FR2537701A1

FR2537701A1 - Procede et installation de recyclage d'imbrules solides dans un lit fluidise

Info

Publication number: FR2537701A1
Application number: FR8220546A
Authority: FR
Inventors: Gerard Chrysostome; Jean-Xavier Morin
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1984-06-15
Also published as: EP0112237A1; EP0112237B1; FR2537701B1; US4552078A; DE3372876D1; ZA838942B

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION DE RECYCLAGE DES IMBRULES SOLIDES PRODUITS AU COURS D'UNE REACTION EXOTHERMIQUE REALISEE EN LIT FLUIDISE 2 DANS UNE ENCEINTE 1 RELIEE A UN DISPOSITIF 3 DE SEPARATION DES PARTICULES SOLIDES ENTRAINEES AVEC LES FUMEES ET CONTENANT UNE CERTAINE PROPORTION D'IMBRULES, LES PARTICULES RECUPEREES ETANT RECYCLEES DANS LE LIT FLUIDISE 2. SELON L'INVENTION, PENDANT LE FONCTIONNEMENT NORMAL DU LIT FLUIDISE 2 ALIMENTE EN MATIERE COMBUSTIBLE, ON ACCUMULE DANS UN SILO 4 LES PARTICULES SOLIDES RECUPEREES DANS LE DISPOSITIF DE SEPARATION 3 ET PERIODIQUEMENT, ON ARRETE L'ALIMENTATION EN MATIERE COMBUSTIBLE ET L'ON RECYCLE DANS LE LIT FLUIDISE 2 LES PARTICULES ACCUMULEES DANS LE SILO 4 AVEC UN DEBIT REGLE DE TELLE SORTE QUE LA COMBUSTION DES IMBRULES CONTENUS DANS LES PARTICULES RECYCLEES MAINTIENNE LA TEMPERATURE DU LIT FLUIDISE 2 AU NIVEAU VOULU, LA REACTION EXOTHERMIQUE ETANT ENTRETENUE ALTERNATIVEMENT PAR LA COMBUSTION DE LA MATIERE COMBUSTIBLE EN PHASE DE FONCTIONNEMENT NORMAL ET PAR LA COMBUSTION DES IMBRULES EN PHASE DE RECYCLAGE. L'INVENTION S'APPLIQUE SPECIALEMENT AUX CHAUDIERES ALIMENTEES EN CHARBON PULVERISE.

Description

253770-1

Procédé et installation de recyclage d'imbrûlés solides dans un lit fluidisé

L'invention a pour objet un procédé et une installation de recy-

clage des imbruilés solides produit au cours d'une réaction exothermique réa-

lisée en lit fluidisé.

Les installations, par exemple les chaudières, réalisant la com-

bustion en lit fluidisé de charbon ou plus généralement de combustibles hy-

drocarbonés solides en régime dit de chambre sèche c'est-à-dire non fondus ou non agglomérantes produisent des cendres qui sont évacuées par purge mais également de fines particules solides entraînées par les fumées et

qui, dans une proportion parfois importante, sont incomplètement brûlées.

Il en résulte une dégradation du rendement de combustion, les fines imbrû-

lées pouvant-en effet représenter 5 à 20 % du combustible introduit dans la chaudière C'est pourquoi, normalement l'enceinte dans laquelle est réalisé

le lit fluidisé est reliée à sa partie supérieure par un conduit d'évacua-

tion des fumées à un dispositif de séparation des particules solides entrat-

nées avec les fumées et qui peut être un simple dispositif mécanique du gen-

re cyclone Jusqu'à présent, les particules solides récupérées à la base du

cyclone étaient recyclées en continu soit dans le lit fluidisé de la chau-

dière soit dans un lit fluidisé annexe de façon à tenter de les brûler et

donc d'améliorer le rendement de combustion.

Toutefois, les fines poussières collectées au cyclone ne contien-

nent pas seulement des particules imbrûlées mais aussi une certaine propor-

tion de cendres fines qui sont également entraînées par les fumées De plus, lorsqu'on utilise un absorbant tel que du calcaire ou de la dolomie

pour désulfurer le combustible en cours de combustion, cet absorbant con-

tient également, ou bien produit par attrition, des fines particules qui sont entraînées aussi avec les fumées De ce fait, la proportion d'éléments

non combustibles collectés au cyclone peut aller de 20 à 70 % par exemple.

Le recyclage d'un tel produit dont une fraction seulement est com-

bustible produit un enrichissement progressif en éléments incombustibles des poussières collectées au cyclone En outre, la quantité de poussières

en suspension dans les fumées augmente, ce qui interdit normalement de recy-

cler la totalité des poussières recueillies au cyclone et oblige à procéder

à une purge continue d'une fraction de ces poussières La partie combusti-

ble contenue dans la purge est donc perdue.

Pour éviter cet inconvénient, on préfère parfois recycler les fi-

nes récupérées au cyclone non pas dans le lit fluidisé de la chaudière mais

dans un lit fluidisé annexe Cette adjonction d'un équipement complémen-

taire présente cependant l'inconvénient de compliquer l'installation et

d'augmenter son coût.

L'invention a pour objet un procédé et une installation perfectio-

nnée qui évitent l'adjonction d'un équipement complémentaire et permettent le recyclage dans le lit fluidisé des imbrûlés sans avoir les inconvénients

observés jusqu'à présent.

Conformément à l'invention, pendant le fonctionnement normal du lit fluidisé alimenté en matières combustibles, on accumule dans un silo

les particules récupérées dans le dispositif de séparation et, périodique-

ment, on arrête l'alimentation en matières combustibles et l'on recycle dans le lit fluidisé les particules accumulées dans le silo avec un débit

réglé de telle sorte que la combustion des imbrûlés contenus dans les parti-

cules recyclées maintienne la température du lit fluidisé au niveau voulu,

la réaction exothermique étant ainsi entretenue alternativement par la com-

bustion de la matière combustible en fonctionnement normal et par la combus-

tion des imbrûlés en période de recyclage.

Dans un premier mode de réalisation, les particules solides entraînées avec les fumées pendant la phase de recyclage et séparées de ces dernières s'accumulent dans le silo et sont recyclées de nouveau dans le

lit fluidisé le recyclage étant ainsi poursuivi tant que la teneur en imbrû-

lés des particules solides permet de maintenir la température du lit fluidi-

sé.

L'arrêt de la phase de recyclage des particules solides et le re-

tour en fonctionnement normal sont commandés soit dès que la température du lit fluidisé tombe au dessous d'une limite fixée, soit lorsque le débit de recyclage des imbrûlés nécessaire pour le maintien de la température du lit

fluidisé dépasse une limite fixée.

Dans un autre mode de réalisation, les particules solides entrai-

nées avec les fumées dans la phase de recyclage sont, après séparation, ac-

cumulées dans un silo intermédiaire interposé entre le dispositif de sépara-

tion et le silo de réserve de recyclage.

Les perfectionnements selon l'invention permettent également,

dans une application particulière, d'améliorer le mode d'alimentation en ma-

tières combustibles du lit fluidisé En effet, lorsque celui-ci fonctionne

sous pression comme c'est généralement le cas, les matières combustibles so-

lides doivent être introduites au moyen d'un dispositif de sas qui, pour

une alimentation continue, doit comprendre deux chambres sous pression ali-

mentées alternativement par l'intermédiaire d'une vanne orienteuse Ainsi, lorsque l'une des chambres est remplie de combustible, son alimentation est fermée et elle est mise à la pression régnant dans la chambre de combustion de façon à pouvoir alimenter celle-ci sans chute de pression Pendant ce temps, la seconde chambre est isolée de la chambre de combustion, placée à

la pression atmosphérique et alimentée en matières combustibles par l'inter-

médiaire de la vanne orienteuse Lorsque la première chambre est presque vi-

de, on inverse les circuits, la seconde chambre étant isolée, mise sous pression, puis reliée à la chambre de combustion pour l'alimentation de celle-ci en matières combustibles alors que la première chambre est isolée de la chambre de combustion et mise à la pression atmosphérique de façon à

pouvoir être de nouveau remplie par l'intermédiaire de la vanne orienteuse.

Le procédé de recyclage perfectionné selon l'invention permet de

simplifier cette disposition.

En effet, grâce à l'invention, l'alimentation se fait à partir

d'une chambre unique formant sas qui, alternativement, est mise à la pres-

sion de l'enceinte de combustion pour l'alimentation de celle-ci pendant la

phase de fonctionnement normal puis isolée de l'enceinte de combustion pen-

dant la phase de recyclage pour être mise à la pression atmosphérique et

remplie de nouveau en matières combustibles.

L'invention sera mieux comprise par la description détaillée de

plusieurs modes de réalisation représentés sur les desssins annexés.

La figure 1 représente schématiquement une chaudière fonctionnant

en lit fluidisé et l'installation de recyclage perfectionné selon l'inven-

tion. La figure 2 est un schéma d'une variante La figure 3 représente

schématiquement un mode particulier d'alimentation en matières combusti-

bles. Sur la figure 1, on a représenté à titre d'exemple-une chaudière à charbon fonctionnant en lit fluidisé et permettant la désulfuration en cours de combustion L'installation comprend une enceinte 1 limitée par une enveloppe 1 h en matière réfractaire fermée à sa partie supérieure et munie à sa base d'une grille de fludisation 12 qui supporte un lit fluidisé 2 et permet la distribution de l'air de fluidisation et de combustion introduit

par un circuit 13 dans un plenum 14 placé au-dessous de la grille de fluidi-

sation 12.

Au-dessus du lit fluidisé 2 débouche une entrée 15 par laquelle

est introduite la matière combustible alimentée par exemple par un disposi-

tif 21 de type connu Le calcaire permettant la désulfuration peut être in-

troduit avec la matière combustible ou bien par un circuit d'alimentation

particulier 23 qui n'a pas été représenté en détail sur la figure.

L'absorbant en calcaire chargé en soufre et les cendres du char-

bon sont extraits par une sortie 16.

Dans le cas, représenté sur la figure, o l'installation est une chaudière, des échangeurs 22 placés dans le lit fluidisé et alimentés en

eau permettent de produire de la vapeur.

A la partie supérieure de l'enceinte 1 débouche un conduit 17 d'é-

vacuation des fumées de combustion chargées en particules solides se présen-

tant sous forme de fines poussières constituées, en proportions variées, par les cendres fines du charbon, de fines particules imbrûlées et de fines particules d'absorbant Les fumées extraites par le conduit 17 passent dans

un dispositif de séparation constitué par exemple d'un cyclone 3 qui com-

prend une sortie supérieure de gaz 31 et une sortie inférieure 32 des parti-

cules solides séparées.

Les fumées dépoussiérées évacuées par la sortie 31 sont dirigées

vers une installation de traitement ultérieur non représentée qui peut com-

porter un système de récupération de chaleur et un dépoussiérage final,

avant rejet à l'atmosphère.

La sortie 32 du cyclone 3 est reliée par une conduite 33 munie d'une vanne 34 à une enceinte formant silo 4 dans laquelle s'accumulent les

particules collectées par le cyclone 3 lorsque la vanne 34 est ouverte.

Le silo 4 est relié à l'enceinte de combustion 1 par un circuit de recyclage comprenant une conduite 41 débouchant en 42 à la base du lit

fluidisé et munie à son origine d'une vanne 43 permettant de règler le dé-

bit de particules recyclées par la conduite 41 Dans l'exemple représenté, la réinjection des particules est effectuée par un gaz tel que de l'air ou un gaz inerte introduit par une conduite 44 débouchant dans la vanne 43 et qui produit une fluidisation des particules dans la conduite 41 de façon à les véhiculer jusqu'au lit fluidisé, le débit de réinjection pouvant être déterminé, par exemple, par le débit de gaz injecté par la conduite 44 et

réglé par la vanne 43 A cet effet, le débit de réinjection peut être asser-

vi à la température du lit fluidisé par un circuit de régulation comprenant une unité de commande 5 qui reçoit une information correspondant au niveau de température dans le lit fluidisé, fournie par un détecteur 51 et émet un

ordre de réglage de la vanne 43.

D'autre part, le silo 4 est muni d'un conduit de vidange 46 précé-

dé d'une vanne 47 qui peut être actionnée par -le circuit de régulation 5, la fin de l'évacuation étant commandée par un organe de contrôle du niveau

bas 53 placé à la base du silo 4, au-dessus de l'orifice de vidange 48 Grâ-

ce aux dispositions qui viennent d'être décrites, l'enceinte de combustion 1 peut être alimentée par périodes successives alternativement en matière combustible dans une phase de fonctionnement normal et en imbrûlés solides

dans une phase de recyclage des particules accumulées dans le silo.

Au départ du cycle de fonctionnement, le silo 4 est vide Le lit fluidisé 2 est alimenté normalement en matières combustibles par l'entrée , avec un débit réglable pour obtenir la température voulue dans le lit fluidisé, celui-ci étant enflammé par un brûleur 18 Pendant cette phase, le débit de charbon alimenté par le dispositif 21 peut être asservi à la

température du lit fluidisé par le circuit de régulation 5 Le débit du cal-

caire injecté peut être lui-même asservi au débit de charbon de façon à

maintenir la désulfuration à son op 5 timum.

La vanne 43 étant fermée et la vanne 34 ouverte, les fines parti-

cules de cendres d'imbrûlés et d'absorbant entrainées avec les fumées dans

la conduite 17 et séparées dans le cyclone 3 s'accumulent dans le silo 4.

Les grosses particules de cendres de charbon et d'absorbant chargées en sou-

fre sont éliminées parla sortie 16 grâce à des moyens appropriés.

Lorsque le silo 4 contient une quantité suffisante de poussières qui peut être déterminée par un organe de contrôle de niveau haut 52 placé

à la partie supérieure, l'unité de commande 5 commande l'arrêt du disposi-

tif 21 d'alimentation en matières combustibles et l'ouverture de la vanne 43 permettant le recyclage des particules solides puis le réglage de

celle-ci pour maintenir la température du lit fluidisé Le débit d'air in-

troduit par le circuit 13 reste normalement constant.

Les particules accumulées préalablement dans le silo 4 sont ainsi réintroduites dans le lit fluidisé avec un débit asservi à la température de celui-ci, l'injection des fines particules s'effectuant dans les couches

les plus basses du lit fluidisé par l'orifice 42 Le débit d'absorbant in-

troduit par le circuit 23 peut être maintenu constant et égal à celui de la

première phase de fonctionnement normal ou bien, en fonction de la composi-

tion des particules recyclées, peut être annulé, modifié ou maintenu égal à

une nouvelle valeur On peut envisager par exemple de l'asservir d'une fa-

gon ou d'une autre au débit des particules recyclées par la conduite 41.

Lorsque le débit d'absorbant alimenté en 23 est stoppé, l'évacua-

tion des grosses particules par la sortie 16 est également arrêtée Dans

les autres cas, le débit de la sortie 16 est modifié pour s'adapter aux cir-

constances En particulier, dans le cas ou le débit de la sortie 16 est as-

servi au niveau du lit fluidisé, il n'y a pas de régulation particulière à

prévoir sur le débit de sortie des grosses particules autre que celle norma-

lement prévue.

Au cours de cette seconde phase de recyclage des particules soli-

des contenues dans le silo 4, au moins une fraction des imbrûlés solides contenus dans les particules est brûlée La fraction qui reste imbrûlée à la suite de ce recyclage est entraînée avec les poussières non combustibles

et les fumées et évacuée par la conduite 17 vers le dispositif de sépara-

tion 3 dont la sortie 34 est ouverte de façon que les particules soient re-

cueillies de nouveau par le silo 4 en cours de vidange, pour être de nou-

veau réinjectées dans le lit fluidisé.

Normalement, le débit des particules revenant dans le silo 4 pen-

dant la phase de recyclage est inférieur au débit des particules recyclées puisqu'une partie de celles-ci a brulé mais la capacité du silo 4 peut être

choisie de façon à supporter les fluctuations de niveaux.

On voit que l'installation permet donc de fonctionner en circuit fermé, les particules imbrûlées passant plusieurs fois dans le silo 4 puis

*dans le lit fluidisé jusqu'à combustion complète Bien entendu, la propor-

tion d'imbrûlés contenus dans les particules recyclées diminue et le débit

de recyclage doit donc augmenter pour que la température mesurée par le dé-

tecteur 51 reste constante C'est pourquoi, dans le mode de réalisation re-

présenté, l'unité de commande 5 qui reçoit les informations relatives au ni-

veau de température dans le lit fluidisé peut commander la fermeture de la

vanne 43 et la mise en route du dispositif d'alimentation 21 de façon à dé-

terminer l'arrêt de la phase de recyclage et la reprise de la phase de fonc-

tionnement normal lorsque le niveau de température mesuré par le détecteur

51 s'abaisse au-dessous d'une limite fixée.

Dans un autre mode de réalisation, le débit des particules recy-

clées peut être mesuré en permanence de façon à fournir une information à l'unité de commande qui détermine l'arrêt du recyclage et la reprise du

fonctionnement normal lorsque le débit de recyclage dépasse une limite choi-

sie. A la fin de la phase de recyclage, on commande donc la fermeture de la vanne 43 et la vidange des particules accumulées à ce moment dans le silo 4 en ouvrant la vanne 47 de la conduite d'évacuation 46 Au moment ou

le niveau de particules arrive à la hauteur de l'organe de contrôle de ni-

veau inférieur 53 placé à la base du silo 4, la vanne de vidange 47 est fer-

mée et l'on reprend l'alimentation du lit fluidisé par l'entrée 15 en remet-

tant en route le dispositif d'alimentation 21; on est alors revenu à la

première phase de fonctionnement normal.

Bien entendu, la vidange du silo 4 par la conduite 46 doit être assez rapide pour que la température du lit fluidisé ne s'abaisse pas trop avant le retour à la première phase de fonctionnement normal L'expérience

a montré en effet que, compte tenu de l'inertie du lit fluidisé, la tempéra-

ture de celui-ci varie assez peu pendant le temps nécessaire à la vidange.

Cependant, comme on l'a indiqué plus haut, on peut aussi ne pas

attendre que la température du lit fluidisé s'abaisse au-dessous de la limi-

te choisie en commandant l'arrêt du recyclage et le retour en fonctionne-

ment normal dès que le débit de particules recyclées par le circuit 41 dé-

passe une certaine valeur de consigne; il est alors plus facile de limiter la baisse de température du lit fluidisé pendant la vidange du silo 4 et

avant le retour à la première phase.

Mais, dans une autre variante, on peut également éviter toute

baisse de température du lit fluidisé en déclenchant le retour en fonction-

nement normal en même temps que la vidange du silo c'est-à-dire dès l'arrêt

de la phase de recyclage.

Dans ce cas, les particules produites par la combustion de la ma-

tière combustible et qui contiennent donc une certaine quantité d'imbrûlés, viennent s'accumuler dans le silo 4 au-dessus des particules stériles avant

que celles-ci aient été complètement évacuées.

Pour éviter une évacuation par la vidange 46 de particules conte-

nant une fraction notable d'imbrûlés, on dispose alors le contrôle de ni-

veau 53 à une hauteur suffisante pour que le volume compris entre le niveau

de l'orifice de vidange 48 débouchant dans la conduite 46 et celui de l'or-

gane de contrôle 53 soit supérieur au volume de particules générées par la

combustion du charbon pendant le temps de vidange par la conduite 46.

Dans certains cas, il est possible d'assurer une combustion assez complète des imbrûlés en un seul passage dans le lit fluidisé 2 Il est

alors avantageux d'utiliser la disposition représentée sur la figure 2.

L'installation est alors complétée par une capacité 6 interposée entre la sortie inférieure du cyclone 3 et le silo 4 et reliée à celui-ci par une

conduite 61 munie d'une vanne 62.

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Pendant la première phase de fonctionnement normal, la vanne 62 est ouverte et, bien entendu la vanne 43 placée à la sortie du silo 4 est

fermée Les particules générées par la combustion dans le lit fluidisé tra-

versent la capacité 6 et viennent s'accumuler dans le silo 4.

Lorsque l'on passe en phase de recyclage, la vanne 43 est ouverte

mais la vanne 62 est fermée Les fines poussières générées par la combus-

tion des imbrûlés recyclés venant du silo 4 et qui contiennent ellesmêmes

une faible proportion d'imbrûlés s'accumulent dans la capacité 6 qui consti-

tue donc un silo intermédiaire interposé entre le cyclone 3 et le silo 4.

Dans ce cas, la proportion d'imbrûlés contenus dans les particu-

les recyclées est sensiblement constante et il y a normalement peu de varia-

tion de la température du lit fluidisé et du débit de recyclage Celui-ci est donc poursuivi jusqu'à ce que le silo 4 soit vide, c'est-à-dire lorsque

le niveau des particules a atteint le niveau fixé, par exemple, par l'orga-

ne de contrôle 53 La vanne 43 est alors fermée et on commande immédia-

tement la vidange rapide du silo intermédiaire 6 par une conduite de vi-

dange 63, la vidange étant arrêtée lorsque le niveau de particules atteint

la hauteur d'un organe de contrôle 64 placé à la base du silo 6.

A ce moment, on ouvre la vanne 62 et l'on revient à la première phase de fonctionnement normal en commandant l'alimentation du lit fluidisé

en matières combustibles par le dispositif 21.

Dans cette disposition, selon une variante, on peut déclencher le retour à la phase de combustion normale dès la fin de la phase de recyclage, c'est-à-dire au moment o l'on commande la vidange du silo 6 par la conduite d'évacuation 63 On évite ainsi toute baisse de température du lit fluidisé mais il est nécessaire de laisser dans le silo 6 une capacité suffisante entre le niveau de sécurité déterminé par l'organe de contrôle

64 et le niveau de l'orifice 65 de la conduite d'évacuation 63, cette capa-

cité étant supérieure au volume de particules générées par la combustion du

charbon pendant la vidange du silo 6 On évite ainsi de soutirer par l'ori-

fice 65 des particules contenant des imbrûlés.

-Dès que le niveau 64 est atteint, on arrête la vidange par la con-

duite 63 et l'on ouvre la vanne 62, toutes les particules contenues dans le silo 6 au-dessous du niveau 64 s'écoulent alors dans le silo de recyclage

4 La phase de combustion normale continue ensuite, comme précédemment, jus-

qu'à ce que le niveau supérieur 52 du silo 4 soit atteint.

A titre d'exemple pour une durée de la phase de combustion norma-

le de l'ordre de 1 heure, la durée de la seconde phase de recyclage sera de

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l'ordre de 10 minutes, la vidange rapide devant être faite en 1 minute.

Mais en augmentant les volumes du silo de recyclage 4 et du silo intermé-

diaire 6, on a pu poursuivre la phase de combustion normale pendant 22 heu-

res, la phase de recyclage étant alors de 2 heures et la vidange pouvant se faire encore en 1 minute par des moyens appropriés Il est alors possible de limiter au maximum les inconvénients liés à la possibilité d'une baisse

de température avant le retour en combustion normale.

Comme on l'a indiqué plus haut, l'invention permet de simplifier

l'alimentation du lit fluidisé lorsque celui-ci doit fonctionner sous pres-

sion.

Une telle installation est représentée sur la figure 3.

L'ensemble constitué par l'enceinte de combustion 1, le

dispositif de séparation 3 et le silo de recyclage 4, peut fonctionner se-

lon l'une des variantes qui viennent d'être décrites, l'enceinte 1 étant alors maintenue sous pression par des moyens appropriés Il faut donc que la matière combustible soit mise à la pression régnant dans l'enceinte 1

avant d'être introduite dans celle-ci C'est pourquoi l'on utilise, de fa-

çon classique, un système de sas constitué d'une chambre 7 interposée sur le circuit d'alimentation en amont du dispositif d'alimentation 21 et de l'entrée 15 de la matière combustible dans l'enceinte 1 La chambre 7 peut

être isolée par des vannes d'entrée 73 et de sortie 74 placées respec-

* tivement sur le circuit d'alimentation 71 en matière combustible et la con-

duite 72 qui la relie au dispositif d'alimentation 21 et à l'entrée 15 de

l'enceinte 1.

D'autre part, la chambre 7 peut être mise soit à la même pression

que l'enceinte 1 par un circuit de pressurisation 75 qui la relie à une ré-

serve de gaz 76 et sur lequel est placée une vanne 77, soit à la pression

atmosphérique par un circuit de dépressurisation 78 muni d'une vanne 79.

Au début du fonctionnement, la chambre 7 est remplie de charbon

par le circuit d'alimentation 71, les vannes 74 et 77 étant fermées Lors-

que la chambre 7 est pleine, on ferme les vannes 73 et 79 et on ouvre la vanne 77 pour mettre la chambre 7 à la pression voulue, c'est-à-dire celle qui, à ce moment, règne dans l'enceinte 1 On peut alors ouvrir la vanne 74 et alimenter l'enceinte 1 en matières combustibles par la conduite 72 reliée au dispositif d'alimentation 21 dont le débit est réglé de façon à faire fonctionner le lit fluidisé en fonctionnement normal à la température voulue. 253710 t 1 '.

Comme on l'a décrit précédem ment, les particules solides entraî-

nées avec les fumées s'accumulent dans le silo 4 jusqu'à ce que l'on déclen-

che la phase de recyclage A ce moment, le dispositif d'alimentation 21 est

arrêté et l'on ferme la vanne 74 de sortie de la chambre 7.

Celle-ci étant isolée de l'enceinte 1, qui est alors alimentée en

imbrûlés recyclés, on peut fermer la vanne 77 et ouvrir la vanne 79 du cir-

cuit de dépressurisation 78.

Lorsque la chambre 7 se trouve à la pression atmosphérique, on ou-

vre la vanne 73 et on commande le dispositif d'alimentation 21 pour le rem-

plissage de la chambre 7 en matières combustibles Bien entendu, le remplis-

sage doit se faire en un temps inférieur à la durée de la phase de recycla-

ge, mais il n'est pas difficile de respecter cet impératif en utilisant des moyens appropriés et en choisissant de façon voulue les volumes relatifs du

silo de recyclage 4 et de la chambre d'alimentation 7 Lorsque cette derniè-

re est remplie, on ferme les vannes 73 et 79 et on ouvre la vanne 77 pour

mettre la chambre 7 à la pression de l'enceinte de combustion 1 L'installa-

tion est alors prête pour le retour en phase de combustion normale

puisqu'il suffit d'ouvrir la vanne 74 et d'alimenter le lit fluidisé au mo-

ment voulu après l'arrêt du recyclage et la vidange du silo 4.

Bien entendu, le volume du silo 4 doit être choisi en fonction de

celui de la chambre 7 de façon à contenir toutes les particules solides gé-

nérées par la combustion du charbon contenu dans la chambre 7 pendant la

phase de combustion normale.

Ainsi, il est possible, grâce à l'invention d'alimenter l'enceint de combustion 1 en matières combustibles se trouvant à la pression voulue et en utilisant un sas unique Bien entendu, on peut utiliser un dispositif analogue et la même séquence de fonctionnement pour alimenter l'enceinte de

combustion en calcaire ou dolomie par le circuit 23 Mais l'on peut égale-

ment comme on le fait dans certains cas mélanger le charbon et la dolomie

en amont du circuit d'alimentation 71 de façon à utiliser un sas unique ali-

menté en mélange préparé.

Il est clair, que sans sortir du cadre de l'invention, on pour-

rait encore imaginer d'autres variantes de l'installation et d'autres sé-

quences de fonctionnement utilisant des moyens équivalents.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé de recyclage des imbrûlés solides produits au cours d'une réaction exothermique réalisée en lit fluidisé ( 2) dans une enceinte ( 1) munie de moyens ( 21) d'alimentation en matière combustible solide avec un débit réglable et de moyens de fluidisation ( 12, 13) et reliée par un conduit ( 17) d'évacuation des fumées à un dispositif ( 3) de séparation des

particules solides entraînées avec les fumées et contenant une certaine pro-

portion d'imbrûlés, les particules récupérées étant recyclées dans le lit fluidisé ( 2),

caractérisé par le fait que pendant le fonctionnement normal du lit flui-

disé ( 2) alimenté en matière combustible, on accumule dans un silo ( 4) les particules solides récupérées dans le dispositif de séparation ( 3) et que,

périodiquement, on arrête l'alimentation en matière combustible et l'on re-

cycle dans le lit fluidisé ( 2) les particules accumulées dans le silo ( 4) avec un débit réglé de telle sorte que la combustion des imbrûlés contenus dans les particules recyclées maintienne la température du lit fluidisé ( 2) au niveau voulu, la réaction exothermique étant entretenue alternativement

par la combustion de la matière combustible en phase de fonctionnement nor-

mal et par la combustion des imbrûlés en phase de recyclage.

2 Procédé de recyclage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température du lit fluidisé ( 2) est mesurée

en permanence et que le débit de recyclage des particules solides est asser-

vi à la température du lit fluidisé ( 2) de façon maintenir celle-ci au même

niveau que pendant la phase de fonctionnement normal.

3 Procédé de recyclage selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait que, pendant la phase de recyclage, les particules solides entraînées avec les fumées et séparées de celles-ci s'accumulent dans le silo ( 4) et sont recyclées de nouveau dans le lit fluidisé ( 2), le recyclage étant ainsi poursuivi tant que la teneur en imbrûlés permet de

maintenir la température du lit fluidisé ( 2).

4 Procédé de recyclage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la détection d'un abaissement de la température au-dessous d'une limite fixée détermine l'arrêt du recyclage des particules solides dans le lit fluidisé ( 2) et le retour à la phase de fonctionnement normal. Procédé de recyclage selon la revendication 3,

caractérisé par le fait que le débit de recyclage des particules solides é-

tant mesuré en permanence, la phase de recyclage des imbrûlés est arrêtée et le retour à la phase de combustion normale est commandé lorsque le débit de recyclage nécessaire pour le maintien de la température du lit fluidisé

dépasse une limite fixée.

6 Procédé de recyclage selon la revendication 1,

caractérisé par le fait que les particules solides entraînées avec les fu-

mées pendant la phase de recyclage sont accumulées dans un silo intermédiai-

re interposé entre le dispositif de séparation ( 3) et le silo de réserve ( 4).

7 Procédé de recyclage selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé par le fait que, à la fin de la phase de recyclage, on évacue les particules accumulées avant de reprendre l'alimentation normale du lit fluidisé ( 2) en matière combustible la durée de l'évacuation étant assez faible pour ne pas entraîner une baisse de la température du lit fluidisé

( 2) au-dessous d'une limite fixée.

8 Procédé de recyclage selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé par le fait que, à la fin de la phase de recyclage, on commande

simultanément le retour à l'alimentation normale du lit fluidisé ( 2) en ma-

tière combustible et l'évacuation rapide des particules accumulées, cette

dernière étant arrêtée avant la vidange complète du silo ( 4) lorsque le ni-

veau des particules dans celui-ci atteint une limite fixée.

9 Procédé de recyclage selon l'une des revendications

précédentes, dans lequel le lit fluidisé ( 2) fonctionne à une pression supérieure à la pression atmosphérique et est alimenté en matière combustible se trouvant à la même pression par l'intermédiaire d'un dispositif à sas, caractérisé par le fait que l'alimentation se fait à partir d'une chambre

unique ( 7) formant sas comportant une entrée ( 71) et'une sortie ( 72) des ma-

tières, munies chacune d'une vanne d'isolement respectivement ( 73) et ( 74) et des moyens de pressurisation ( 75) et de dépressurisation ( 78) la chambre

d'alimentation ( 7), préalablement remplie de matière combustible, étant al-

ternativement mise à la pression de l'enceinte de combustion ( 1) pour l'ali-

mentation de celle-ci pendant la phase de fonctionnement normal, puis iso-

lée de l'enceinte de combustion ( 1) pendant la phase de recyclage pour être

mise à la pression atmosphérique et remplie de nouveau en matière combus-

tible.

Installation perfectionnée de combustion en lit fluidisé com-

prenant une enceinte ( 1) formant chambre de combustion alimentée en matière

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combustible, munie à sa base de moyens ( 12, 14) de formation d'un lit flui-

disé ( 2) et dont la partie supérieure est reliée par un conduit ( 17) d'éva-

cuation des fumées à un dispositif ( 3) de séparation des particules solides entraînées avec les fumées comprenant une sortie supérieure des gaz ( 31) et une sortie inférieure ( 32) des solides reliée à la chambre de combustion

( 1) par un circuit ( 41) de recyclage des particules solides séparées débou-

chant à la base du lit fluidisé ( 3),

caractérisée par le fait qu'elle comprend un silo ( 4) de réserve des parti-

cules solides interposé sur le circuit de recyclage ( 41) à la sortie du dis-

positif de séparation ( 3) et des moyens ( 5, 21, 43) de commande périodique

de l'alimentation de la chambre de combustion ( 1), alternativement en matiè-

res combustibles dans une phase d'alimentation normale et d'accumulation

des particules -solides dans le silo ( 4) et en imbrûlés dans une phase de re-

cyclage des particules accumulées dans le silo ( 4).

11 Installation selon la revendication 10,

caractérisée par le fait que les moyens de commande périodique de l'alimen-

tation de la chambre de combustion ( 1) comprennent un circuit ( 21) d'ali-

mentation en matière combustible à débit réglable, et un organe ( 43) de fermeture et d'ouverture avec un débit réglable du circuit de recyclage ( 41), les deux circuits d'alimentation ( 21) et de recyclage ( 41) étant mis

en service alternativement par un circuit de régulation ( 5).

12 Installation selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le réglage des débits du circuit d'alimentation

( 21) et du circuit de recyclage ( 41) est commandé par le circuit de régula-

tion ( 5) en fonction de la température du lit fluidisé ( 2) mesurée par un

détecteur ( 51).

13 Installation selon la revendication l, caractérisé par le fait que le circuit de régulation ( 5) comprend un organe

( 52) de contrôle de niveau haut des particules accumulées, placé à la par-

tie supérieure du silo ( 4) et susceptible de déclencher l'arrêt du circuit d'alimentation ( 21) et l'ouverture de la vanne ( 43) du circuit de recyclage

( 41).

14 Installation selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le silo ( 4) est muni à sa base d'un orifice de vidange ( 48) débouchant dans une conduite ( 46) munie d'une vanne ( 47) dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par le circuit de régulation ( 5). Installation selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le circuit de régulation ( 5) comprend un organe de contrôle du niveau bas ( 53) susceptible de déclencher la fermeture de la vanne ( 47) de la conduite de vidange ( 46) et placé à la partie inférieure du silo ( 4) à une hauteur telle au-dessus de l'orifice ( 48) que le volume

entre les niveaux de l'organe de contrôle ( 53) et de l'orifice ( 48) soit su-

périeur au volume de particules solides généré par la combustion de la ma-

tière combustible en phase de fonctionnement normal pendant le temps de vi-

dange du silo ( 4).

16 Installation selon l'une des revendications 10 à 15,

caractérisé par le fait qu'elle comprend un silo intermédiaire ( 6) placé à la sortie du dispositif de séparation ( 3) en amont du silo de réserve ( 4)

avec lequel il est relié par une conduite ( 61) munie d'une vanne ( 62).

17 Installation selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que le lit fluidisé fonctionnant sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, la chambre de combustion ( 1) est alimentée par l'intermédiaire d'un sas unique constitué d'une capacité ( 7)

alimentée en matière combustible par un circuit ( 71) muni d'une vanne d'en-

trée ( 73) et reliée à la chambre de combustion ( 1) par une conduite ( 72) mu-

nie d'une vanne de sortie ( 74) et dans laquelle débouchent deux circuits de

pressurisation ( 75) et de dépressurisation ( 78) munis respectivement de van-

nes ( 77) et ( 79), lesdites vannes étant actionnées sélectivement en fonc-

tion des phases de fonctionnement de l'installation de telle sorte que pen-

dant la phase de recyclage des imbrûlés, la capacité ( 7), isolée par la fer-

meture de la vanne de sortie ( 74), puisse être dépressurisée, remplie en ma-

tière combustible puis repressurisée et que, pendant la phase de fonctionne-

ment normal la capacité ( 7), isolée par la fermeture des vannes d'entrée ( 73) et de dépressurisation ( 77), soit mise en liaison avec la chambre de

combustion ( 1) par l'ouverture de la vanne de sortie ( 74).