
  • La figure 3 et la figure 4 représentent deux modes de réalisation particuliers du jet gazeux de pulvérisation.Figure 3 and Figure 4 show two particular embodiments of the gas spray jet.
  • La figure 5 représente un mode de réalisation de l'invention dans le cas d'un transporteur à deux vis.FIG. 5 represents an embodiment of the invention in the case of a conveyor with two screws.
  • La figure 6 représente, en coupe transversale, un transporteur à trois vis, la figure 7 étant une vue en coupe axiale selon VII-VII figure 6.FIG. 6 represents, in transverse section, a conveyor with three screws, FIG. 7 being a view in axial section according to VII-VII FIG. 6.
  • La figure 8 est une vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation du dispositif de pulvérisation et la figure 9 est une vue en coupe transversale selon IX-IX, figure 8.FIG. 8 is a view in axial section of another embodiment of the spraying device and FIG. 9 is a view in transverse section along IX-IX, FIG. 8.
  • La figure 10 représente en coupe axiale un autre mode de réalisation du jet gazeux.Figure 10 shows in axial section another embodiment of the gas jet.

Sur la figure 1, on a représenté à titre d'exemple une enceinte limitée par une paroi 1 à l'intérieur de laquelle est introduit un boudin de matière combustible au moyen d'un transporteur à vis constitué d'un fourreau 2 à l'intérieur duquel une vis 3 est entrainée par un moteur, par l'intermédiaire d'un réducteur 4. La rotation de la vis provoque un entrainement .de la matière combustible introduite par une trémie 5 alimentée en combustible, celui-ci étant amené par exemple par voie pneumatique ou hydraulique. A son extrémité_aval, le fourreau 2 est muni d'un convergent 7 qui dirige la matière entraînée par la vis 3 vers une filière 8 débouchant à l'intérieur de l'enceinte 1. Si l'on choisit correctement les caractéristiques de fonctionnement du transporteur à vis, celui-ci forme par extrusion à l'intérieur de la filière 8 un boudin de matière comprimée 9 qui est introduit en continu dans l'enceinte 1.In Figure 1, there is shown by way of example an enclosure bounded by a wall 1 inside which is introduced a rod of combustible material by means of a screw conveyor consisting of a sheath 2 to the inside which a screw 3 is driven by a motor, by means of a reduction gear 4. The rotation of the screw causes a entrainment .of the combustible material introduced by a hopper 5 supplied with fuel, the latter being brought for example pneumatically or hydraulically. At its avalanche end, the sheath 2 is provided with a convergent 7 which directs the material entrained by the screw 3 towards a die 8 opening out inside the enclosure 1. If the operating characteristics of the conveyor are correctly chosen screw, this forms by extrusion inside the fi lière 8 a rod of compressed material 9 which is introduced continuously into the enclosure 1.

Selon l'invention, l'arbre de la vis 3 est percé d'un alésage axial 13 dans lequel est ménagée une canalisation 11 qui débouche à l'extrémité de la vis par une buse d'injection 12.According to the invention, the shaft of the screw 3 is pierced with an axial bore 13 in which is formed a pipe 11 which opens at the end of the screw by an injection nozzle 12.

Sur la figure 2 qui est une vue à échelle agrandie de l'extrémité de la vis et de la filière 8, on voit que la canalisation 11 peut être constituée d'un tube enfilé dans l'alésage axial 13 de l'arbre de la vis 3 et qui se termine par la buse 12 celle-ci étant placée dans le prolongement de la pointe conique 14 placée à l'extrémité de l'arbre 3 de la vis et pénétrant dans le convergent conique 7. Si la canalisation 11 est entrainée en rotation-avec l'arbre 3 de la vis, il est nécessaire de l'alimenter par l'intermédiaire d'un joint tournant 20 de type connu. Mais la canalisation 11 peut également être bloquée en rotation, l'arbre 3 tournant autour d'elle.In FIG. 2 which is an enlarged view of the end of the screw and of the die 8, it can be seen that the pipe 11 can consist of a tube threaded into the axial bore 13 of the shaft of the screw 3 and which ends with the nozzle 12 the latter being placed in the extension of the conical point 14 placed at the end of the shaft 3 of the screw and penetrating into the conical convergent 7. If the pipe 11 is driven in rotation-with the shaft 3 of the screw, it is necessary to supply it by means of a rotary joint 20 of known type. But the pipe 11 can also be blocked in rotation, the shaft 3 rotating around it.

Par la buse 12, on injecte ainsi, à l'intérieur du boudin 9 de matière comprimée un jet gazeux 16 qui traverse le boudin dans l'axe de celui-ci avant de déboucher à l'intérieur de l'enceinte 1.Through the nozzle 12, a gas jet 16 is thus injected inside the tube 9 of compressed material which passes through the tube in the axis of the latter before opening out inside the enclosure 1.

On sait qu'un jet gazeux de forte impulsion prend toujours sensiblement la forme d'un cône dont le sommet est placé au centre de la buse d'injection et dont le demi-angle au sommet A est de l'ordre de 11°.It is known that a gaseous jet of strong impulse always takes substantially the shape of a cone whose apex is placed at the center of the injection nozzle and whose half-angle at the apex A is of the order of 11 °.

Selon l'invention, il est avantageux de régler l'impulsion du jet de telle sorte qu'à la sortie de la buse 12, celui-ci ait une vitesse comprise entre 50 m/s et la vitesse du son. Ainsi, on est sûr que le jet se présente sous forme d'un cône qui s'élargit en partant du centre de la buse 12. Le boudin 9 est alors constitué d'un tube creux traversé en son axe par le jet 16 et par conséquent dont la paroi interne prend la forme du jet. En effet, si l'impulsion est suffisante, le jet conserve ses caractéristiques géométriques à l'intérieur du boudin, la paroi interne de celui-ci étant désagrégée au cours de son avancement et prenant la forme du jet.According to the invention, it is advantageous to adjust the pulse of the jet so that at the outlet of the nozzle 12, it has a speed between 50 m / s and the speed of sound. Thus, it is certain that the jet is in the form of a cone which widens starting from the center of the nozzle 12. The tube 9 then consists of a hollow tube crossed in its axis by the jet 16 and by consequent whose internal wall takes the form of the jet. Indeed, if the impulse is sufficient, the jet retains its geometric characteristics inside the tube, the internal wall of the latter being disintegrated during its advancement and taking the form of the jet.

Pour obtenir cet effet, il est nécessaire de placer la buse 12 à l'amont de la filière 23 et de donner à celle-ci une longueur L1 assez inhabituelle, supérieure à 1,5 fois son diamètre. Mais cet allongement de la filière, par l'effet de frottement qui en résulte augmente la compression de la matière et favorise donc la formation du bou 0.9 de matière comprimée.To obtain this effect, it is necessary to place the nozzle 12 upstream of the die 23 and to give the latter a rather unusual length L 1 , greater than 1.5 times its diameter. However, this lengthening of the die, by the friction effect which results from it, increases the compression of the material and therefore promotes the formation of the bou 0.9 of compressed material.

Le processus d'effritement du bcudin est ticulièrement efficace à la sortie de la filière si la position de la ÷use 12 est choisie de telle sorte que, dans le plan de l'orifice de sortie 17 de la filière, le jet 16 se soit élargi jusqu'à atteindre un diamètre de l'ordre de celui de l'orifice de sortie 17. En effet, le boudin 9 qui avance de façon continue vers l'intérieur de l'enceinte a,dans l'orifice de sortie 17,une épaisseur peu importante et s'effrite donc facilement. D'autre part, on sait qu'un jet de forte impulsion aspire les gaz qui l'entourent et il se produit donc sur la périphérie du jet des courants gazeux dirigés suivant les flèches 18 et ayant une vitesse relativement importante, de l'ordre de 3 m/s. Ces courants contribuent à l'effritement de la paroi du boudin et les particules qui se détachent ainsi sont aspirés avec les courants gazeux 18 à l'intérieur du jet 16 pour être projetées par celui-ci dans l'enceinte 1.The process of crumbling the bcudin is particularly effective at the outlet of the die if the position of the ÷ use 12 is chosen so that, in the plane of the outlet orifice 17 of the die, the jet 16 is widened until reaching a diameter of the order of that of the orifice outlet 17. Indeed, the flange 9 which advances continuously towards the inside of the enclosure has, in the outlet orifice 17, a small thickness and therefore crumbles easily. On the other hand, it is known that a jet of strong impulse sucks the gases which surround it and it therefore occurs on the periphery of the jet of gas streams directed according to the arrows 18 and having a relatively high speed, of the order 3 m / s. These currents contribute to the crumbling of the wall of the tube and the particles which thus detach are sucked up with the gas streams 18 inside the jet 16 to be projected by the latter into the enclosure 1.

L'efficacité de cette désagrégation par érosion dépend évidemment de la compacité du boudin et de l'épaisseur de la paroi de celui-ci à la sortie de la filière.The effectiveness of this erosion disintegration obviously depends on the compactness of the rod and the thickness of the wall thereof at the outlet of the die.

Lorsque le boudin se désagrège facilement, il est possible de lui laisser prendre une épaisseur relativement importante. Ce sera le cas par exemple si le combustible est un charbon sec ou bien si l'enceinte n'est pas à une pression très élevée nécessitant, pour maintenir l'étanchéité, la formation d'un boudin très compact. La distance (L) de la buse à la face de sortie de la filière peut être alors de l'ordre de 1,5 fois le diamètre (d) de celle-ci.When the sausage disintegrates easily, it is possible to let it take a relatively large thickness. This will be the case for example if the fuel is dry coal or if the enclosure is not at a very high pressure requiring, to maintain the seal, the formation of a very compact rod. The distance (L) from the nozzle to the outlet face of the die can then be of the order of 1.5 times the diameter (d) of the latter.

Dans ce cas, on pourra utiliser le dispositif de la figure 3 dans lequel la filière s'élargit à proximité de l'orifice de sortie 17 en prenant la forme d'un tronc de cône d'angle au sommet égal à celui du jet 7. Untel dispositif permet de diminuer l'usure des bords de l'orifice 17 de sortie de la filière 8.In this case, it is possible to use the device of FIG. 3 in which the die widens near the outlet orifice 17 by taking the form of a truncated cone with an angle at the top equal to that of the jet 7 Such a device makes it possible to reduce the wear on the edges of the orifice 17 for the outlet of the die 8.

En revanche, si le boudin est très compact, on essayera de diminuer autant que possible l'épaisseur de la paroi du boudin à la sortie 17 de la filière et l'on prendra le dispositif de la figure 4 pour lequel la buse d'injection 12 est placée à une distance L de l'orifice de sortie 17 de la filière telle que le cône 16 ait dans le plan de l'orifice de sortie 17 un diamètre sensiblement égal à celui de l'orifice.On the other hand, if the tube is very compact, we will try to reduce as much as possible the thickness of the wall of the tube at the outlet 17 of the die and we will take the device of FIG. 4 for which the injection nozzle 12 is placed at a distance L from the outlet orifice 17 of the die such that the cone 16 has in the plane of the outlet orifice 17 a diameter substantially equal to that of the orifice.

Dans ce cas, la distance L de la buse à la face de sortie de la filière est de l'ordre de 2,5 fois le diamètre (d) de l'orifice de sortie.In this case, the distance L from the nozzle to the outlet face of the die is of the order of 2.5 times the diameter (d) of the outlet orifice.

Si la compacité du boudin varie, on peut utiliser un dispositif permettant de régler la position de la buse d'injection 12 à l'intérieur de la filière 16, de façon à modifier l'épaisseur de la paroi du boudin. Ce sera le cas en particulier si l'on change la nature du combustible, les charbons gras risquant par exemple, de former des boudins très compacts alors les charbons secs se désagrègent plus facilement. A cet effet, la canalisation 11 peut être montée coulissante le long de l'alésage 13 de l'arbre de la vis, celle-ci étant munie d'un dispositif 28, par exempl. à vis-écrou, permettant de règler la position de la buse de sortie 12 par coulissement de la canalisation 11 à l'intérieur de l'arbre.If the compactness of the tube varies, a device can be used to adjust the position of the injection nozzle 12 inside the die 16, so as to modify the thickness of the wall of the tube. This will be the case in particular if the nature of the fuel is changed, the fatty coals running the risk, for example, of forming very compact rolls then the dry coals are more easily broken up. For this purpose, the pipeline 11 can be slidably mounted along the bore 13 of the shaft of the screw, the latter being provided with a device 28, for example. with screw-nut, making it possible to adjust the position of the outlet nozzle 12 by sliding the pipe 11 inside the shaft.

On notera par ailleurs que si l'on fait pénétrer la buse 12 à l'entrée de la filière 8, la buse joue le rôle d'un mandrin facilitant la formation dans la filière d'un boudin de forme tubulaire.It will also be noted that if the nozzle 12 is made to penetrate the inlet of the die 8, the nozzle plays the role of a mandrel facilitating the formation in the die of a tubular-shaped tube.

La description précédente a été faite en se référant à une seule vis, mais il est bien évident que le même dispositif peut être appliqué à un transporteur à plusieurs vis si l'on place, comme on l'a représenté sur la figure 5, une filière 8, 8' en face de chaque vis 3, 3' avec au centre de chaque filière, une buse 12, 12' alimentée par une canalisation percée dans l'axe de la vis correspondante.The preceding description has been made with reference to a single screw, but it is obvious that the same device can be applied to a conveyor with several screws if one places, as shown in FIG. 5, a die 8, 8 'opposite each screw 3, 3' with a nozzle 12, 12 'in the center of each die fed by a pipe pierced in the axis of the corresponding screw.

Cette disposition est particulièrement avantageuse car, pour un même débit de matière combustible, l'utilisation de plusieurs filières permet de diminuer l'épaisseur du boudin de matière comprimée et facilite la désagrégation de celle-ci.This arrangement is particularly advantageous because, for the same flow rate of combustible material, the use of several dies makes it possible to reduce the thickness of the rod of compressed material and facilitates its disaggregation.

Cependant, dans le cas où le transporteur à vis comprend trois vis et une filière unique au centre de celles-ci, il est encore possible d'utiliser une canalisation axiale débouchant au centre de la filière, comme on l'a représenté sur les figures 6, 7 et 8.However, in the case where the screw conveyor comprises three screws and a single die in the center of these, it is still possible to use an axial pipe opening out in the center of the die, as shown in the figures 6, 7 and 8.

Sur la figure 6, qui est une coupe par un plan transversal à l'axe des vis, on voit que celles-ci sont disposées de façon à pénétrer l'une dans l'autre et réparties autour d'un montant 21 placé dans l'axe du fourreau 2 et dont la section transversale a la forme d'un triangle curviligne inscrit dans les filets des trois vis. Il est possible, comme on l'a représenté sur les figures 7 et 8, de placer une canalisation d'injection 11 à l'intérieur du montant central 21.In Figure 6, which is a section through a plane transverse to the axis of the screws, it can be seen that they are arranged so as to penetrate one into the other and distributed around an upright 21 placed in the 'axis of the sleeve 2 and whose cross section has the shape of a curvilinear triangle inscribed in the threads of the three screws. It is possible, as shown in FIGS. 7 and 8, to place an injection pipe 11 inside the central upright 21.

Dans le cas de la figure 7, les trois vis poussent la matière entrainée vers un convergent unique 71 qui débouche dans une filière 81 placée dans l'axe du fourreau 2. Par conséquent, une canalisation 11 placée dans le montant 21 débouche par une buse 12 au centre de la filière 81. La pulvérisation du combustible s'effectue alors comme on l'a décrit précédemment, le jet 16 produit par la buse 12 s'élargissant à l'intérieur du boudin unique 9In the case of FIG. 7, the three screws push the entrained material towards a single convergent 71 which opens out into a die 81 placed in the axis of the sleeve 2. Consequently, a pipe 11 placed in the upright 21 opens out through a nozzle 12 in the center of the die 81. The fuel is sprayed as described above, the jet 16 produced by the nozzle 12 widening inside the single rod 9

Dans tous les modes de réalisation décrits précédemment, la buse 12 était alimenté parune canalisation axiale 11. Cette disposition est avantageuse car elle permet de dégager la filière 8 mais on pourrait également adapter la disposition représentée sur les figures 8 et 9.In all the embodiments described above, the nozzle 12 was supplied by an axial pipe 11. This arrangement is advantageous because it allows the die 8 to be released, but one could also adapt the arrangement shown in Figures 8 and 9.

Dans ce cas, en effet, la buse 12 est constituée par un court tronçon de tube formant gicleur formé vers l'amont et ouvert vers l'aval, et maintenu au centre de la filière 8 à l'amont de celle-ci, par au moins une ailette 24 à l'intérieur de laquelle est percée un canal 25 débouchant à une extrémité dans la buse 12 et à l'autre extrémité à l'extérieur de la filière 8 par un orifice 26 relié à une canalisation 27 d'alimentation en fluide.In this case, in fact, the nozzle 12 is constituted by a short section of tube forming a nozzle formed upstream and open downstream, and held in the center of the die 8 upstream thereof, by at least one fin 24 inside which is pierced a channel 25 opening at one end into the nozzle 12 and at the other end outside of the die 8 by an orifice 26 connected to a supply pipe 27 in fluid.

Les ailettes 24 sont profilées de façon à ne pas entraver la progression de la matière et à ne pas gêner la formation du boudin. En outre, en inclitant les ailettes 24, il est possible de placer la buse 12 au moins partiellement à la pointe du convergent 7 de façon à mieux dégager l'orifice d'entrée de la filière 23.The fins 24 are profiled so as not to hinder the progression of the material and not to hinder the formation of the flange. In addition, by inclining the fins 24, it is possible to place the nozzle 12 at least partially at the tip of the convergent 7 so as to better clear the inlet orifice of the die 23.

L'invention mise en oeuvre dans les différents modes de réalisation quiont été décrits, permet de mettre en suspension la matière combustible avec un débit massique de gaz relativement faible, de l'ordre de 2 à 20% en poids du débit solide, le rapport de la pression du fluide dans la canalisation d'injection 11 à la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte étant compris par exemple entre 2, pour un débit gazeux de 10 % de solide et 3 pour un débit de 3 %.The invention implemented in the various embodiments that have been described, makes it possible to suspend the combustible material with a relatively low mass flow rate of gas, of the order of 2 to 20% by weight of the solid flow rate, the ratio from the pressure of the fluid in the injection pipe 11 to the pressure prevailing inside the enclosure being for example between 2, for a gas flow rate of 10% solid and 3 for a flow rate of 3%.

D'autre part, pour obtenir un jet conservant ses caractéristiques géométriques à l'intérieur du boudin, on peut calculer que l'impulsion doit être au moins égale à 30 Newton par tonne/heure de charbon.On the other hand, to obtain a jet retaining its geometrical characteristics inside the rod, one can calculate that the impulse must be at least equal to 30 Newton per ton / hour of coal.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisations qui ont été décrits à titre d'exemple. Ceux-ci pourraient être modifiés en employant des moyens éqivalents.Of course, the invention is not limited to the details of the embodiments which have been described by way of example. These could be modified by using equivalent means.

D'autre part, dans tous les cas, on s'est basé sur une buse d'injection portant un seul orifice d'injection mais le même résultat pourrait être obtenu, comme représenté sur la figure 10, avec plusieurs orifices répartis autour de l'axe de la buse et donnant un jet global conique centré sur l'axe. Le nombre et le diamètre des orifices seront calculés en fonction de la pression dans la canalisation d'injection puur obtenir l'impul- .sion voulue. On peut alors obtenir un jet plus ouvert, ce qui permet, avec une dépense d'énergie un peu plus importante, de diminuer7distance(L) de la buse à la face de sortie de la filière.On the other hand, in all cases, it was based on an injection nozzle carrying a single injection orifice but the same result could be obtained, as shown in FIG. 10, with several orifices distributed around the 'axis of the nozzle and giving a conical overall jet centered on the axis. The number and the diameter of the orifices will be calculated as a function of the pressure in the injection pipe, in order to obtain the desired pulse. A more open jet can then be obtained, which makes it possible, with a slightly greater energy expenditure, to decrease the distance (L) from the nozzle to the outlet face of the die.

Par ailleurs, si le jet injecté doit nécessairement être cnnstitué d'un fluide compressible, celui-ci pourrait cependant contenir une certaine quantité de liquide en suspension.Furthermore, if the injected jet must necessarily be constituted by a compressible fluid, this could however contain a certain quantity of liquid in suspension.

Claims (15)

1.- Procédé de pulvérisa ion d'une matière combustible solide introduite à l'intérieur d'une enceinte (1) au moyen d'un transporteur à vis (2) constitué d'au moins une vis (3) entrainée en rotation à l'intérieur d'un fourreau (2) muni à une extrémité amont d'un orifice (5) d'entrée de la matière sous forme divisée et à une extrémité aval d'au moins une filière (8) débouchant par un orifice de sortie (17) à l'intérieur de l'enceinte (1) et dans laquelle est formé par extrusion un boudin (9) de matière comprimée, celle-ci étant désagrégée par au moins un jet de gaz injecté sous forte pression, à partir de l'intérieur et dans l'axe de la filière (8), caractérisé par le fait que l'on injecte le gaz avec une impulsion suffisante pour former sensiblement un cône (16) centré sur l'axe du boudin (9) en s'élargissant à l'intérieur de celui-ci, chaque boudin (9) étant constitué d'un tube creux dont la paroi interne s'effrite au cours de son avancement dans la filière et prend la forme du jet en libérant des particules qui sont aspirées dans le jet et introduites avec lui dans l'enceinte.1.- Process for spraying a solid combustible material introduced inside an enclosure (1) by means of a screw conveyor (2) consisting of at least one screw (3) driven in rotation at the interior of a sheath (2) provided at an upstream end with an orifice (5) for entering the material in divided form and at a downstream end with at least one die (8) opening out through an orifice outlet (17) inside the enclosure (1) and in which a rod (9) of compressed material is formed by extrusion, the latter being disintegrated by at least one jet of gas injected under high pressure, from from the inside and in the axis of the die (8), characterized in that the gas is injected with a sufficient pulse to substantially form a cone (16) centered on the axis of the rod (9) in widening inside thereof, each tube (9) consisting of a hollow tube whose internal wall crumbles as it advances in the die and takes the form of the jet in releasing particles which are sucked into the jet and introduced with it into the enclosure. 2.- Procédé de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on détermine l'origine du jet et son impulsion de telle sorte que le cône (16) formé atteigne un diamètre de l'ordre de celui de l'orifice de sortie (17) de la filière (8), dans le plan de celui-ci.2.- spraying method according to claim 1, characterized in that the origin of the jet and its pulse are determined so that the cone (16) formed reaches a diameter of the order of that of the outlet orifice (17) of the die (8), in the plane of the latter. 3.- Procédé de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'impulsion du jet gazeux est au moins égale à 30 Newton par tonne/heure de combustible injecté.3.- spraying method according to claim 1, characterized in that the pulse of the gas jet is at least equal to 30 Newton per tonne / hour of fuel injected. 4.- Procédé de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le débit massique de gaz injecté est dans une proportion comprise entre 2% et 20 % du débit de combustible introduit par la filière.4.- spraying method according to claim 1, characterized in that the mass flow rate of gas injected is in a proportion of between 2% and 20% of the fuel flow rate introduced by the die. 5.- Procédé de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'impulsion du jet est réglée de telle sorte qu'au point d'injection (12) le gaz ait une vitesse comprise entre 50 m/s et la vitesse du son.5.- spraying method according to one of the preceding claims, characterized in that the jet pulse is adjusted so that at the injection point (12) the gas has a speed between 50 m / s and the speed of sound. 6.- Dispositif de pulvérisation d'une matière combustible solide à l'intérieur d'une enceinte (1) comprenant d'une part un transporteur à vis6.- Device for spraying a solid combustible material inside an enclosure (1) comprising on the one hand a screw conveyor (2) constitué d'au moins une vis (3) entrainée en rotation à l'intérieur d'un fourreau (2) muni à une extrémité amont d'un orifice (5) d'alimentation en matière combustible et à une extrémité aval d'au moins une filière (8) débouchant à l'intérieur de l'enceinte (1) par un orifice (17) de sortie d'un boudin (9) de matière comprimée et d'au moins une buse (12) d'injection d'un jet de gaz sous forte pression pour la désagrégation de la matière comprimée, caractérisé par le fait que la buse (12) est placée à une distance (L) telle en amont de l'orifice de sortie (17) de la filière que, compte tenu de l'impulsion du jet, celui-ci s'élargisse en forme de cône à l'intérieur du boudin jusqu'à atteindre un diamètre de l'ordre de celui de l'orifice de sortie (17) de la filière (8) dans le plan de celui-ci.(2) consisting of at least one screw (3) driven in rotation inside a sheath (2) provided at an upstream end with an orifice (5) for supplying combustible material and at a downstream end at least one die (8) opening into the interior of the enclosure (1) through an orifice (17) for exit from a rod (9) of compressed material and at least one nozzle (12) d injection of a gas jet under high pressure for the disintegration of the compressed material, characterized in that the nozzle (12) is placed at a distance (L) such upstream of the outlet orifice (17) of the die that, taking into account the impulse of the jet, it widens in the form of a cone inside the rod until it reaches a diameter of l 'order of that of the outlet orifice (17) of the die (8) in the plane thereof. 7.- Dispositif de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le transporteur à vis comprend au moins deux vis (3,3') et deux filières (8,8') centrées chacune sur l'axe d'une vis et que chaque filière (8 8') est associée à une buse (12, 12') d'injection de gaz placée dans son axe.7.- spraying device according to claim 6, characterized in that the screw conveyor comprises at least two screws (3.3 ') and two dies (8.8') each centered on the axis of a screw and that each die (8 8 ') is associated with a gas injection nozzle (12, 12') placed in its axis. 8.- Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la buse (12) est placée en amont de l'orifice de sortie (17) de la filière à une distance (L) comprise entre 1,5 et 2,5 fois le diamètre de la filière.8.- Spray device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the nozzle (12) is placed upstream of the outlet orifice (17) of the die at a distance (L) between 1.5 and 2.5 times the diameter of the die. 9.- Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendication 6 et 7 caractérisé par le fait que la buse d'injection (12) associée à chaque filière (8) est cnnstituée par un petit tronçon de tube fermé vers l'amont et ouvert vers l'aval et maintenu dans l'axe de la partie amont de la filière par au moins une ailette profilée (24) à l'intérieur de laquelle est ménagé un canal (25) débouchant à une extrémité dans la buse d'injection (12) et à l'autre extrémité à l'extérieur de la filière (8) par un orifice (26) relié à une canalisation (27) d'alimentation en gaz.9.- spraying device according to one of claims 6 and 7 characterized in that the injection nozzle (12) associated with each die (8) is cnnstituée by a small section of tube closed upstream and open downstream and maintained in the axis of the upstream part of the die by at least one profiled fin (24) inside which is formed a channel (25) opening at one end into the injection nozzle ( 12) and at the other end outside the die (8) through an orifice (26) connected to a gas supply pipe (27). 10.- Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que chaque buse d'injection (12) est placée à l'extrémité d'une canalisation d'alimentation (11) ménagée le long de l'axe de la vis (3) correspondante.10.- spraying device according to one of claims 6 and 7, characterized in that each injection nozzle (12) is placed at the end of a supply line (11) formed along the 'axis of the corresponding screw (3). 11.- Dispositif de pulvérisation selon la revendication 10, caractérisé par le fait que, chaque filière (8) étant placée au fond d'un convergent (7) dans lequel pénètre une pointe conique (14) placée à l'extrémité de la vis (3) correspondante, la buse d'injection (12) est placée dans le prolongement de la pointe conique et pénètre à l'intérieur de la filière pour constituer un mandrin coopérant avec la filière pour la formation d'un boudin creux.11.- spraying device according to claim 10, characterized in that, each die (8) being placed at the bottom of a convergent (7) into which penetrates a conical point (14) placed at the end of the screw (3) corresponding, the injection nozzle (12) is placed in the extension of the conical tip and penetrates inside the die to form a mandrel cooperating with the die for the formation of a hollow rod. 12.- Dispositif de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que, le transporteur à vis (2) comprenant trois vis engrenant l'une dans l'autre et réparties autour d'un montant central (21) remplissant l'espace compris entre les vis (3) au centre du fourreau (2) enveloppant extérieurement les vis, la canalisation d'injection (11) du jet gazeux est ménagée dans l'axe du fourreau (2), à l'intérieur du montant central (21).12.- spraying device according to claim 6, characterized in that, the screw conveyor (2) comprising three screws meshing one inside the other and distributed around a central upright (21) filling the space included between the screws (3) in the center of the sleeve (2) externally enveloping the screws, the injection pipe (11) of the gas jet is formed in the axis of the sleeve (2), inside the central upright ( 21). 13.- Dispositif de pulvérisation selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la canalisation( 11) est montée coulissante le long d'un alésage (13) percé dans l'axe de la vis, celle-ci étant munie d'un dispositif (28) de réglage de la position de la buse de sortie (12) par coulissement de la canalisation (11)13.- spraying device according to claim 10, characterized in that the pipe (11) is slidably mounted along a bore (13) pierced in the axis of the screw, the latter being provided with a device (28) for adjusting the position of the outlet nozzle (12) by sliding the pipe (11) 14.- Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque buse d'injection (12) comprend une pluralité d'orifices dont les axes sont répartis autour de l'axe de la buse et sont dirigés de façon à former un jet unique qui s'élargisse en forme conique.14.- spraying device according to one of the preceding claims, characterized in that each injection nozzle (12) comprises a plurality of orifices whose axes are distributed around the axis of the nozzle and are directed from so as to form a single jet which widens in conical shape.
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