FR2485163A1 - Low nitrous oxides emission combustion process - slows down mixing by blocking air admission all around burner and deflecting fuel away from air - Google Patents

Low nitrous oxides emission combustion process - slows down mixing by blocking air admission all around burner and deflecting fuel away from air Download PDF

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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02Disposition of air supply not passing through burner

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Abstract

The low nitrous oxides emission combustion process is for gaseous or liquid fuels, in industrial usage. It is based on the principle that slowing down the air-fuel mixture rate reduces the amount of nitrous oxides formed. This is achieved by limiting the arc of air admission, with coaxial burners and air casings, to 240 deg. or less, centred on the axis, by blocking part of the flow annulus. The fuel discharge orifice axis is pref. also angled 5-45 deg. to the burner axis, towards the centre of area of the blocked portion. The fuel-air flow ratio may be preset to a value exceeding 0.3. The burner liq. position may be selected for optimum geometrical parameters, depending on the burner type.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de combustion avec le minimum d'émission d'oxydes d'azote Ni.  The present invention relates to a method and a combustion device with the minimum emission of nitrogen oxides Ni.

La quantité d'oxydes d'azote ( désignés dans la suite par NOx) qui se forme lors de la combustion de combustibles gazeux ou li quideSans différents fours ou chaudieres industriels , dépend des conditions de combustion ,notamment de facteurs tels que la tempé- rature de flamme , la concentration en oxygène et le temps de séjour des gaz de combustion dans la zone à haute température ;; plus la température de flamme est élevée et plus la concentration en oxygène est grande , plus la quantité d'oxydes d'azote formés est élevée
Il est d'une pratique courante dans le domaine de la combustion d'assurer un mélange uniforme de lair de combustion avec le combustible aussitôt que possible afin de produire une combustion rapide et dans le but d1augmenter le rendement de combustion e Cependant, une telle combustion rapide élève la température de flamme élargit la la zone à haute température dans le foyer et augmente la eoncentration localisée en oxygène dans la zone de combustion, avec pour résultat la formation dune grande quantité d'oxydes azote
NOx . On enregistre par conséquent une incompatibilité entre la tendance d'augmentation du rendement de combustion maximum et de diminution de la pollution de l'environnement au minimum
En tenant de ces considérations, les inventeurs ont effectué des recherches intensives pour mettre au point un moyen rationnel permettant de supprimer le mélange rapide du combustible et de l'air de manière à établir une combustion lente ou gracluelle permettant de réduire au au minimum l'émission d'oxydes azote NOx
On a trouvé que, en injectant l'air de combustion dans ie foyer de façon à produire un motif d'écoulement dévié asymétriquement par rapport à l'axe du corps d'injection d'air ou de la plaque porte-br0leur,et en limitant la déviation de l'écoulement d'air dans une plage fixe , il était possible d'effectuer la combustion en réduisant efficacement au minimum la formation des oxydes d'azote
NOx tout en augmentant le rendement de combustion, ce qui est également avantageux du point de vue de l'économie d'énergie.
The amount of nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) which is formed during the combustion of gaseous or liquid fuels without different furnaces or industrial boilers, depends on the combustion conditions, in particular on factors such as the temperature the oxygen concentration and the residence time of the combustion gases in the high temperature zone; the higher the flame temperature and the higher the oxygen concentration, the higher the amount of nitrogen oxides formed
It is common practice in the field of combustion to ensure a uniform mixture of combustion air with the fuel as soon as possible in order to produce a rapid combustion and with the aim of increasing the combustion efficiency. However, such combustion fast raises the flame temperature widens the zone at high temperature in the focus and increases the localized concentration of oxygen in the combustion zone, resulting in the formation of a large amount of nitrogen oxides
NOx. There is therefore an incompatibility between the trend of increasing the maximum combustion efficiency and reducing the environmental pollution to a minimum.
In view of these considerations, the inventors have conducted intensive research to develop a rational means of suppressing the rapid mixing of fuel and air so as to establish a slow or flaky combustion to minimize emission of NOx nitrogen oxides
It has been found that by injecting the combustion air into the furnace so as to produce a flow pattern deviated asymmetrically with respect to the axis of the air injection body or the burner plate, and limiting the deflection of the air flow in a fixed range, it was possible to carry out the combustion by effectively minimizing the formation of nitrogen oxides
NOx while increasing the efficiency of combustion, which is also advantageous from the point of view of energy saving.

L'invention a en conséquence pour but de fournir un nouveau procédé de combustion avec le minimum d'émission d'oxydes d'azote
NOx en utilisant des combustibles gazeux, liquides ou solidesidans différents foyers ou chaudières industriels , procédé caractérisé en ce que l'angle de secteur ou d'ouverture d'une zone d'injection de l'air de combustion qui doit être introduit dans un foyer par 11 intermédiaire d'une plaque porte-brûleur ou d'un corps d'injection d'air est inférieur à 2400 , le sommet dudit angle étant place sur l'axe de la plaque porte-bruleur ou du corps dlinjection d'air de façon que ledit air de combustion soit injecté dans le brûleur de manière à suivre un trajet d'écoulement dévié asymétriquement par rapport à l'axe de la plaque porte- iGleur ou du corps d'injec- tion d'air
L'invention a également pour but de fournir un procédé de combustion tel que défini ci-dessus , caractérisé en qu'un combustible est injecté avec déviation en utilisant un brOleur d'injection de combustible dont le conduit d'injection est incliné d'un angle de 5 à 450 par rapport à l'axe du brOleur ledit brûleur étant appelé "brûleur du type incliné"
L'invention a en outre pour but de fournir un procédé de combustion du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le rapport entre le débit de combustible et le débit d'air de combustion est commandé de façon à être supérieur à 0,3
L'invention a également pour but de fournir un procédé de combustion du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la position de l'embout de brûleur est déterminée de manière que le rapport ( L/D) entre le diamètre (D) de l'ouverture ménagée dans la surface extreme intérieure de la plaque porte-brOleur et la distance (L) séparant la surface extrême intérieure de plaque porte-brûleur de l'embout de brûleur est inférieur à 1,3 pour le brûleur de type incliné et inférieur à 0,8 pour le brûleur de type normal.
The purpose of the invention is therefore to provide a new combustion process with the minimum emission of nitrogen oxides
NOx using gaseous, liquid or solid fuels in different industrial furnaces or boilers, characterized in that the sector or opening angle of a combustion air injection zone to be introduced into a furnace by means of a burner plate or an air injection body is less than 2400, the apex of said angle being placed on the axis of the burner plate or the air injection body of whereby said combustion air is injected into the burner so as to follow a flow path deviated asymmetrically with respect to the axis of the carrier plate or the air injection body
The invention also aims to provide a combustion method as defined above, characterized in that a fuel is injected with deviation using a fuel injection burner whose injection pipe is inclined by a angle of 5 to 450 with respect to the axis of the burner said burner being called "inclined burner"
The invention further aims to provide a combustion method of the type defined above, characterized in that the ratio between the fuel flow rate and the combustion air flow rate is controlled so as to be greater than 0, 3
The invention also aims to provide a combustion method of the type defined above, characterized in that the position of the burner tip is determined so that the ratio (L / D) between the diameter (D) the opening in the inner end surface of the burner plate and the distance (L) separating the burner plate inner end surface from the burner tip is less than 1.3 for the inclined burner and less than 0.8 for the normal type burner.

L'invention a également pour but de fournir un procédé de combustion du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la direction de déviation de l'écoulement d'air est déterminée en fonction des positions relatives entre le brOleur et la matière à chauffer de façon que l'écoulement d'air de combustion ne puisse pas arriver directement sur ladite matière
L'invention a en outre pour but de fournir un procédé de combustion du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le combustible est injecté avec déviation en direction du côté qui est placé à l'opposé du centre de gravité de l'écoulement d'air de combustion.
The invention also aims to provide a combustion method of the type defined above, characterized in that the direction of deflection of the air flow is determined according to the relative positions between the burner and the material to be heated so that the combustion air flow can not arrive directly on said material
The invention further aims to provide a combustion method of the type defined above, characterized in that the fuel is injected with deviation towards the side which is placed opposite the center of gravity of the flow combustion air.

L'invention a également pour but de fournir un dispositif de combustion à deux étes, utilisable aws différents foyers ou chaudières industriels et caractérisé en ce qu'il est prévu, à l'extérieur d'une plaque porte-brOleur , qui est pourvue d'un brûleur et d'un passage d'entrée d'air de combustion primaire entourant ledit brûleur, des passages entrée d'air de combustion
secondaire, et en ce que l'angle d'ouverture de la zone d'injecté tion d'air correspondant auxdits passages d'entrée d'air secondaire est inférieur à 240 , le sommet dudit angle étant placé sur l'axe de la plaque porte-brOleur
L'invention a en outre pour but de fournir un dispositif de combustion à deux étages, utilisable avec différents foyers ou chaudières industriels et caractérisé en ce qu'il est prévu à l'extérieur d'une plaque porte-brOleur, pourvue d'un brûleur et d'un passage d'entrée d'air de combustion primaire entourant ledit brûleur, des passages d'entrée d'air de combustion secondaire et en ce que l'angle d'ouverture de la zone d'injection d'air de chacun desdits passages d'entrée d'air primaire et d'air secondaire est inférieur à 240 , le sommet dudit angle étant placé sur l'axe de la plaque porte-brOleur.
The object of the invention is also to provide a two-stage combustion device that can be used for different industrial furnaces or boilers and characterized in that it is provided, on the outside of a burner plate, which is provided with a burner and a primary combustion air inlet passage surrounding said burner, combustion air inlet passages
secondary, and in that the opening angle of the air injection zone corresponding to said secondary air inlet passages is less than 240, the vertex of said angle being placed on the axis of the plate door-BURNER
The invention further aims to provide a two-stage combustion device, usable with different foci or industrial boilers and characterized in that it is provided on the outside of a plate-burner, provided with a burner and a primary combustion air inlet passage surrounding said burner, secondary combustion air inlet passages and that the opening angle of the air injection zone of each of said primary air and secondary air inlet passages is less than 240, the vertex of said angle being placed on the axis of the bristle plate.

L'invention a en outre pour but de fournir un dispositif de combustion avec le minimum d'émission d'oxydes d'azqte NOx comportant un bruleur placé à l'intérieur d'un corps d'injection d'air et coaxialement par rapport à celui-ci-, dispositif caractérisé en ce que ledit corps d'injection d'air est pourvu de trous d'injection d'air de combustion placés dans une zone limitée de façon-que l'air de combustion,après avoir été injecté , suive un trajet d'écoulement déviéasymétriquement par-rapport audit axe , ledit brOleur étant pourvu d'un trou d'injection de combustible qui est incliné en direction du côté opposé à ladite zone limitée dudit corps d'injection d'air. The invention further aims to provide a combustion device with the minimum emission of NOx oxide oxides comprising a burner placed inside an air injection body and coaxially with respect to the latter, characterized in that said air injection body is provided with combustion air injection holes placed in a limited area so that the combustion air, after having been injected, following a flow path deviated asymmetrically with respect to said axis, said burner being provided with a fuel injection hole which is inclined towards the opposite side to said limited area of said air injection body.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite delta description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Fig.1 (a) est une vue en coupe schématique montrant un exemple concret d'une structure de brûleur utilisée dans la présente invention1
Fig.1 (b) est une vue de face schématique de ladite structure de brOleur,
Fig.2 (a) est une vue en coupe schématique montrant un autre exemple concret d'une structure de brûleur;
Fig.2 (b) est une vue de face schématique de ladite structure de brûleur ;
Fig.3 est une vue en coupe schématique d'un exemple concret de réalisation d'un bruleur de type incliné ;
Fig.4 est une vue schématique montrant un modèle de combustion conforme à la présente invention;;
Eig.5 est un graphique donnant la relation entre la déviation de l'écoulement d'air de combustion et le taux de réduction des oxydes d'azote NOx;
@g.6 est un graphique donnant la relation entre la déviation de 1 l'écoulement d'air de combustion et la formation d'oxydes d'azote NOx ;
Figs.7, 8 et 9 sont des graphiques donnant la relation entre le rapport débit d'air/débit de combustibleet la formation d'oxydes d'azote NOx;
Fig.10 est une vue montrant l'installation d'un brûleur dans une zone correspondante ;
Figs.i1(A) , B et 12(A), (B) sont des graphiques donnant la relation entre la position d'embout de brOleur et la formation d'oxydes d'azote NOX;;
Fig. 13 est une vue montrant les directions d'injection de combustible dans un brûleur ,
Fig. 14(I) à 14(III) sont des graphiques donnant la relation entre les directions d'injection de combustible et la formation d'oxydes d'azote NOx;
Figs. 15(I), (Il) montrent un exemple concret de réalisation d'un dispositif de combustion conforme à l'invention;
Figs.16(I), (II) représentent un autre exemple concret de réalisation d'un dispositif de combustion conforme à l'invention;;
Figs.17(I), (II) sont des graphiques donnant la relation entre la formation d'oxydes azote NOx et la production de fumée
La figure l(a) est une vue en coupe représentant un exemple de construction d'un brûleur utilisé pour effectuer une combustion conformément à la présente invention. On a désigné par 1 une plaque porte-brûleur et par 2 un corps d'injection d'air qui est fixé dans un trou ménagé dans ladite plaque porte-brOleur. Un brûleur proprement dit 4 est disposé coaxialement dans une cavité ménagée dans le corps d'injection d'air 2 et il est pourvu à son extrémité avant d'un trou d'injection de combustible 3.
Other advantages and features of the invention will be demonstrated in the following delta description, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which:
Fig.1 (a) is a schematic sectional view showing a concrete example of a burner structure used in the present invention
Fig.1 (b) is a schematic front view of said burner structure,
Fig.2 (a) is a schematic sectional view showing another concrete example of a burner structure;
Fig.2 (b) is a schematic front view of said burner structure;
Fig.3 is a schematic sectional view of a concrete embodiment of an inclined type burner;
Fig.4 is a schematic view showing a combustion model according to the present invention;
Eig.5 is a graph showing the relationship between the deviation of the combustion air flow and the reduction rate of NOx nitrogen oxides;
Fig. 6 is a graph showing the relationship between the deviation of the combustion air flow and the formation of NOx nitrogen oxides;
Figs.7, 8 and 9 are graphs showing the relationship between the air flow rate / fuel flow ratio and NOx nitrogen oxide formation;
Fig.10 is a view showing the installation of a burner in a corresponding area;
Figs. 11 (A), B and 12 (A), (B) are graphs showing the relationship between the burner tip position and the formation of NOX nitrogen oxides;
Fig. 13 is a view showing the directions of fuel injection into a burner,
Fig. 14 (I) to 14 (III) are graphs showing the relationship between fuel injection directions and the formation of NOx nitrogen oxides;
Figs. (I), (II) show a concrete example of embodiment of a combustion device according to the invention;
Figs.16 (I), (II) show another concrete embodiment of a combustion device according to the invention;
Figs.17 (I), (II) are graphs showing the relationship between the formation of nitrogen oxides NOx and the production of smoke
Fig. 1 (a) is a sectional view showing an example of a construction of a burner used to effect combustion in accordance with the present invention. 1 has designated a burner plate and 2 an air injection body which is fixed in a hole in said burner plate. A burner proper 4 is arranged coaxially in a cavity formed in the air injection body 2 and is provided at its front end with a fuel injection hole 3.

Le corps d'injection d'air 2; comme indiqué sur la figure 9 (b ),
à la différence du corps connu dont toute la partie épaisse se trouve à l'état couvert, est fermé a l'exception des trous 5 ménagés dans la partie épaisse le long d'un arc dont le centre est situé sur l'axe du corps 2.En conséquence, de l'air de combustion est injecté dans le foyer , non pas uniformément sur toute la circonférence mais localement par l'intermédiaire desdits trous 5 0 Il en résulte que, dans les conditions ordinaires ou toute la circonférence du corps d'injection d'oit est uniformément ouverte, l'air de combustion suit un trajet d'écoulement symétrique par rapport à
du corps l'axe/d'inZection d'air ou du brûleur ( un tel écoulement de l'air de combustion étant appelé "écoulement uniforme" tendis que, lorsque l'écoulement d'air est localisé dans la zone ouverte du corps 2, comme indiqué sur les dessins, on fait sorte que l'air injecté dans le foyer suive un trajet d'écoulement dévié asymétriquement par rapport à l'axe du corps d'injection d'air ou de la plaque porte-brOleur. Le degré de déviation d'écoulement est fonction de la grandeur de l'angle d'ouverture ( ou angle au centre O ) formé entre deux droites reliant les côtés opposés de la zone d'ouverture. Si 11 angle d'ouverture est égal à 360D, l'écoulement d'air résultant correspond à l'écoulement uniforme ordinaire,et il est à noter que, plus l'angle est petit , plus la déviation de l'écoulement d'air est grande. Dans ce cas, le degré de déviation peut etre commandé éventuellement en déterminant de façon approprié le nombre et les positions des trous ménagés dans le corps d'injection d'air. Un autre moyen pour créer une déviation dans l'écoulement d'air consisterait à placer un écran ou un autre organe d'obstruction dans une partie de l'ouverture ménagée dans la plaque porte-brûleur afin d'obturer localement ladite ouverture et d'arrUter ainsi une partie de l'écoulement d'air traversant la plaque porte-brOleur ou le corps d'injection d'air . En variante, il est également possible d'installer un tube coudé en amont et à proximité de l'orifice d'admission d'air de la plaque porte-brûleur en vue de créer un écoulement d'air dévié suivant des principes hydrodynamiques .Conformément à la présente invention, la zone d'ouverture pour l'injection d'air de combustion qui est définie localement dans la plaque porte-brûleur ou dans le corps d'injection d'air sera appelée simplement dans la suite la "zone d'ouverture" tandis que l'angle (ou angle au centre O ) formé par ladite zone d'ouverture sera appelé "l'angle d'ouver- ture"), cet angle servant de référence pour indiquer le degré de déviation de l'écoulement d'air injecté.Sur la figure î(b .), les trous 5 ont été représentés comme étant placés dans la moitié inférieure du corps d'injection d'air afin de créer un écoulement d'air dévié dans la région inférieure mais" comme cela- sera précise dans la suite, la région ou un -écoulement d'air dévié est établi peut etre déterminée à volonté.Par exemple1 on peut prévoir les trous 5 dans la région supérieure ou bien dans la region de droite ou de gauche du corps d'injection d'aire
La plaque porte-brûleur ou le corps d'injection d'air utilisé dans la présente invention peuvent avoir une forme rectangulaire, comme le montre la figure 2, auquel cas également, comme sur la figure 1, il est possible de commander le degré de déviation par l'angle d'ouverture O de ladite zone d'ouverture0
Conformément à la présente invention, l'injection déviée d'air de combustion dans un foyer est destinée à supprimer le mélange rapide du combustible et de l'air de combustion, comme décrit ci-dessus, en vue de maintenir une condition de combustion lente tout en assurant l'Quto-circulation des gaz brûlés. Dans ce brut, l'angle d'ouverture est limité à une valeur d'environ 240 comme cela sera précisé dans la suite
Le brûleur utilisé dans la présente invention peut entre un brûleur ordinaire ( qui sera appele dans la suite "brûleur de type droit @ "), dans lequel le trou d'injection de combustible ménagé dans l'embout est aligné avec l1axe du brûleur ; cependant, on peut avoir dffaire à un autre type de brûleur tel que celui représenté sur la figure 3 , où le trou d1injection de combustible 3 est incliné d'un angle fixe i par rapport à l'axe du brûleur
A ( ce brûleur étant appelé dans la suite "brûleur de type incliné").
The air injection body 2; as shown in Figure 9 (b),
unlike the known body, the entire thick part of which is in the covered state, is closed with the exception of the holes 5 formed in the thick part along an arc whose center is situated on the axis of the body 2. As a result, combustion air is injected into the furnace, not uniformly over the entire circumference, but locally through said holes. As a result, under ordinary conditions or the entire circumference of the body injection is uniformly open, the combustion air follows a symmetrical flow path with respect to
of the air / burner shaft or burner (such a flow of combustion air being called "uniform flow" as when the air flow is located in the open area of the body 2 as shown in the drawings, it is arranged that the air injected into the furnace follows a flow path deviated asymmetrically with respect to the axis of the air injection body or the burner plate. the flow deflection is a function of the magnitude of the aperture angle (or center angle O) formed between two straight lines connecting the opposite sides of the aperture area, If the aperture angle is equal to 360D, the resultant airflow corresponds to the ordinary uniform flow, and it should be noted that the smaller the angle, the greater the deviation of the airflow, in which case the degree of deflection can be controlled optionally by appropriately determining the number and positions of the holes Another means of creating a deflection in the air flow would be to place a screen or other obstructing member in a portion of the opening in the carrier plate. burner so as to locally seal said opening and thereby stop a portion of the air flow passing through the burner plate or the air injection body. Alternatively, it is also possible to install an elbow tube upstream and near the air inlet port of the burner plate to create a flow of air deflected according to hydrodynamic principles. In the present invention, the opening zone for combustion air injection which is defined locally in the burner plate or in the air injection body will be called simply in the following the "zone of combustion". opening "while the angle (or center angle O) formed by said opening area will be called the" opening angle "), this angle serving as a reference to indicate the degree of deflection of the flow In FIG. 1 (b), the holes 5 have been shown as being placed in the lower half of the air injection body to create a deflected air flow in the lower region but as it will be precise in the following, the region or an air flow of It is possible to determine the holes 5 in the upper region or in the right or left region of the injection zone body.
The burner plate or the air injection body used in the present invention may have a rectangular shape, as shown in FIG. 2, in which case also, as in FIG. 1, it is possible to control the degree of deflection by the opening angle O of said opening zone
In accordance with the present invention, the deflected injection of combustion air into a furnace is intended to suppress the rapid mixing of fuel and combustion air, as described above, in order to maintain a slow combustion condition. while ensuring the self-circulation of flue gases. In this rough, the opening angle is limited to a value of about 240 as will be specified in the following
The burner used in the present invention may be between an ordinary burner (hereinafter referred to as "straight burner"), wherein the fuel injection hole in the nozzle is aligned with the burner axis; however, there may be another type of burner such as that shown in FIG. 3, where the fuel injection hole 3 is inclined at a fixed angle i with respect to the axis of the burner
A (this burner being called in the following "inclined type burner").

La figure 4 représente schématiquement un modèle de combustion créé dans un dispositif de combustion pourvu d'une structure de brûleur telle que celle de la figure 1 ( le brûleur utilisé étant un brûleur de type incliné tel que celui de la figure 3). Sur cette figure, l'air A de combustion est injecté par l'intermédiaire d'une zone d'ouverture ménagée dans la région inférieure d'un corps d'injection d'air 2 de manière à pénétrer dans le foyer à partir de la moitié inférieure de la plaque porte-brûleur 1.Le combustible
F est injecté du côté où se trouve moins d'air de combustion A,en passant par la moitié supérieure de l'ouverture de plaque porte- brûleur avant de pénétrer dans le foyer. I1 en résulte que le mélange de l'air de combustion avec le combustible est effectué graduellement, de sorte que la combustion se déroule lentement , par comparaison au cas où il est prévu un écoulement uniforme d'air de combustion. En outre, dans ce processus de combustion, les gaz brûlés G, comme indiqué, sont propulsés dans le courant d'air de combustion
A par la force vive de ce dernier et,en outre, il se produit très efficacement ce qu'on appelle une " auto-circulation des gaz brûlés1'.
FIG. 4 schematically represents a combustion model created in a combustion device provided with a burner structure such as that of FIG. 1 (the burner used being an inclined type burner such as that of FIG. 3). In this figure, the combustion air A is injected through an opening zone in the lower region of an air injection body 2 so as to enter the hearth from the lower half of the burner plate 1.The fuel
F is injected on the side where there is less combustion air A, passing through the upper half of the burner plate opening before entering the fireplace. As a result, mixing of the combustion air with the fuel is carried out gradually, so that the combustion proceeds slowly, compared with the case where a uniform flow of combustion air is provided. In addition, in this combustion process, the flue gases G, as indicated, are propelled into the combustion air stream.
A by the living force of the latter and, in addition, it is very effectively occurs what is called a "self-circulation of flue gases".

Conformément au procédé selon l'invention, la combustion lente créez par le mélange graduel du combustible et de l'air coopère avec l'auto-circulation des gaz brûlés pour produire un effet synergétique , qui établit une distribution uniforme de la température de flamme sans qu'il se produise une région localisée à haute température dans la zone de combustion. I1 est ainsi possible d'obtenir une réduction notable des oxydes d'azote NOx dans des conditions de combustion satisfaisantes. According to the method according to the invention, the slow combustion create by the gradual mixing of the fuel and air cooperates with the self-circulation of the flue gases to produce a synergistic effect, which establishes a uniform distribution of the flame temperature without that a localized region occurs at high temperature in the combustion zone. It is thus possible to obtain a significant reduction of nitrogen oxides NOx under satisfactory combustion conditions.

L'effet de réduction des oxydes d'azote NOx dépend dans une large mesUre du degré de déviation de l'écoulement d'air de combustion . Lorsqu'il est trop grand, l'angle d'ouverture O de la zone d'irec:tion d'air de combustion réduit-l'espace avec moins d'air de combustion près du brûleur d'injection de combustible de sorte que la majeure partie du combustible injecté se mélange déjà avec l'air de combustion, ce qui se traduit par un déroulement rapide de la combustion et par une diminution du degré d'auto-circulation des gaz brûlés. The reduction effect of NOx nitrogen oxides depends in a large measure on the degree of deflection of the combustion air flow. When it is too big, the opening angle O of the combustion air gap reduces the space with less combustion air near the fuel injection burner so that most of the injected fuel already mixes with the combustion air, which results in a rapid process of combustion and a decrease in the degree of self-circulation of the burnt gases.

Pour obtenir une combustion satisfaisante avec le minimum de formation d'oxydes d'azote NOx , il faut donner à l'air le degré nécessaire de déviation en vue d'obtenir les effets souhaitables définis ci-dessus. Dans ce but, il faut limiter l'angle d'ouverture O de la zone d'injection d'air ;;. environ 2400, comme cela sera précisé dans la suite
La figure 5 est un graphique donnant es résultats d'un essai eFfectué pour montrer l'influence du degré de déviation de l'écoule ment d'air de combustion sur la diminution des oxydes d'azote NOx cet essai ayant été réalisé en utilisant un foyer de combustion expérimental de 1 m de diamètre et de 4 m de longueur ,(On a utilisé u brûleur et une plaque porte-brûleur du type indiqué sur la figure 1 ).On a adopté dans cet essai les conditions de combustion suivantes:
Combustible : gaz butane ; régime de combustion: 40 x 104 kcal/h; température de foyer : 1300-1350 C ; rapport combustible/air:1,15; température de l'air de combustion préchauffe: 3200C ; et type de brûleur : type droit ou type incliné (dans chaque cas, brûleur à un seul trou).
To achieve satisfactory combustion with the minimum NOx nitrogen oxide formation, the air must be given the necessary degree of deflection in order to achieve the desirable effects defined above. For this purpose, it is necessary to limit the opening angle O of the air injection zone; about 2400, as will be specified later
FIG. 5 is a graph showing the results of a test carried out to show the influence of the degree of deflection of the combustion air flow on the reduction of NOx nitrogen oxides, which test was carried out using a Experimental combustion chamber 1 m in diameter and 4 m in length, (Burner and a burner plate of the type indicated in Figure 1 were used). The following combustion conditions were adopted in this test:
Fuel: butane gas; burning rate: 40 x 104 kcal / h; firing temperature: 1300-1350 C; fuel / air ratio: 1.15; temperature of preheated combustion air: 3200C; and type of burner: straight type or inclined type (in each case, single-hole burner).

Sur la figure 5, une courbe (I) correspond à l'utilisation du brûleur droit tandis que les courbes (II) et (ici) correspondent à l'utilisation du brûleur de type incliné , l'angle d'inclinaison étant respectivement de 150 et 300 (angle d'élévation).En ordonnées , on a porté les valeurs, exprimées en pourcentage, du taux de diminution de formation des oxydes d'azote NOx lorsque l'air de combustion suit un modèle d'écoulement uniforme (la quantité d'oxydes d'azote NOx formée dans le cas d'un modèle d'écoulement uniforme étant de 108 ppm pour le brûleur de type droit, de 80 ppm pour le brûleur du type incliné à 15 , et 56 ppm pour le brûleur du type incliné à 30 ) v Comme le montre le graphique, sur lequel on a porté en abscisses l'angle d'ouverture le , le taux de diminution des oxydes d'azote NOx augmente à mesure que 11 angle d'ouverture O de la zone d'injection d'air est réduit pour augmenter le degré de déviation, indépendamment du type de brûleur; on voit que la quantité de NOx correspondant à un ongle d'ouverture d'environ 2400C ou moins diminue d'environ 20% ou plus par comparaison à la quantité d'oxydes d'azote NOx produite pour un écoulement d'air uniforme ( angle d'ouverture O = 3600). In FIG. 5, a curve (I) corresponds to the use of the right burner while the curves (II) and (here) correspond to the use of the inclined burner, the angle of inclination being respectively 150 and 300 (elevation angle) .In the ordinates, the percentages of the rate of NOx oxidation formation decrease are taken when the combustion air follows a uniform flow pattern (the amount of of nitrogen oxides NOx formed in the case of a uniform flow pattern being 108 ppm for the straight type burner, 80 ppm for the burner of the type inclined at 15, and 56 ppm for the burner of the type tilted to 30) v As shown in the graph, on which the aperture angle θ has been plotted on the abscissa, the rate of decrease of the NOx nitrogen oxides increases as the aperture angle θ of the zone d air injection is reduced to increase the degree of deflection, regardless of the type of burner; it can be seen that the amount of NOx corresponding to an opening fingernail of about 2400C or less decreases by about 20% or more compared to the amount of NOx oxides produced for uniform airflow (angle opening O = 3600).

On constate que l'effet de l'utilisation d'un brûleur de type incliné est remarquable , le taux de diminution des oxydes d'aote pour un angle d'ouverture de 12Q atteignant une valeur élevée de 80% . Le brûleur de type incliné a pour fonction de permettre un déroulement lent du mélange du combustible et de l'air dans les phases initiales de combustion, en diminuant la temperature maximale de flamme et en permettant le déroulement de la combustion à une température constante, ce qui réduit le degré de formation des oxydes d'azote NOx .Cet effet du brûleur de type incliné coopère avec l'effet créé par la déviation contrôlée de l'air de combustion pour contribuer à diminuer encore la quantité des oxydes d'azote NOx formée o Pour que le brûleur de type incliné remplisse efficacement sa fonction, on peut choisir l'angle d'inclinaison α; dans une plage comprise entre environ 5 et 450,la valeur la plus avantageuse étant d'environ 300
Le brûleur de type incliné fournit un moyen de diminution de la formation 'oxydes d'azote NOx du fait qu'il a pour fonction de supprimer le mélange du combustible et de l'air, comme décrit ci-dessus . Generalement, on constate que l'effet de réduction de formation des oxydes d'azote NOx qui est obtenu en utilisant, en combinaison, deux ou plusieurs types de techniques de diminution de NOx ne correspond pas à la somme de leurs effets individuels
Au contraire, dans le système selon l'invention, l'utilisation
combinée de différentes techniques de diminution des oxydes d'azote
N6x, à savoir le brûleur de type incliné et'le contrôle de la déviation de l'écoulement d'air de combustion , crée un effet syner0tique se traduisant par une forte diminution de formation des oxydes d'azote NOx . Un tel effet synergétique peut également etre obtenu par utilisation combinée de deux ou plusieurs techniques de réduction de formation des oxydes d'azote NOx qui vont etre décrites dans la suite.En conséquence, la présente invention est caractérisée , suivant un aspect, en co que , à la différence du concept classique généralement admis , l'utilisation combinée de différents types de techniques de diminution de formation des oxydes d'azote NOx permet d'améliorer encore cet effet de réduction de NOx
L'effet de réduction do formation des oxydes d'azote NOx conformément à la présente invention peut encore entre amélioré en utilisant, individuellement ou en combinaison , des moyens de commande de combustion tels que le type de brûleur, le débit d'air, le rapport débit de combustible/débit d'air, la direction d'znjection de combustible et la position de l'embout de brûleur, comme cela va astre précisé dans la suite
La figure 6 est un graphique indiquant,sous forme de comparaison, les quantités de NOx (avec conversion en 11% 02 , ce qui est identi- que dans la suitequi sont produites lors de l'utilisation de
d'injection différents brûleurs , l'angle d'ouverture # de la zone/d'air de combustion étant modifié dans une machine d'essai de combustion utilisée avec de l'huile lourde ( classe C). Les repères indiqués sur le graphique ont été utilisés pour faire la distinction entre les différents types de brûleurs ,comme cela est mis en évidence dans le tableau 1.
It is found that the effect of using an inclined type burner is remarkable, the rate of decrease of the oxides of aote for an opening angle of 12Q reaching a high value of 80%. The function of the sloping type burner is to allow the fuel and air to mix slowly in the initial stages of combustion, by decreasing the maximum flame temperature and allowing the combustion to proceed at a constant temperature. which reduces the degree of formation of nitrogen oxides NOx .This effect of the inclined burner cooperates with the effect created by the controlled deviation of the combustion air to help further reduce the amount of nitrogen oxides NOx formed o In order for the inclined burner to perform its function effectively, the angle of inclination alpha can be chosen; in a range between about 5 and 450, the most advantageous value being about 300
The inclined type burner provides a means of decreasing the formation of NOx nitrogen oxides because its function is to suppress the mixing of fuel and air as described above. Generally, it is found that the nitrogen oxide NOx reduction effect that is obtained by using, in combination, two or more types of NOx reduction techniques does not correspond to the sum of their individual effects.
On the contrary, in the system according to the invention, the use
combination of different techniques for reducing nitrogen oxides
N6x, namely the inclined burner and the control of the deviation of the combustion air flow, creates a synergistic effect resulting in a large decrease in the formation of nitrogen oxides NOx. Such a synergetic effect can also be obtained by the combined use of two or more NOx nitrogen oxide formation reduction techniques which will be described hereinafter. , unlike the generally accepted conventional concept, the combined use of different types of techniques for decreasing the formation of NOx nitrogen oxides further enhances this NOx reducing effect
The NOx nitrogen oxidation reduction effect according to the present invention can be further improved by using, individually or in combination, combustion control means such as burner type, air flow rate, ratio of fuel flow / air flow, the direction of fuel injection and the position of the burner tip, as will be specified in the following
FIG. 6 is a graph showing, in the form of a comparison, the amounts of NOx (with conversion to 11% O 2, which is shown in the following which are produced when using
injection of different burners, the opening angle # of the combustion zone / air being modified in a combustion test machine used with heavy oil (class C). The markings shown on the graph were used to distinguish between different types of burners, as shown in Table 1.

TABLEAU 1: Conditions de combustion

Figure img00120001
TABLE 1: Combustion Conditions
Figure img00120001

<tb> Débit <SEP> de <SEP> combustible <SEP> * <SEP> a <SEP> b <SEP> c
<tb> <SEP> droit <SEP> O <SEP> o- <SEP> o
<tb> type <SEP> de <SEP> brûleur <SEP> lors100
<tb> <SEP> incliné
<tb> <SEP> 200
<tb>
- Le débit de combustible varie avec le diamètre du trou d'injecté gion du brûleur utilisé , les débits a, b et c étant tels que b soit égal au double de a et c soit égal au triple de-a
Le graphique montre que, lorsque l'angle d'ouverture O est réduit pour augmenter la déviation , l'effet de diminution de formation des oxydes d'azote NOx est amplifié , bien qu'on enregis tre une certaine différence en correspondance au type de brûleur, et en outre on constate que l'angle d'ouverture O de 240 ou moins est particulièrement efficace pour réduire l'émission des oxydes d'azote NOx .
<tb> Flow <SEP> of <SEP> fuel <SEP> * <SEP> a <SEP> b <SEP> c
<tb><SEP> Right <SEP> O <SEP> o- <SEP> o
<tb> type <SEP> of <SEP> burner <SEP> when100
<tb><SEP> tilted
<tb><SEP> 200
<Tb>
The fuel flow rate varies with the diameter of the injected hole of the burner used, the flows a, b and c being such that b is equal to twice that of a and c is equal to the triple of-a.
The graph shows that, when the opening angle θ is reduced to increase the deviation, the NOx NOx formation decrease effect is magnified, although a certain difference is recorded in correspondence to the type of NOx. burner, and furthermore it is found that the opening angle O of 240 or less is particularly effective in reducing the emission of NOx nitrogen oxides.

La figure 7 est un graphique donnant la relation entre le rapport débit de combustible/débit d'air et la quantité de NOx émis dans un essai de combustion effectué en utilisant comme combustible du gaz butane et le degré de déviation de l'écoulement d'air de combustion comme paramètre o Sur le graphique, la courbe (a) correspond au cas où l'écoulement d'air est uniforme (angle d'ouverture = 3600) , la courbe b correspondbu cas où l'angle d'ouverture est de 1800 et la courbe c correspond au cas ou l'angle d'ouverture est de 120 . En outre, dans chaque cas, la zone d'injection d'air est positionnée dans la région inférieure du corps d'injection d'air et l'angle d'inclinaison du trou d'injection de combustible ménagé dans le brûleur utilisé est défini par un angle d'élévation La figure 8 est un graphique donnant le résultat des mesures de quantités de Itx émis dans un essai de combustion effectué essentiellement dans les mêmes condi @@@ns que sur la figure 7, excepté qu'on a utilisé comme @ombusti- ble du gaz de four à coke @ @@. Cependant, on a donné une valeur de 15 à l'angle &alpha;; d'inclinaison du trou d'injection de combustible
tomme indiqué sur les figures 7 et 8, bien que la quantité de NOx varie avec la nature du combustible et le type du brûleur, plus le degré de déviation de 11 écoulement d'air de combustion es grand, plus la quantité de NOx formés est faible ; il est à noter que, dans le cas de combustibles gazeux, il se produit une réduction notable de la quantité de NOx quand le rapport entre le débit de combustible et le débit d'air est supérieur ou égal à 0,3 , en étant notamment compris entre 0,5 et 2.En outre, dans le cas de combustibles liquides, ce rapport de débits a moins d'influence sur la formation de NOx.
Figure 7 is a graph showing the relationship between the fuel flow rate / air flow ratio and the amount of NOx emitted in a combustion test performed using butane gas as the fuel and the degree of flow deflection. combustion air as a parameter o On the graph, the curve (a) corresponds to the case where the air flow is uniform (opening angle = 3600), the curve b corresponds to the case where the opening angle is 1800 and the curve c corresponds to the case where the opening angle is 120. In addition, in each case, the air injection zone is positioned in the lower region of the air injection body and the angle of inclination of the fuel injection hole formed in the burner used is defined. Fig. 8 is a graph showing the result of measurements of amounts of Itx emitted in a combustion test carried out essentially in the same conditions as in Fig. 7, except that it was used as @ ombustible coke oven gas @ @@. However, a value of 15 was given to the angle &alpha;; tilt of the fuel injection hole
As shown in FIGS. 7 and 8, although the amount of NOx varies with the nature of the fuel and the type of the burner, the greater the degree of deflection of the combustion air flow, the greater the amount of NOx formed. low ; it should be noted that, in the case of gaseous fuels, there is a significant reduction in the amount of NOx when the ratio between the fuel flow rate and the air flow rate is greater than or equal to 0.3, in particular being between 0.5 and 2. Moreover, in the case of liquid fuels, this flow ratio has less influence on the formation of NOx.

La figure 9 est un graphique donnant la relation entre le rapport débit de combustible/débit d'air et la quantité de NOx formés pour différents types de brûleurs, utilisant du gaz butane comme combustible , l'angle d'ouverture # de la zone d'injection d'air étant de 2400 . Sur le graphique, les repaires en forme de "cercle" correspondent à un brûleur du type droit, les reperes en forme de "triangle" correspondent à un brûleur du type incliné , avec un angle d'inclinaison &alpha; de 150 (ou de 10 ) et les repaires en forme de "carré" correspondent à un brûleur de type incliné, l angle d'incli- naison &alpha; étant de 30 (ou de 20 ) .Le débit d'air correspondant aux repères hachurée est à peu près égal au double du débit correspondant auxrepères non hachurés . On On voit que, comme décrit ci-dessus, par intensification de la déviation d'écoulement d'air et augmenta- tion du rapport débit de combustible/débit d'air, on peut obtenir d'excellents résultats dans une plage définie de rapports de débits pour chaque type de combustible
Comme décrit ci dessus, l'effet d diminution des oxydes d'azote
NOx est amélioré en donnant un dégré défini. de déviation à l'écou- lement d'air de combustion et en utilisant un brûleur de type incliné à la place d'un brûleur de +,ne droit , la réduction et-rimale de formation des oxydes d'azote NOx étant obtenue en utilisant un brûleur de type incliné dont l'angle d'inclinaison c( est d'environ 300.Cependant, si ce brûleur de type incliné correspondant à un angle d'inclinaison i d'environ 300 est directement utilisé dans une installation, le très grand angle de déviation de l'écoulement de combustible injecté peut parfois provoquer un collage de combustible sur la paroi du foyer ou bien sur la paroi du trou ménagé dans la plaque porte-bruleur , ce qui impose des restrictions à l'angle d'inclinaison qu'il est possible d'adopter en pratique; c'est pourquoi on utilise effectivement des angles compris entre environ 10 et 200. En outre, les fait que l'-écoulement de combustible injecté soit dévié fortement ou non a une influence sur la condition de mélange du combustible et de l'air, en provoquant une modification importante du mélange. Dans de telles circonstances, le contrôle du rapport entre le débit de combustible et le débit d'air est utilisé comme moyen très efficace pour diminuer dans des proportions satisfaisantes la quantité d'oxydes d'azote NOx formés
Conformément à la présente invention, il est possible de réduire la quantité des oxydes d'azote NOx formés , d'une manière stabilisée, par réglage additionnel de la position de l'embout de brûleur .L'expression position d'embout de brûleur " se rapporte, comme le montre la figure 10, à la distance L séparant la surface extrême (f),tournée vers l'intérieur du foyer, de la plaque porte-brûleur 1 de l'embout du brûleur 4 0 Du point de vue du mélange rapide et uniforme du combustible injecté l'air de combustion , de la terminaison précoce de la combustion et de l'élimination de l'endommagement de l'embout de brûleur par la chaleur, cet embout de brûleur doit normalement être placé en arrière de la surface extrême (f) de la plaque porte brûleur , c'est-à-dire dans une position compris entre environ 1 et 1,5 en faisant intervenir ledit rapport L/D.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the fuel flow rate / airflow ratio and the amount of NOx formed for different types of burners, using butane gas as the fuel, the opening angle # of the zone d air injection being 2400. On the graph, the "circle" shaped lairs correspond to a right-type burner, the "triangle" -shaped cores correspond to an inclined burner, with an angle of inclination θ; of 150 (or 10) and the "square" shaped hangers correspond to an inclined burner, the inclination angle &alpha; being 30 (or 20) .The air flow corresponding to the shaded landmarks is approximately equal to twice the flow rate corresponding to the unhatched landmarks. It can be seen that, as described above, by increasing the airflow deflection and increasing the fuel flow / airflow ratio, excellent results can be achieved within a defined range of ratios. flow rates for each type of fuel
As described above, the effect of decreasing nitrogen oxides
NOx is improved by giving a defined degree. by diverting the combustion air flow and using an inclined burner instead of a + burner, the NOx nitrogen oxidation reduction being obtained in FIG. using an inclined type burner whose inclination angle c (is about 300.However, if this inclined type burner corresponding to an inclination angle i of about 300 is directly used in an installation, the very large deflection angle of the injected fuel flow can sometimes cause fuel sticking on the wall of the fireplace or on the wall of the hole in the burner plate, which imposes restrictions on the angle of inclination that it is possible to adopt in practice, which is why angles of between approximately 10 and 200 are used. Moreover, the fact that the injected fuel flow is deviated strongly or not has an influence on the fuel mixture condition e and air, causing a significant change in the mixture. In such circumstances, the control of the ratio of fuel flow to air flow is used as a very effective means of decreasing the amount of NOx oxides formed to a satisfactory extent.
According to the present invention, it is possible to reduce the amount of nitrogen oxides NOx formed, in a stabilized manner, by additional adjustment of the position of the burner tip. The expression burner tip position " As shown in FIG. 10, the distance L separating the end surface (f), turned towards the inside of the furnace, from the burner plate 1 of the nozzle of the burner 4 0 is seen from the point of view of FIG. rapid and uniform mixing of the fuel injected combustion air, early termination of combustion and elimination of damage to the burner nozzle by heat, this burner tip should normally be placed back from the end surface (f) of the burner plate, i.e., in a position of between about 1 and 1.5 with said L / D ratio.

La figure 11 est un graphique donnant la relation entre la position d'embout de brûleur et la quantité d'oxydes d'azote NOx formés lorsque l'angle d'ouverture O est de 1800 et lorsqu'on utilise du gaz butane comme combustible , valeurs numériques indiquées sur l'axe horizontal ou des abscisses représentant la position de l'embout de brûleur . (L/D = 0 signifie que l'embout de brûleur affleure la surface extrême intérieure (f) de la plaque porte-brûleur tandis que L/D 9 0 signifie que ledit embout pénètre dans le foyer ).Sur la figure ll (A) , l'écoulement d'air de combustion est uniforme ( l'angle deouverture O de la-zone d'injection d'air est égal à 360 ) tandis que,sur la figure 11 (B), l'écoulement d'air est dévié ( l'angle d'ouverture # ést de 180 ). Fig. 11 is a graph showing the relationship between the burner tip position and the amount of nitrogen oxides NOx formed when the opening angle θ is 1800 and when butane gas is used as the fuel, numerical values indicated on the horizontal axis or abscissas representing the position of the burner tip. (L / D = 0 means that the burner tip is flush with the inner end surface (f) of the burner plate while L / D 90 means that said tip enters the firebox). In FIG. ), the combustion air flow is uniform (the opening angle O of the air-injection zone is equal to 360) whereas, in Figure 11 (B), the air flow is deflected (the opening angle is 180).

On a indiqué dans le tableau 2 les repères prévus sur les graphi- ques pour faire la distinction entre les types de brûleur (type droit et type incliné) et également entre les débits de combustible à cause des différences entre les diamètres des trous d'injection de combustible
TABLEAU 2

Figure img00150001
Table 2 shows the markings on the graphs to distinguish between burner types (straight type and inclined type) and also between fuel flow rates due to differences in injection hole diameters. fuel
TABLE 2
Figure img00150001

<tb> <SEP> Débit <SEP> de <SEP> combustible <SEP> a' <SEP> b' <SEP> G <SEP> w
<tb> <SEP> droit <SEP> C
<tb> type <SEP> de <SEP> brûleur
<tb> <SEP> 15 <SEP>
<tb> <SEP> incliné <SEP> 150 <SEP>
<SEP> t <SEP> 2 <SEP> S
<tb>
* Les débits a', b' et et c' sont tels que si b' soit égal au double de a' et que c' soit égal à 8 fois a
Comme indiqué, lorsque l'écoulement d'air de combustion est uniforme (figure 11 A), le rapprochement de l'embout de brû- leur par rapport au foyer a tendance , dans certains cas, à diminuer la quantité de N6x formés, alors que , dans d'autres cas1 il a tendance à augmenter la quantité de NOx formés , ce qui rend impossible l'obtention d'un résultat défini.Au contraire, I'eff*e diminution des oxydes d'azote NOx formés qui est obtenu en faisant= dévier l'écoulement d'air de combustion conformément à la présente invention, est clair et défini indépendamment du type de brûleur ; en particulier, lorsque L/D est proche de O (c'est-à+dire lorsque l'embout de brûleur vient affleurer la surface extrême intérieure (f) du foyer on observe un excellent effet qui diminue la quantité de NOx formés à peu près de moitié ou en -dessous, à la différence du procédé classique.
<tb><SEP> Flow <SEP> of <SEP> fuel <SEP> a '<SEP>b'<SEP> G <SEP> w
<tb><SEP> Right <SEP> C
<tb> type <SEP> of <SEP> burner
<tb><SEP> 15 <SEP>
<tb><SEP> tilted <SEP> 150 <SEP>
<SEP> t <SEP> 2 <SEP> S
<Tb>
* The flow rates a ', b' and and c 'are such that if b' is twice the number of a 'and that is equal to 8 times
As indicated, when the combustion air flow is uniform (Fig. 11A), bringing the burner tip closer to the focus tends, in some cases, to decrease the amount of N6x formed, then in other cases, it has a tendency to increase the amount of NOx formed, which makes it impossible to obtain a definite result. On the contrary, the effective reduction of NOx oxides formed which is obtained by deflecting the combustion air flow in accordance with the present invention is clear and defined independently of the type of burner; in particular, when L / D is close to O (that is to say when the burner tip is flush with the inner end surface (f) of the hearth there is an excellent effect which decreases the amount of NOx formed little by little almost half or below, unlike the conventional process.

La figure 12 est un graphique donnant la relation entre la position de brûleur et la quantité de NOx formée pour le même essai que l'essai de combustion de la figure 11, mais en utilisant comme combustible du gaz de four à coke . Sur le graphique, on a utilisé les repères indiqués dans le tableau 3 pour faire la distinction entre les types de brûleur et entre les diamètres des trous d'injection de combustible. Fig. 12 is a graph showing the relationship between the burner position and the amount of NOx formed for the same test as the combustion test of Fig. 11, but using as fuel coke oven gas. On the graph, the markings shown in Table 3 were used to distinguish between burner types and between fuel injection hole diameters.

TABLEAU 3

Figure img00160001
TABLE 3
Figure img00160001

<tb> <SEP> *
<tb> <SEP> débit <SEP> de <SEP> combustible <SEP> a" <SEP> b" <SEP> c"
<tb> <SEP> droit <SEP> 0 <SEP> 0a > 8
<tb> type <SEP> de <SEP> brOleur <SEP> J? <SEP>
<tb> <SEP> incliné
<tb> <SEP> 3&commat;
<tb>
* Les débits a", b" , c" et d" sont tels que b" soit égal à deux fois a", c" soit égal à trois fois a" et d" soit égal à quatre fois a".
<tb><SEP> *
<tb><SEP> debit <SEP> of <SEP> fuel <SEP> a "<SEP>b"<SEP> c "
<tb><SEP> Right <SEP> 0 <SEP>0a> 8
<tb> type <SEP> of <SEP> burner <SEP> J? <September>
<tb><SEP> tilted
<tb><SEP> 3 &commat;
<Tb>
* The flow rates a ", b", c "and d" are such that b "is twice as much", c "is three times as" and d "is four times as".

Comme dans le cas de la figure 11, on a observé une diminution notable de formation de NOx , cet effet étant basé sur le contrôle de la position du brûleur lorsque l'écoulement d'air de combustion est dévié conformément à la présente invention. As in the case of Fig. 11, a noticeable decrease in NOx formation was observed, this effect being based on controlling the burner position as the combustion air flow is deflected in accordance with the present invention.

En outre, dans le cas des figures 11 et 12, la combustion s'effectue à l'extérieur de la plage optimale de valeurs du rapport
débit de combustion/débit d'air de combustible(qui varie avec la nature du combustible , tel que du gaz butane et du gaz de four à coke, et qui est déterminée en prenant en considération la distribution des températures dans le foyer ). Il en résulte que, morne lorsqu'on utilise un brûleur du type incliné ou bien des moyens pour rapprocher ce brûleur de la surface extrême intérieure du foyer (en particulier dans le cas de la figure 11 (A) et de la figure 12(A) ), la quantité d'oxydes d'azote NOX formés est relativement élevée.En d'autres termes, le moyen de déviation de l'écoulement d'air de combustion, lorsqu'il est utilisé seul permet de supprimer 17émission d'oxydes d'azote NOx plus efficacement que le brûleur de type incliné ou le rapprochement dudit brûleur par rapport à la surface extrême intérieure du foyer, indépendamment du rapport entre les débits .( Il est inutile de préciser queX si le rapport de débits est règle dans la plage optimale de valeurs, l'effet résultant est plus remarquable ).
In addition, in the case of Figures 11 and 12, the combustion is outside the optimal range of values of the ratio
combustion rate / fuel airflow (which varies with the nature of the fuel, such as butane gas and coke oven gas, and is determined by taking into account the distribution of temperatures in the hearth). As a result, dreary when using an inclined burner or means to bring this burner closer to the inner end surface of the hearth (particularly in the case of Figure 11 (A) and Figure 12 (A). )), the amount of nitrogen oxide NOX formed is relatively high.In other words, the deflection means of the combustion air flow, when used alone allows to suppress the emission of oxides NOx nitrogen more efficiently than the inclined type burner or the closer of said burner with respect to the interior extreme surface of the hearth, irrespective of the relationship between the flow rates (It is needless to say that X if the flow ratio is regulated in the optimal range of values, the resulting effect is more remarkable).

Le moyen de déviation de l'écoulement d'air de combustion est également avantageux du point de vue des conditions de combustion du fait qu'il élargitladite plage optimale .The deflection means of the combustion air flow is also advantageous from the point of view of the combustion conditions because it expands the said optimum range.

La raison pour laquelle le rapprochement de l'embout de brûleur par rapport à la surface extrême intérieure du foyer est efficace pour diminuer la quantité d'oxydes d'azote NOx formés consiste en ce qu'on empêche le mélange du combustible et de l'air a s'effectuer prématurément à l'intérieur de la plaque pertes brûleur de petit volume et on ce qu'on permet au contraire une progression graduelle dudit mélange dans un large volume, le jet résultant d'air de combustion étant injecté dans le foyer avec une force vive suffisante pour entraîner les gaz brûlés, ce qui permet une génération efficace d'une auto-circulation des gaz brûlés en direction de la zone de combustion.La position où on doit placer l'embout de brûleur pour réduire suffisamment la quantité d'oxydes d'azote NOx formés varie avec le type de brûleur et il est nécessaire que la distance L séparant la surface extreme intérieure (f) dtd foyer et l'embout de brûleur ne soit pas supérieure à environ 0,8 fois le diamètre de trou D du brûleur de type droit , et ne soit pas supérieure à environ 1,3 fois le diamètre de trou D du brûleur de type incliné ( dans chaque cas, il est prévu des positions ou l'embout de brûleur fait saillie à l'intérieur du foyer); il est en particulier avantageux que l'embout du brûleur vienne affleurer la surface extrême intérieure du foyer (L/D=O).En outre, si l'embout du brûleur pénètre à l'intérieur du foyer, il est souhai- table que l'angle du trou divergent qui est ménagé dans la plaque porte-brûleur ( c'est-à-dire 11 angle formé par le trou incliné avec la surface de paroi intérieure de la plaque porte-brûleur ) soit inférieur ou égale à 450, en vue d1établir une combustion satisfaisante et de réduire efficacement la formation des oxydes d'azote NOx. The reason that the approach of the burner tip to the inner end surface of the firebox is effective in reducing the amount of NOx oxides formed is that the mixing of the fuel and the fuel is prevented. premature air inside the small volume burner losses plate and on the contrary it is allowed a gradual progression of said mixture in a large volume, the resulting jet of combustion air being injected into the hearth with sufficient live force to drive the flue gas, which allows efficient generation of self-circulation of flue gases to the combustion zone.The position where the burner nozzle is to be placed to sufficiently reduce the amount of NOx oxides formed varies with the type of burner and it is necessary that the distance L separating the inner extreme surface (f) from the hearth and the burner tip is not greater than about 0.8 times the right-hand burner D-hole diameter, and not more than about 1.3 times the inclined-type burner D-hole diameter (in each case, positions or the burner tip protrudes into the fireplace); in particular, it is advantageous for the burner tip to be flush with the inner end surface of the hearth (L / D = O). In addition, if the burner tip enters the hearth, it is desirable that the angle of the diverging hole in the burner plate (i.e. angle formed by the inclined hole with the inner wall surface of the burner plate) is less than or equal to 450, in order to achieve satisfactory combustion and to effectively reduce the formation of NOx nitrogen oxides.

On peut encore amplifier l'effet de diminution de l'émission des oxydes d'azote NOx , conformément à la présente invention, par un réglage de la direction d'injection du combustible sortant du brûleur . L'expression " direction d'injection de combustible" se rapporte, comme indiqué sur la figure 13 lorsqu'on utilise un brûleur de type incliné présentent un angle défini d'inclinaison &alpha;, à une direction (a) pour laquelle le trou d'injection de combustible fait un angle d'élévation c( avec un plan horizontal H passant par l'axe A de la plaque porte-brûleur ou du corps d'injection d'air,à une direction (b) pour laquelle il fait un angle &alpha; ; avec ledit plan horizontal1 ou bien à une direction (c) ou (d) qui est dévIée vers la gauche ou vers la droite dudit plan horizontal H. En résumé, cette expression se rapporte à la direction d'inclinaison du trou d'injection de combustible par rapport à l'axe A
Les figures 14(I)-(III) sont des graphiques donnant la relation pour la direction d 'injection du combustible et la quantité de NOx formés quand l'ecoulement d'air de combustion est dévié
et quand la direction d'injection de combustible , lors de l'utilisa
tion d'un bruleur de type incliné, est modifiée (on a utilisé comme combustible du gaz butane).Les conditions de combustion ont été mises en évidence dans le tableau 4 ci-dessousO
TABLEAU 4
Corps d'injection d'air angle
Figure
d'inclinai
N position de la angle d'ouverture son de brû
zone d'ouver- (# )
leur (&alpha; )
ture
I haute 180 15
II haute 120 15
III basse 120 15
Sur chacune de ces Figures, le symbole indiqué en haut et à gauche signale la position de la zone de sortie d'air de de combustion dans le corps d'injection d'air, la partie hachurée représentant la zone d'ouverture et l'angle au centre # définissant l'angle d'ouverture de ladite zone d'ouverture . L'axe horizontal de chaque graphique représente la direction de combustible exprimée en valeurs angulaires ( ) .Par exemple, si ledit angle est de 0 (ou de 3600) , cela signifie que la direction (b) , figure 13, d'orienta- tion du trou d'injection fait un angle d'élévation &alpha; avec le plan vertical V passant par l'axe A ; un angle de 900 signifie que la direction (e) se trouve dans le plan horizontal H , un angle de 1800 signifie que la direction (a) fait un angle &alpha; dans le plan vertical V tandis qu'un angle de 270 signifie que la direction (d) se trouve dans le plan horizontal H .Sur le graphique, les repères non teintés se rapportent au cas où la position de l'embout de brûleur est réglée de telle sorte que L/D = 0 , tandis que les.
The effect of decreasing NOx nitrogen oxide emission, according to the present invention, can be further amplified by adjusting the injection direction of the fuel leaving the burner. The term "fuel injection direction" refers, as shown in Fig. 13 when using an inclined type burner, having a defined angle of inclination &alpha;, to a direction (a) for which the fuel injection makes an elevation angle c (with a horizontal plane H passing through the axis A of the burner plate or the air injection body, to a direction (b) for which it makes a angle α with said horizontal plane1 or with a direction (c) or (d) which is deviated to the left or right of said horizontal plane H. In short, this expression refers to the direction of inclination of the hole fuel injection with respect to the axis A
Figs. 14 (I) - (III) are graphs showing the relationship for the fuel injection direction and the amount of NOx formed when the combustion air flow is deflected
and when the fuel injection direction, when used
An inclined type burner is modified (butane gas has been used as the fuel). The combustion conditions are shown in Table 4 below.
TABLE 4
Angle air injection body
figure
bowed to
N position of the opening angle of its burning
open area- (#)
their (&alpha;)
ture
I high 180 15
II high 120 15
III bass 120 15
In each of these figures, the symbol indicated at the top left indicates the position of the combustion air outlet zone in the air injection body, the hatched portion representing the opening zone and the center angle # defining the opening angle of said opening area. The horizontal axis of each graph represents the fuel direction expressed in angular values (). For example, if said angle is 0 (or 3600), it means that the direction (b), FIG. injection hole makes an angle of elevation &alpha; with the vertical plane V passing through the axis A; an angle of 900 means that the direction (e) is in the horizontal plane H, an angle of 1800 means that the direction (a) is at an angle &alpha; in the vertical plane V while an angle of 270 means that the direction (d) is in the horizontal plane H. On the graph, the untinted marks refer to the case where the position of the burner tip is set so that L / D = 0, while the.

repères teintes se rapportent au cas oti ladite position est réglée de telle sorte que le rapport L/D = 1,0 (figure 10).Hue marks refer to the case where said position is set so that the L / D ratio = 1.0 (FIG. 10).

Comme le montrent lesdites figures, lors de l'injection du combustible dans une zone autre que celle où est introduit un écoulement d'air de combustion dévié, notamment sur le coté opposé audit écoulement d'air dévié (par exemple si la partie inférieure du corps d'injection d'air est ouverte et si l'air de combustion dévié est introduit dans ladite partie , le trou d'injection de combustible dans le brûleur est orienté dans la direction (a) de la figure (13) , on peut obtenir une diminution substantielle de la quantité d'oxydes d'azote NOx formés
En ce qui concerne les directions d'injection de l'air de combustion et du combustible, il est possible de les régler relativement de façon que lesdites directions ne puissent pas coîncider l'une avec l'autre.Ainsi, tant que la direction d'injection du combustible est déterminée en tenant compte de la direction de déviation de l'écoulement d'air de combustion,cet air peut hêtre injecté dans la partie supérieure , la partie inférieure, la partie latérale de droite ou bien la partie latérale de gauche du corps d'injection d'air -ou bien -dans toute direction désirée. Cependant, lorsque la matière à chauffer dans le foyer ou four, par exemple de l'acier, est soumise à l'écoulement d'air, elle est refroidie por celui-ci, ce qui présente un inconvénient du point de vue de l'efficacité du chauffage.Pour remédier à cette difficulté, il est souhaitable de déterminer la déviation de l'écoulement d'air en fonction des positions relatives entre le brûleur et la matière en acier , afin que ledit écoulement d'air n' arrive pas directement sur l'acier.
As shown in said figures, when injecting the fuel in a zone other than that in which a deflected combustion air flow is introduced, in particular on the opposite side to said deflected air flow (for example if the lower part of the air injection body is opened and if the deflected combustion air is introduced into said part, the fuel injection hole in the burner is oriented in the direction (a) of FIG. (13), it is possible to obtain a substantial decrease in the amount of NOx oxides formed
With regard to the directions of injection of combustion air and fuel, it is possible to adjust them relatively so that said directions can not coincide with each other. fuel injection is determined taking into account the deflection direction of the combustion air flow, this air can be injected into the upper part, the lower part, the right side part or the left side part the air injection body -or well-in any desired direction. However, when the material to be heated in the furnace or furnace, for example steel, is subjected to the flow of air, it is cooled by it, which presents a disadvantage from the point of view of the Heating efficiency. To overcome this difficulty, it is desirable to determine the deflection of the air flow as a function of the relative positions between the burner and the steel material, so that said air flow does not arrive directly. on steel.

On va maintenant décrire d'autres exemples de moyens permettant de diminuer efficacement la quantité d'oxydes d'azote NOx émis. Other examples will now be described of means making it possible to effectively reduce the quantity of nitrogen oxides NOx emitted.

La fig.l5 (I)- est une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif de combustion selon l'invention tandi que la figure 15
(II) montre l'agencement des orifices d'injection d'air dans les passages d'entrée d'air de combustion qui sont prévus sur le côté intérieur d'un foyer ou d'un four . On a désigné par Yun brûleur d'injection de combustible- , par 2 un passage d'entrée d'air de comtustion primaire entourant le brûleur, par 3'une pl@que porte- brûleur, par 4 des passages d'entrée d'air de combustion secondaire qui sont disposés à l'exterieur de ladite plaque porte-brûleur et par 5 des valves (ou registres) de commande d'écoulement de l'air de combustion secondaire.Le symbole @ désigne l'axe du brûleur 1' ou de la plaque porte-brûleur 3.' Comme indiqué, le passage d'entrée d'air primaire 2 débouche autour de toute la périphérie extérieure du brûleur 1'tandis que la zone d'ouverture des passages d'entrée d'air secondaire 4'est définie par plusieurs trous d'écoulement 4' qui sont répartis dans l'angle d'ouverture #, c'est-à-dire un angle au centre # qui est délimité par des droites reliant les côtés opposés de la zone d'ouverture à l'axe de la plaque porte-brûleur.
Fig. 15 (I) - is a sectional view of an embodiment of the combustor according to the invention as shown in Fig. 15
(II) shows the arrangement of the air injection ports in the combustion air inlet passages which are provided on the inner side of a furnace or furnace. A fuel injection burner was designated by a primary burner air inlet passage surrounding the burner, by a burner support plate, by inlet passages, secondary combustion air which are arranged outside of said burner plate and by valves (or registers) for controlling the flow of secondary combustion air. The symbol @ designates the axis of the burner 1 ' or the burner plate 3. ' As indicated, the primary air inlet passage 2 opens around the entire outer periphery of the burner 1 while the opening area of the secondary air inlet passages 4 is defined by a plurality of flow holes 4 'which are distributed in the opening angle #, that is to say an angle at the center # which is delimited by straight lines connecting the opposite sides of the opening zone to the axis of the door plate -burner.

Cet angle d'ouverture # est inférieur ou égal à 240 , comme cela sera précisé dans la suite . Sur la figure 15 (II), on a représenté cinq trous d'écoulement,mais il va de soi qu'on peut augmenter ou diminuer de façon appropriée ledit nombre de trous dans la plage de l'angle d'ouverture # Il est également possible d'utiliser un seul trou incurvé s'étendant le long d'un arc sous-tendant ledit angle #. This opening angle # is less than or equal to 240, as will be specified in the following. In FIG. 15 (II), five flow holes are shown, but it goes without saying that the number of holes in the opening angle range can be increased or decreased appropriately. possible to use a single curved hole extending along an arc underlying said angle #.

Dans le dispositif de combustion en deux ét@@es de type classique, puisque les passages d'entrée d'air primaire et d'air secondaire ont des embouchures qui entourent complètement le brû- leur1.l'écoulement d'air de combustion qui est injecté dans le foyer ou four est symétrique par rapport à l'axe de la plaque porte brûleur ou bien est uniforme . D'autre part, dans le dispositif conforme à l'invention, puisque la zone d'ouverture des passages d'entrée d'air secondaire est limitée à une plage définie par l'angle d'ouverture # , l'écoulement total d'air de combustion injecté à partir des passages d'entrée d'air primaire et d'air secondaire prend un modèle dévié asymétriquement par rapport à l'axe du brûleur. La déviation de l'écoulement d'air est amplifiée évidem ment à mesure qu'on diminue l'angle d'ouverture &commat;Q #.Il Il est possible de controler l'amplification de déviation e lgécoulement d'air -en agissant non seulement sur l'angle d'ouverture O mais également sur le diamètre, le nombre et les positions des trous d'écoulement. In the conventional two-stage combustion apparatus, since the primary air and secondary air inlet passages have mouths which completely surround the burner. is injected into the furnace or furnace is symmetrical with respect to the axis of the burner plate or is uniform. On the other hand, in the device according to the invention, since the opening area of the secondary air inlet passages is limited to a range defined by the opening angle #, the total flow of Combustion air injected from the primary and secondary air inlet passages takes a deflected pattern asymmetrically with respect to the burner axis. The deflection of the airflow is evidently amplified as the opening angle is decreased. Q ## EQU1 ## It is possible to control the amplification of the deflection and the flow of air. only on the opening angle O but also on the diameter, the number and the positions of the flow holes.

Conformément à la présente invention, puisque le but de l'in jection d'air de combustion dans le four ou foyer suivant u un modèle d'écoulement dévié onsiste @ éviter un mélange prématuré du combustible et de l'air de combustion, tant que cet objectif est atteint, la position de l'embouchure des passages dentr-- d'air n'est pas limitée à la partie supérieure de 5a plaque corte-brûleur, comme indiqué sur la figure 15mais au contraire ces embouchures peuvent être situées dans la partie inférieure ou bien dans la partie latérale de droite ou bien dans la partie latérale de gauche du bruleur.Dans l'agencement indiqué sur la figure 16, les passages d'entrée d'air secondaire 44sont disposés de manière a ent@urer complètement l'axe de la plaque porte-brûleur , chaque passage d'entrée d'air étant pourvu d'une valve ( ou registre) de commande d'écoulement d'air 5"servant a définir une zone d'ouverture ayant un angle d'ouverture désiré 8, dans une position désirée entourant circonférentiellement l'axe de la plaque porte brûleur par ouverture et fermeture du passage d'écoulement par la manoeuvre desdites valves. In accordance with the present invention, since the purpose of combustion air injection into the furnace or furnace according to a deviated flow pattern is to avoid premature mixing of fuel and combustion air, as long as this objective is achieved, the position of the mouth of the air passages is not limited to the upper part of the plate corte-burner, as shown in Figure 15but on the contrary these mouths can be located in the lower part or in the right side part or in the left side part of the burner.In the arrangement shown in Figure 16, the secondary air inlet passages 44 are arranged so as to fully urge the l the axis of the burner plate, each air inlet passage being provided with an air flow control valve (or register) 5 "serving to define an opening zone having an angle of desired opening 8, in a desired position circumferentially surrounding the axis of the burner plate by opening and closing the flow passage by the operation of said valves.

Conformément au procédé selon l'invention, il est possible, tout en réduisant au minimum l'émission des oxydes d'azote NOx, comme décrit ci-dessus, d'empêcher efficacement l'émission de fumées en vue de produire une combustion satisfaisante avec une perte calorifique minimale . Les figures 17(I) et (II) sont des graphiques donnant la relation entre les @unntités d'oxydes d'azote NOx et de fumée émises , les résultats ayant été obtenus dans des essais de combustion effectués en utilisant différents types de brûleurs et également du gaz butane coiane combustible dans (I) et de l'huile lourde (classe C) dans (II).Sur les graphiques, les repères en forme de
cercle correspondent à l'utilisation d'un brûleur du type droit, tandis que les repères en forme de triangle et de carre correspondent
à l'utilisation de brûleurs du type incliné, ayant des angles
respectifs d'inclinaison de 15 et 300 (Les repères non teintés correspondent au cas ou l'écoulement d'air de combustion est uniforme tandis que les repères teintés correspondent au cas où il existe un degré de déviation défini par un angle d'ouverture &alpha; de 180 ). Le direction dtinjection du combustible par les brûleurs du type incliné a été la direction (a) de la figure 13.
According to the process according to the invention, it is possible, while minimizing the emission of nitrogen oxides NOx, as described above, to effectively prevent the emission of fumes in order to produce a satisfactory combustion with minimal heat loss. FIGS. 17 (I) and (II) are graphs showing the relationship between NOx nitrogen oxides and smoke emitted, the results being obtained in combustion tests carried out using different types of burners and also butane gas coiane fuel in (I) and heavy oil (class C) in (II) .On the graphs, markers in the form of
circle correspond to the use of a burner of the right type, while the triangular and square markers correspond
to the use of inclined type burners, having angles
tinting marks correspond to the case where the flow of combustion air is uniform while the tinted marks correspond to the case where there is a degree of deflection defined by an opening angle & alpha of 180). The direction of fuel injection by the inclined type burners was the direction (a) of FIG. 13.

Dans chaque cas, la zone d'ouverture servant à dévier l'écoulement d'air de combustion a été la partie inférieure du corps d'injection d'air . Comme le montre la figure 17 (I), dans le cas classique où l'écoulement d'air de combustion n'est pas dévié (courbe (i)) la quantité d'oxydes d'azote NOx émis < . ne peut pas être réduite à moins d'environ 50ppm sans production de fumées alors que, grâce au procédé selon l'invention, aucune fumée n'est produite même lorsque la quantité d'oxydes d'azote NOx émis est réduite jusqu'à environ 20 ppm. La figure 17 (il) se rapporte au cas où on a utilisé comme combustible de l'huile lourdre (classe C).In each case, the opening area for deflecting the combustion air flow was the lower part of the air injection body. As shown in FIG. 17 (I), in the conventional case where the flow of combustion air is not deflected (curve (i)), the quantity of nitrogen oxides NOx emitted. can not be reduced to less than about 50ppm without producing smoke whereas, thanks to the process according to the invention, no smoke is produced even when the quantity of nitrogen oxides NOx emitted is reduced to about 20 ppm. Figure 17 (11) refers to the case where heavy oil (Class C) was used as fuel.

Les conditions de combustion et les significations des différents repères utilisés sont les mêmes que pour la figure 17 (i) excepté que l'angle d'inclinaison &alpha; du brûleur de type incliné est de 10 (repères de forme triangulaire est de 20&commat;) (repères de forme carrée).La valeur limite d'empêchement d'émission de fumée qui est obtenue par le procédé classique correspond a ppm NOx, mais au-dela de cette valeur , il faut s'attendre à la production de fumée(courbe)alors que, conformément à la présente invention, on peut réduire l'émission des oxydes d'azote NOx jusqu'à environ 50 ppm sans génération de fumée St tout en obtenant une combustion satisfaisante
D'une façon générale pour empocher la production de fumée, il est nécessaire d'admettre une grande quantité d'air de combustion (oxygène),mais cette augmentation de l'air entrant se traduit également par une augmentation de la quantité de gaz d'échappement. Il en résulte que la quantité de chaleur évacuée par les gaz d'échappement augmente, ce qui signifie un accroissement des pertes calorifiques et une augmentation des dépenses en combustible .En conséquence, il est souhaitable d'effectuer la combustion avec diminution de la quantité d'air . Conformément à l'invention, puisque l'émission de fumée peut etre empêchée efficacement par comparaison au procédé classique comme décrit ci-dessus, on obtiens une condition de combustion stabilisée nécessitant une quantité d'air relativement petite, ce qui est très avantageux du point de vue de la réduction des pertes calorifiques et c'est ce qui contribue à économiser l'énergie.
The combustion conditions and the meanings of the different reference marks used are the same as for FIG. 17 (i) except that the angle of inclination &alpha; of the inclined type burner is 10 (triangular shape landmarks is 20 &commat;) (square shaped landmarks) .The smoke emission prevention limit value that is obtained by the conventional process corresponds to ppm NOx, but at beyond this value, it is to be expected to produce smoke (curve) whereas, in accordance with the present invention, it is possible to reduce the emission of nitrogen oxides NOx up to about 50 ppm without generating smoke St while getting a satisfactory combustion
In general, to accommodate the production of smoke, it is necessary to admit a large quantity of combustion air (oxygen), but this increase of the incoming air also results in an increase of the quantity of combustion gas. 'exhaust. As a result, the amount of heat evacuated by the exhaust gas increases, which means an increase in heat losses and an increase in fuel expenditure. As a result, it is desirable to carry out the combustion with a decrease in the amount of fuel. air. According to the invention, since the smoke emission can be effectively prevented by comparison with the conventional method as described above, a stabilized combustion condition requiring a relatively small amount of air is obtained, which is highly advantageous. from the point of view of reducing heat losses and that is what helps to save energy.

Ainsi , conformément à la présente invention, un degré défini de déviation de l'écoulement d'air de combustion permet de diminuer efficacement la quantité d'oxydes d'azote N6x émis et, en combinaison avec d'autres techniques de diminution de émission des oxydes d'azote , il est possible de réduire encore cette émission. En outre, en obtient d'une part une distribution uniforme des températures dans le four ou foyer et d'autre part une distribution uniforme du rayonnement de flamme , cette caractéristique étant avantageuse en particulier dans des fours de réchauffage du type "prît".  Thus, according to the present invention, a defined degree of deflection of the combustion air flow makes it possible to effectively reduce the quantity of N6x nitrogen oxides emitted and, in combination with other techniques for reducing oxides of nitrogen, it is possible to further reduce this emission. In addition, on the one hand, it obtains a uniform distribution of temperatures in the furnace or furnace and, on the other hand, a uniform distribution of the flame radiation, this characteristic being particularly advantageous in "take" type furnaces.

En outre,on obtient un état de combustion stabilisé, ce qui permet d'effectuer une combustion très économique, d'économiser du combustible, etc.... In addition, a stabilized combustion state is obtained, which makes it possible to perform a very economical combustion, to save fuel, etc.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1.Procédé de combustion avec un minimum d'émission d'oxydes d'azote te NOx , en utilisant des combustibles gazeux,liquides ou solides dans différents fours ou chaudière industriels , caractérisé en ce que l'angle de secteur ou d'ouverture ,d'une zone d'injection de l'air de combustion qui doit etre introduit dans un foyer par (1) intermédiaire d'une plaque porte-brûleur/ou d'un corps d'injecté tion d'air (2) est inférieur à 240 ,le sommet dudit angle étant placé  1. Combustion process with a minimum emission of NOx oxides, using gaseous, liquid or solid fuels in different industrial furnaces or boilers, characterized in that the sector or opening angle, a combustion air injection zone which is to be introduced into a furnace by (1) intermediate of a burner plate / or of an air injection body (2) is less than 240, the top of said angle being @ - l'axe de la plaque porte-brûleur ou du corps d'injection d'air, de façon que ledit air de combustion soit injecté dans le brûleur (4) de manière à suivre un trajet d'écoulement devié asymétriquement par rapport à l'axe de la plaque porte-brûleur ou du corps d'injection d'air. @ - the axis of the burner plate or the air injection body, so that said combustion air is injected into the burner (4) so as to follow a flow path deviated asymmetrically with respect to the axis of the burner plate or the air injection body. 2. Procédé de combustion selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'un comb@stible est injecté avec déviation en utilisant un brûleur d'injection de combustible dont le conduit d'injection est incliné d'un angle (&alpha;) de 5 à 45 par rapport à l'axe du brûleur,ledit 2. Combustion method according to claim 1, characterized in that a comb.able is injected with deviation using a fuel injection burner whose injection conduit is inclined at an angle (&alpha;) of 5 at 45 relative to the burner axis, said brûleur étant appelé "brûleur du type incliné". burner being called "inclined burner". 3. Procédé de combustion selon la revendication 1,caractérisé en ce que le rapport entre le débit de combustion et le débit d'air de combustion est commandé de façon à être supérieur à 0,3. 3. Combustion method according to claim 1, characterized in that the ratio between the combustion flow rate and the combustion air flow rate is controlled to be greater than 0.3. 4 Procédé de combustion selon la revendication 1,caractérisé en ce que la position de l'embout de brûleur est déterminée de maniere que le rapport (L/D) entre le diamètre (D) de l'ouverture ménagée dans la surface extrême intérieure de la plaque porte-brûleur (2) et la distance (L) séparant la surface extrême intérieure de plaque porle-brûleur de l'embout do brûleur (4) est inférieur à 1,3 pour le brûleur de type incliné et inférieur à 0,8 pour le brûleur de type normal 4 Combustion method according to claim 1, characterized in that the position of the burner tip is determined so that the ratio (L / D) between the diameter (D) of the opening in the inner end surface of the burner plate (2) and the distance (L) separating the inner end surface of the porle-burner plate from the burner nozzle (4) is less than 1.3 for the inclined burner and less than 0, 8 for the normal type burner 5.Procédé de combustion selon la revendication 1,caractérisé en ce que la direction de déviation de l'écoulement d'air est déterminée en fonction des positions relatives entre le brûleur (4) et la matière à chauffer de façon que l'écoulement d'air de combus tion ne puisse pas arriver directement sur ladite matière. 5. Combustion method according to claim 1, characterized in that the deflection direction of the air flow is determined as a function of the relative positions between the burner (4) and the material to be heated so that the flow of The combustion air can not reach directly on the material. 6. Procédé de combustion selon la revendication 1,caractérisé en ce que le combustible est injecté avec déviation en direction du côté qui est placé à l'opposé du centre de gravité de l'écoule- ment d'air de combustion. 6. Combustion method according to claim 1, characterized in that the fuel is injected with deflection towards the side which is placed opposite the center of gravity of the combustion air flow. 7. Dispositif de combustion à deux étages , utilisable avec différents fours ou chaudières industriels ç caractérisé en ce il est prévu, à l'extérieur d'une plaque porte-brûleur (î),qui est pourvue d'un brûleur (4) et d'un passage d'entrée d'air de combustion primaire (2) entourant ledit brûleur, des passages d'entrée d'air de combustion secondaire (4) , et ce que l'angle d'ouverture (#) de la zone d'injection d'air correspondant auxdits possaçes d'entrée d'air secondaire est inférieur à 240 , lesommet dudit angle (#) étant placé sur l'axe de la plaque porte-brûleur Combustion device with two stages, usable with different furnaces or industrial boilers, characterized in that it is provided, on the outside of a burner plate (1), which is provided with a burner (4) and a primary combustion air inlet passage (2) surrounding said burner, secondary combustion air inlet passages (4), and the opening angle (#) of the zone for injecting air corresponding to said secondary air inlet means is less than 240, with said angle (#) being placed on the axis of the burner plate 8.Dispositif selon revendication 7,utilisable avec différents fours ou chaudières industriels, caractérisé en ce qu il est prévu, à l'extérieur d'une plaque porte-brûleur (1),pourvue d'un brûleur (3) et d'un passage d'entrée d'air de combustion 8.Dispositif according to claim 7, usable with different furnaces or industrial boilers, characterized in that there is provided, outside a burner plate (1), provided with a burner (3) and a combustion air inlet passage Drimaire (2) entourant ledit brûleur, des passages d'entrée d'air de combustion secondaire (4),et en ce que l'angle # d'ouverture de la zone d'injection d'air de chacun desdits passages d'entrée d'air primaire et d'air secondaire est inférieur à 240 ,le sommet dudit angle O étant placé sur l'axe de la plaque-porte-brûleur.Drimaire (2) surrounding said burner, secondary combustion air inlet passages (4), and in that the opening angle # of the air injection zone of each of said inlet passages primary air and secondary air is less than 240, the top of said angle O being placed on the axis of the burner plate. 9. Dispositif de combustion avec un minimum d'émission d'oxydees d'azote NOx , comportant un brûleur (4) placé à l'intérieur d'un corps d'injection d'air (2) et coaxialement pur rapport à celui-ci, dispositif caractérisé en Cc que ledit corps d'injection d'air (2) est pourvu de trous d'injection d'air de combustion (5) placés dans une zone limitée (#) de façon que láir de combustion,après avoir été injecté,suive un trajet d'écoulement dévié asymétriquement par rapport audit axe, ledit brûleur etant pourvu d'un trou d'injection de comblrs- tible (3) qui est incliné en direction du côté opposé à ladite zone limitée dudit corps d'injection d'air  Combustion device with a minimum emission of NOx nitrogen oxides, comprising a burner (4) placed inside an air injection body (2) and coaxially pure to that ci, device characterized in Cc that said air injection body (2) is provided with combustion air injection holes (5) placed in a limited area (#) so that the combustion air, after having injected, follows a flow path deflected asymmetrically with respect to said axis, said burner being provided with a filling injection hole (3) which is inclined towards the opposite side to said limited area of said body of air injection
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