FR2690093A1 - Vitrification of materials over 1000 deg C, partic. magnets - with molten material leaving the vessel over an overflow weir, in automated operation - Google Patents
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Abstract
Description
Installation de vitrification de produits à point de fusion élevé
La présente invention se rapporte aux installations de vitrification de produits à point de fusion supérieur à 10000C, qui peuvent être solides, pâteux ou liquides, tels que des produits minéraux, des amiantes et produits analogues.Vitrification plant for high melting point products
The present invention relates to installations for vitrifying products with a melting point above 10000C, which can be solid, pasty or liquid, such as mineral products, asbestos and similar products.
La vitrification ' de produits de ce genre est difficile à effectuer en raison de la grande quantité de chaleur à leur apporter. L'invention le permet par une installation relativement simple et d'un fonctionnement très souple, grâce à laquelle on peut cependant vitrifier les produits même s'ils sont froids et non combustibles. Vitrification of such products is difficult to perform due to the large amount of heat to be supplied to them. The invention allows this by a relatively simple installation and very flexible operation, thanks to which it is however possible to vitrify the products even if they are cold and non-combustible.
L'installation de vitrification suivant l'invention comprend une enceinte en un matériau réfractaire qui ménage, en partie basse, une poche de réception d'un bain, dont la plus grande dimension d'une extrémité à l'autre est horizontale et qui est ouverte a l'une des extrémités, tandis qu'un électrobrQleur est monté à l'autre extrémite de manière à produire dans l'enceinte une flamme rayonnante, des moyens d'introduction de produits dans l'enceinte et un trop-plein de débordement du bain. The vitrification installation according to the invention comprises an enclosure made of a refractory material which, at the bottom, provides a pocket for receiving a bath, the largest dimension of which from one end to the other is horizontal and which is open at one end, while an electrobrQleur is mounted at the other end so as to produce in the enclosure a radiant flame, means for introducing products into the enclosure and an overflow overflow of the bath.
Un électrobrQleur est un brûleur à gaz à apport d'énergie électrique, comme décrit par exemple à la demande de brevet français 89 06 560. Ce brûleur à gaz à apport d'énergie électrique comporte essentiellement un brûleur à gaz comprenant une arrivée de combustible et une arrivée d'air et, en aval, deux électrodes entre lesquelles jaillit un arc qui apporte une énergie supplémentaire à la flamme du brûleur.La flamme obtenue par la combustion de gaz naturel avec de l'air froid et à la stoechiométrie est de l'ordre de 1500 OC. Avec l'apport calorifique fourni par l'arc électrique, elle s'élève et peut atteindre 2700"C. La flamme obtenue est de grandes dimensions et a une énergie de rayonnement très importante, ce qui permet à la chaleur de bien se propager jusqu'à la grande surface libre du bain à la différence des dispositifs de chauffage focalisés du type à plasma. An electrobrQleur is a gas burner with electric energy supply, as described for example in French patent application 89 06 560. This gas burner with electric energy supply essentially comprises a gas burner comprising a fuel inlet and an air inlet and, downstream, two electrodes between which an arc flows which provides additional energy to the burner flame. The flame obtained by the combustion of natural gas with cold air and at stoichiometry is l '' order of 1500 OC. With the heat input provided by the electric arc, it rises and can reach 2700 "C. The flame obtained is large and has a very high radiation energy, which allows the heat to propagate well up to 'to the large free surface of the bath unlike the plasma type focused heaters.
Grâce à la conjonction de la chaleur de niveau de température élevée fournie par l'électrobrûleur, de la conformation relativement plate et fermée de l'enceinte, ce qui diminue la chaleur rayonnée perdue, et de la masse calorifique du bain dont la surface relativement grande est apte à bien absorber la chaleur rayonnee par l'électrobrûleur dont la flamme s'étend à proximité de la surface du bain, on parvient à fondre, même s'ils sont froids, les produits dans le bain avant qu'ils ne ressortent par le trop-plein. Thanks to the conjunction of the high temperature level heat supplied by the electroburner, the relatively flat and closed conformation of the enclosure, which decreases the radiated heat lost, and the calorific mass of the bath whose relatively large surface is able to absorb the heat radiated by the electroburner, the flame of which extends close to the surface of the bath, we manage to melt, even if they are cold, the products in the bath before they come out again. the overflow.
De préférence, la plus grande dimension de l'enceinte est supérieure au double de sa hauteur de manière que la chaleur rayonnée de la flamme de l'électrobrûleur soit transmise le mieux possible au bain. Pour perdre le moins possible de cette chaleur rayonnée, les moyens d'introduction de produits dans l'enceinte comprennent un trou ménagé dans l'enceinte et s'étendant suivant la plus grande dimension de l'enceinte sur une longueur inférieure au cinquième et, de préférence, au dixième de cette plus grande dimension, la largeur du trou étant, de préférence, inférieure aux troisquarts de la plus grande dimension transversale de l'enceinte. De préférence, l'axe de la flamme rayonnante issue de l'électrobrûleur s'étend sensiblement suivant la plus grande dimension de l'enceinte. Preferably, the largest dimension of the enclosure is greater than twice its height so that the heat radiated from the flame of the electroburner is transmitted as best as possible to the bath. To lose as little of this radiated heat as possible, the means for introducing products into the enclosure include a hole made in the enclosure and extending along the largest dimension of the enclosure over a length less than a fifth and, preferably, to the tenth of this largest dimension, the width of the hole being preferably less than three-quarters of the largest transverse dimension of the enclosure. Preferably, the axis of the radiating flame coming from the electroburner extends substantially along the largest dimension of the enclosure.
Les moyens d'introduction des produits peuvent être aussi constitués, dans le cas d'un produit pâteux, d'une vis convoyeuse convoyant les produits dans un conduit débouchant dans l'enceinte ou, dans le cas de produits liquides, d'un conduit débouchant dans l'enceinte par l'intermédiaire d'un brûleur. The means for introducing the products can also consist, in the case of a pasty product, of a conveyor screw conveying the products in a conduit opening into the enclosure or, in the case of liquid products, of a conduit opening into the enclosure via a burner.
Comme le bain déborde par un trop-plein dans un bassin d'eau, la quantité du bain est ainsi limitée automatiquement et l'installation de vitrification peut fonctionner automatiquement. Pour prévenir toute solidification du bain à proximité du trop-plein, celui-ci peut être disposé plus près de l'électrobrûleur que de l'extrémité ouverte. Mais inversement, pour avoir l'assurance que les produits ont bien eu le temps de fondre avant d'être évacués par le trop-plein, il peut être avantageux, notamment lorsque les produits à vitrifier sont introduits froids dans l'installation, que le trop-plein soit plus loin de l'électrobrûleur que de l'extrémité ouverte.Pour cette même raison, il est avantageux que l'enceinte ménage deux poches séparées par un déversoir, le fond de la poche la plu5 éloignée de l'electrobrGleur étant plus bas que celui de l'autre poche. Cela augmente le temps de séjour des produits à fondre dans le bain. As the bath overflows through an overflow in a water basin, the quantity of the bath is thus automatically limited and the vitrification installation can operate automatically. To prevent solidification of the bath near the overflow, it can be placed closer to the electroburner than to the open end. But conversely, to be sure that the products have had enough time to melt before being discharged by the overflow, it can be advantageous, especially when the products to be vitrified are introduced cold into the installation, that the overflow is farther from the electroburner than from the open end. For the same reason, it is advantageous for the enclosure to house two pockets separated by a weir, the bottom of the pocket being the most distant from the electrobrGleur. lower than the one in the other pocket. This increases the residence time of the products to be melted in the bath.
Pour limiter les pertes de chaleur rayonnées, l'extrémité ouverte comprend une partie conique se rétrécissant vers l'extérieur de l'enceinte. To limit the losses of radiated heat, the open end comprises a conical part narrowing towards the outside of the enclosure.
Il est souhaitable de préchauffer les produits à fondre avant de les introduire dans ltelectrobrûleur. It is desirable to preheat the products to be melted before introducing them into the electroburner.
L'invention vise également un procédé de vitrification de produits dans une installation suivant l'invention, qui consiste à interrompre le fonctionnement de l'électrobrûleur pendant l'introduction des produits dans l'enceinte. On est sur ainsi que la flamme de l'électrobruleur ne rejette pas directement les produits vers l'extrémité ouverte de l'enceinte avant qu'ils aient eu le temps de tomber dans le bain et d'y fondre. The invention also relates to a process for vitrifying products in an installation according to the invention, which consists in interrupting the operation of the electroburner during the introduction of the products into the enclosure. We are sure that the flame of the electroburner does not directly reject the products towards the open end of the enclosure before they have had time to fall into the bath and melt there.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple
- la figure 1 est une vue en coupe d'une installation suivant l'invention;
- la figure 2 est une vue en plan de l'installation de la figure 1;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante;
- les figures 4 et 5 sont des vues analogues à la figure 1 de deux variantes et
- la figure 6 est un schéma illustrant un éîectrobrûleur. In the accompanying drawings, given only by way of example
- Figure 1 is a sectional view of an installation according to the invention;
- Figure 2 is a plan view of the installation of Figure 1;
- Figure 3 is a view similar to Figure 2 of a variant;
- Figures 4 and 5 are views similar to Figure 1 of two variants and
- Figure 6 is a diagram illustrating an electroburner.
L'installation représentée aux figures 1 et 2 se compose d'une enceinte 1 d'axe X-X' horizontal, qui ménage en partie basse une poche 2 de réception d'un bain de matériau fondu. La plus grande dimension suivant l'axe X-X' est horizontale. Un électrobrQleur 4 est monté à l'une des extrémités, tandis que l'autre extrémité est ouverte et est précédée d'une partie 5 conique se rétrécissant vers l'extérieur. L'électrobrQleur 4 est monté de manière à produire dans l'enceinte 1 une flamme rayonnante dont l'axe est sensiblement confondu avec l'axe X-X'. La poche 3 est munie d'un trop-plein 6. Le bain déborde du trop-plein 6 et tombe dans un bassin 7 empli d'eau où le magma fondu se fractionne en petits morceaux vitrifiés sous l'effet du choc thermique brutal. Un extracteur 8 retire en permanence ces éléments vitrifiés. The installation shown in FIGS. 1 and 2 consists of an enclosure 1 with a horizontal axis XX ′, which provides a pocket 2 in the lower part for receiving a bath of molten material. The largest dimension along the axis XX 'is horizontal. An electrobrQleur 4 is mounted at one end, while the other end is open and is preceded by a conical part 5 narrowing towards the outside. The electrobrQleur 4 is mounted so as to produce in the enclosure 1 a radiating flame whose axis is substantially coincident with the axis XX '. The pocket 3 is provided with an overflow 6. The bath overflows from the overflow 6 and falls into a basin 7 filled with water where the molten magma splits into small vitrified pieces under the effect of the brutal thermal shock. An extractor 8 permanently removes these vitrified elements.
La plus grande dimension de l'enceinte 1 suivant l'axe X-X' est supérieure au double de sa hauteur. Des moyens d'introduction des produits dans l'enceinte 1 comprennent un trou 9 ménagé dans l'enceinte et s'étendant, suivant la plus grande dimension -X-X' de l'enceinte, sur une longueur inférieure au dixième de cette grande dimension. La longueur du trou est inférieure aux trois quarts de la plus grande dimension transversale de l'enceinte 1. Les produits solides, tels que des amiantes, sont déversés dans l'enceinte 1 par le conduit 9 en étant poussés par un poussoir 10. The largest dimension of the enclosure 1 along the axis XX ′ is greater than twice its height. Means for introducing the products into the enclosure 1 include a hole 9 formed in the enclosure and extending, along the largest dimension -X-X 'of the enclosure, over a length less than one tenth of this large dimension. The length of the hole is less than three quarters of the largest transverse dimension of the enclosure 1. The solid products, such as asbestos, are poured into the enclosure 1 through the conduit 9 while being pushed by a pusher 10.
A la figure 3, les produits pâteux sont amenés par une trémie 11 sur une vis sans fin 12 entraînée en rotation par un moteur 13 dans un tube 14 qui se prolonge par un conduit 15 passant à travers la paroi de l'enceinte 1. Les produits pâteux tombent sur le bain 3. In FIG. 3, the pasty products are brought by a hopper 11 onto an endless screw 12 rotated by a motor 13 in a tube 14 which is extended by a conduit 15 passing through the wall of the enclosure 1. The pasty products fall on the bath 3.
A la figure 4, les moyens d'alimentation en produits liquides sont constitués d'un conduit terminé par un brûleur 16. On tire parti ainsi du caractère éventuellement combustible du liquide à vitrifier pour le préchauffer. I1 est également possible de préchauffer les produits solides ou pâteux dans un dispositif de préchauffage préalable. In FIG. 4, the means for supplying liquid products consist of a conduit terminated by a burner 16. This takes advantage of the possibly combustible character of the liquid to be vitrified in order to preheat it. It is also possible to preheat solid or pasty products in a preheating device.
Alors qu'à la figure 1, le trop-plein 6 est plus près de l'électrobrûleur 4 que de l'extrémité ouverte de l'enceinte 1, à la figure 5, il est plus près de l'extrémité ouverte de l'enceinte que de l'électrobruleur 4. En outre, le fond de l'enceinte du mode de réalisation de la figure 5 ménage deux poches 17, 18 séparées par un déversoir 19, le fond de la poche 18 la plus éloignée de l'électrobrûleur 4 étant plus bas que celui de l'autre poche 17. La position du trop-plein 6 et la présence de deux poches séparées par le déversoir 19 donne l'assurance que les produits solides ont le temps de fondre avant de tomber dans le bassin 7. While in FIG. 1, the overflow 6 is closer to the electroburner 4 than to the open end of the enclosure 1, in FIG. 5, it is closer to the open end of the enclosure than of the electroburner 4. In addition, the bottom of the enclosure of the embodiment of FIG. 5 has two pockets 17, 18 separated by a weir 19, the bottom of the pocket 18 furthest from the electroburner 4 being lower than that of the other pocket 17. The position of the overflow 6 and the presence of two pockets separated by the weir 19 gives the assurance that the solid products have time to melt before falling into the basin 7.
Comme illustré à la figure 6, l'électrobrûleur se compose essentiellement de deux parties. D'une part, un brûleur à gaz 22 ayant un conduit d'alimentation en combustible 23 et un conduit d'alimentation en air 24 et, d'autre part, un dispositif d'apport d'énergie électrique comportant essentiellement deux électrodes 25, 26, entre lesquelles jaillit un arc 27 qui porte la température de la flamme issue du brûleur 22 à une valeur que l'on peut régler par un dispositif 21. As illustrated in Figure 6, the electroburner essentially consists of two parts. On the one hand, a gas burner 22 having a fuel supply duct 23 and an air supply duct 24 and, on the other hand, an electrical energy supply device essentially comprising two electrodes 25, 26, between which an arc 27 which brings the temperature of the flame from the burner 22 to a value which can be adjusted by a device 21.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| CD | Change of name or company name | ||
| ST | Notification of lapse |