FR2782377A1 - After-burning equipment, e.g. for steel-making light-arc furnaces producing effluents in large amounts with substances to be incinerated, comprises combustion container with burners with separate combustion air supply and fuel supply - Google Patents
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Abstract
Description
EQUIPEMENT de POST-COMBUSTION pour REACTEURS INDUSTRIELS.POST-COMBUSTION EQUIPMENT for INDUSTRIAL REACTORS.
L'invention a trait au traitement des effluents qui peuvent être produits, parfois en grande quantité, sous forme liquide ou particulaire, mais le plus souvent sous forme gazeuse, par des réacteurs industriels, notamment métallurgiques, comme les fours de fusion de la sidérurgie, les fours électriques à arcs en particulier. Plus précisément, l'invention concerne la combustion, hors du réacteur, des imbrûlés résiduels contenus dans ces effluents et l'incinération résultante The invention relates to the treatment of effluents which can be produced, sometimes in large quantities, in liquid or particulate form, but most often in gaseous form, by industrial reactors, in particular metallurgical reactors, such as the melting furnaces of the steel industry, electric arc furnaces in particular. More specifically, the invention relates to the combustion, outside the reactor, of the unburnt residues contained in these effluents and the resulting incineration
des espèces éventuellement présentes nuisibles à l'environnement. any species that are harmful to the environment.
On sait qu'un four à arcs sidérurgique, que l'on prendra comme exemple d'application de l'invention pour illustrer la suite de l'exposé, est un appareil gros producteur de fumées, générant classiquement de 50 à 250 000 Nm3/h de gaz issus de la fusion de la charge férrifère contenue dans le four et des entrées d'air contrôlées ou non. Ces gaz, chargés en poussières (oxydes de It is known that a steel arc furnace, which will be taken as an example of application of the invention to illustrate the rest of the presentation, is a large smoke producing apparatus, conventionally generating from 50 to 250,000 Nm3 / h of gas from the melting of the iron charge contained in the furnace and the controlled or uncontrolled air inlets. These gases, loaded with dust (oxides of
Fer, de Zn, de Pb, de Cu, de Cd...), sont captés puis rejetés dans l'atmosphère après traitement. Iron, Zn, Pb, Cu, Cd ...), are captured and then released into the atmosphere after treatment.
Le traitement consiste, non seulement à les dépoussiérer par filtration, mais aussi à détruire thermiquement les espèces gazeuses contenues pouvant causer des explosions (CO,H2). D'autres espèces à l'état solide, liquide ou gazeux, susceptibles de polluer l'environnement, comme le CO résiduel, les COV, les HAP, les dioxines ou les furannes sont détruits par calcination, mais que partiellement. L'opération s'effectue dans un équipement placé hors du four, et constitué essentiellement par un pot à combustion, dit "à post-combustion" puisqu'il s'agit de brûler des imbrûlés, donc des résidus combustibles qui n'ont pas réussi à brûler dans le four. Ce pot de "post-combustion" est muni, à son extrémité d'entrée par laquelle arrivent les fumées, d'un ou plusieurs brûleurs oxy-fioul ou oxy-gaz dirigés dans le sens général de l'écoulement des gaz de manière à créer une flamme longitudinale qui "capte" bien tous les imbrûlés au cours de leur passage dans le pot, et qui relève la température des fumées (de 300 C à l'entrée) jusqu'à 1000 C environ. En raison des vitesses élevées imposées par les forts débits de gaz à évacuer, on utilise un pot de grande longueur pouvant atteindre une vingtaine de mètres, voir plus. On estime en effet à plusieurs secondes (entre 2 et 4 sec.), le temps de séjour nécessaire de ce gaz vers 1000 C une fois brûlé pour pyrolyser les substances organiques toxiques à éliminer qu'il peut contenir. En fait, même avec ces pots de grande longueur, il s'avère que le temps de contact flammes-fumées à échauffer est telle qu'une quantité importante de fumées ne réside pas The treatment consists, not only in dusting them by filtration, but also in thermally destroying the gaseous species contained which can cause explosions (CO, H2). Other species in the solid, liquid or gaseous state, liable to pollute the environment, such as residual CO, VOCs, PAHs, dioxins or furans are destroyed by calcination, but only partially. The operation is carried out in equipment placed outside the oven, and consisting essentially of a combustion pot, called "post-combustion" since it involves burning unburnt materials, therefore combustible residues which have no managed to burn in the oven. This "post-combustion" pot is provided, at its inlet end by which the fumes arrive, with one or more oxy-fuel oil or oxy-gas burners directed in the general direction of the flow of the gases so as to create a longitudinal flame which "captures" well all the unburnt during their passage in the pot, and which raises the temperature of the fumes (from 300 C at the inlet) to about 1000 C. Due to the high speeds imposed by the high gas flows to be evacuated, we use a very long pot that can reach twenty meters, or even more. It is estimated that several seconds (between 2 and 4 seconds), the necessary residence time of this gas around 1000 C once burned to pyrolyze the toxic organic substances to be eliminated that it may contain. In fact, even with these very long pots, it turns out that the flame-smoke contact time to be heated is such that a large quantity of smoke does not reside
suffisamment longtemps à la température élevée requise pour la pyrolyse. long enough at the high temperature required for pyrolysis.
On notera que ce type d'équipement s'est assez largement répandu dans l'industrie. It should be noted that this type of equipment has become fairly widespread in the industry.
Pourtant sa grande taille constitue de sérieux handicaps, à la fois technique en raison de son encombrement et d'une efficacité limitée, et économique par le coût élevé de fabrication, de However, its large size constitutes serious handicaps, both technical because of its size and limited efficiency, and economical by the high cost of manufacture,
maintenance et d'exploitation, handicaps que se propose de résoudre la présente invention. maintenance and operation, handicaps which the present invention proposes to resolve.
A cet effet, l'invention à pour objet un équipement de post-combustion des imbrûlés contenus dans les effluents de réacteurs industriels, tels que les fours électriques à arcs de la sidérurgie, comprenant un pot de combustion dont l'extrémité d'entrée est pourvue de brûleurs et dans lequel lesdits effluents atteignent leur température d'incinération des éventuelles substances nocives à l'environnement qu'ils contiennent, équipement caractérisé en ce que les dits brûleurs sont constitués par des moyens d'introduction d'air comburant associés à des moyens séparés d'introduction du combustible disposés en aval par rapport au sens d'écoulement de la veine d'effluents, et en ce que lesdits moyens d'introduction du combustible sont formés par une pluralité d'entités élémentaires orientées transversalement à la veine d'effiuents et comprenant chacune un injecteur à gaz "multi-jets" associé à une buse à dard To this end, the invention relates to post-combustion equipment for unburnt materials contained in the effluents of industrial reactors, such as electric arc furnaces in the steel industry, comprising a combustion pot whose inlet end is provided with burners and in which said effluents reach their incineration temperature of any substances harmful to the environment which they contain, equipment characterized in that said burners are constituted by means of introducing combustion air associated with separate fuel introduction means arranged downstream with respect to the direction of flow of the effluent stream, and in that said fuel introduction means are formed by a plurality of elementary entities oriented transversely to the stream d '' effiuents and each comprising a "multi-jet" gas injector associated with a dart nozzle
thermique à forte impulsion, avantageusement placée en aval de la sortie des jets de combustible. thermal with high impulse, advantageously placed downstream of the outlet of the fuel jets.
Conformément à une réalisation préférée, les entités à injecteur " multijets" sont In accordance with a preferred embodiment, the "multi-jet" injector entities are
pariétales et distribuées selon le pourtour de la périphérie du pot. parietal and distributed along the periphery of the periphery of the pot.
Conformément à une autre forme de réalisation, les moyens séparés d'introduction d'air comburant sont constitués par des caissons rapportés sur le pot venant coiffer des lumières calibrées ménagées dans la paroi du pot au voisinage des entités à injecteur et qui les met en According to another embodiment, the separate means for introducing combustion air are constituted by boxes attached to the pot coming to cap calibrated lights formed in the wall of the pot in the vicinity of the injector entities and which puts them in
i5 communication avec l'intérieur du pot. i5 communication with the inside of the pot.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, les moyens d'introduction d'air comburant dans le pot sont asservis au débit instantané d'effluents à l'entrée du pot, ou à la température visée après combustion. Il en de même pour ce qui concerne le nombre d'injecteurs In a particularly advantageous embodiment, the means for introducing combustion air into the pot are controlled by the instantaneous flow of effluents at the inlet of the pot, or at the target temperature after combustion. The same applies to the number of injectors
à mettre en fonctionnement instantané. to be put into instant operation.
Comme on l'aura sans doute compris, l'invention repose sur la découverte que quelques dixièmes de seconde à 600-1000 C suffisent en fait, et non les 2-3 secondes considérées jusqu'ici comme nécessaires, pour permettre l'incinération des composants organiques à éliminer des fumées. Dès lors, un système de combustion à flammes transversales, en lieu et place du brûleur à flamme longitudinale, devient possible pour la réalisation du pot de post-combustion, qui s'en trouve ainsi considérablement réduit en longueur (d'un facteur de 2 pratiquement, voire As will no doubt have been understood, the invention is based on the discovery that a few tenths of a second at 600-1000 C is in fact sufficient, and not the 2-3 seconds considered hitherto necessary, to allow the incineration of organic components to be removed from the fumes. Therefore, a transverse flame combustion system, instead of the longitudinal flame burner, becomes possible for the realization of the post-combustion pot, which is thus considerably reduced in length (by a factor of 2 practically or even
au delà).beyond).
Ceci présuppose toutefois que les fumées puissent se présenter dans la zone de combustion déjà prémélangée à de l'air comburant et que, par ailleurs, on puisse disposer d'une technologie de brûleurs à flamme courte et puissante permettant d'atteindre la température d'incinération le plus rapidement possible. A cet effet, une conception originale de mini-bruleurs est retenue pour l'invention, consistant en une pluralité d'entités élémentaires dotées d'injecteurs propulsant des jets multiples de gaz combustible dans une veine de fumées préalablement mélangée à de l'air comburant. Dès sa sortie des injecteurs, ce gaz combustible est brutalement chauffé jusqu'à sa température d'inflammation (environ 800 C pour du gaz naturel) par un jet dur de gaz brulés très chauds (que l'on appelle "dard thermique") issu d'une buse à flamme pilote présente sur chaque entité à proximité immédiate des injecteurs. L'effet "d'arrachement" que provoque quasi- inévitablement le flux d'effluents sur les jets radiaux de gaz combustibles issus des injecteurs conduit à opter pour une localisation de la buse à flamme pilote en aval des injecteurs, de sorte que les obstacles à l'écoulement des effluents que constituent ces dards This presupposes, however, that the fumes can be present in the combustion zone already premixed with combustion air and that, moreover, it is possible to have a short and powerful flame burner technology enabling the temperature to be reached. incineration as quickly as possible. To this end, an original design of mini-burners is retained for the invention, consisting of a plurality of elementary entities provided with injectors propelling multiple jets of combustible gas in a stream of smoke previously mixed with combustion air . As soon as it leaves the injectors, this combustible gas is suddenly heated up to its ignition temperature (around 800 C for natural gas) by a hard jet of very hot burnt gases (which we call "thermal dart") a pilot flame nozzle present on each entity in the immediate vicinity of the injectors. The "tearing off" effect which almost inevitably causes the flow of effluents on the radial jets of combustible gases coming from the injectors leads to opt for a location of the pilot flame nozzle downstream of the injectors, so that obstacles the flow of effluents from these darts
gazeux issus des buses créent derrière eux, dans le sens de l'écoulement, des conditions thermo- gaseous from the nozzles create behind them, in the direction of flow, thermo-
aérodynamiques propices à l'établissement précoce d'un mélange inflammable homogène et stationnaire et qui, surchauffé brutalement par ces mêmes dards gazeux à haute température, brûle alors complètement quasi-instantanément, donc en propageant une flamme courte et puissante. L'air comburant, ajouté séparément et en amont des injecteurs à gaz, est apporté aux fumées en quantité suffisante pour satisfaire non seulement la combustion vive du gaz combustible introduit par les injecteurs -et dont l'énergie thermique libérée permet d'atteindre rapidement la température d'inflammation des imbrûlés des fumées à traiter, à savoir, CO, COV, HAP, BTX, dioxines et furannes habituellement présents-, mais également la combustion de ces imbrûlés. Comme ceux-ci sont délivrés en quantité inévitablement fluctuante par le réacteur qui les produit, un réglage du débit d'air comburant insufflé dans le pot de post-combustion sera avantageusement effectué pour l'ajuster en permanence aux besoins en oxygène requis pour une combustion totale des combustibles apportés dans le pot par la veine d'effluents à traiter d'une part, et par les injecteurs à gaz, d'autre part. De même, comme la température d'arrivée des fumées à incinérer est elle aussi inévitablement variable, le nombre d'injecteurs de gaz en service à tout moment sera avantageusement adapté en conséquence afin de conserver les conditions thermiques requises pour l'incinération des espèces organiques à détruire. Bien entendu, ces deux régulations peuvent être montées en cascade, le pilotage en température finale des fumées après post- combustion gérant le nombre d'injecteurs à activer, lequel gère le débit d'air comburant à insuffler, lequel peut être ajusté en réponse aux variations du débit entrant des fumées. Bien entendu, on prévoiera dans ce cas une constante de temps de régulation différente de la première citée pour assurer la convergence des processus d'automatisation de ces aerodynamics conducive to the early establishment of a homogeneous and stationary flammable mixture which, brutally overheated by these same gaseous darts at high temperature, then burns almost instantaneously, thus propagating a short and powerful flame. Combustion air, added separately and upstream of the gas injectors, is supplied to the flue gas in sufficient quantity to satisfy not only the lively combustion of the combustible gas introduced by the injectors - and whose released thermal energy makes it possible to quickly reach the ignition temperature of the unburnt fumes to be treated, namely, CO, VOC, PAH, BTX, dioxins and furans usually present, but also the combustion of these unburnt products. As these are delivered in an inevitably fluctuating quantity by the reactor which produces them, an adjustment of the combustion air flow blown into the post-combustion pot will advantageously be carried out in order to constantly adjust it to the oxygen requirements required for combustion. total of the fuels brought into the pot by the stream of effluents to be treated on the one hand, and by the gas injectors, on the other hand. Likewise, since the arrival temperature of the fumes to be incinerated is also inevitably variable, the number of gas injectors in service at any time will advantageously be adapted accordingly in order to maintain the thermal conditions required for the incineration of organic species. to destroy. Of course, these two regulations can be connected in cascade, the final temperature control of the fumes after post-combustion managing the number of injectors to activate, which manages the flow of combustion air to be blown, which can be adjusted in response to variations in the incoming smoke flow. Of course, provision will be made in this case for a regulation time constant different from the first cited to ensure the convergence of the automation processes of these
régulations liées.related regulations.
On aura toutefois observé que l'invention consiste en fait, dans ses caractéristiques essentielles, à traiter les fumées selon un schéma à trois temps successifs: préparation des fumées par prémélange avec de l'air comburant, puis leur combustion par injection forte de gaz combustible assistée de dards thermiques puissants, suivi par un épuisement thermique des However, it will have been observed that the invention in fact consists, in its essential characteristics, in treating the fumes according to a three-stage scheme: preparation of the fumes by premixing with oxidizing air, then their combustion by strong injection of combustible gas assisted by powerful thermal darts, followed by thermal exhaustion of
fumées sur un temps très court, inférieur à la seconde en tous cas. smoke over a very short time, less than a second in any case.
L'invention sera de toute façon bien comprise et d'autres aspects et avantages The invention will in any case be well understood and other aspects and advantages
ressortiront plus clairement au vu de la description qui suit d'un exemple de réalisation donnée will emerge more clearly in view of the following description of a given embodiment
en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles: - la figure 1 montre schématiquement en coupe longitudinale un pot de post- combustion de l'art antérieur dont il a été fait état précédemment; - la figure 2 montre schématiquement en coupe longitudinale un pot de post- combustion conforme à l'invention pourvu de caissons d'apport d'air comburant; - la figure 3 est une vue en coupe au niveau desdits caissons selon le plan de la figure 2; - la figure 4 est une vue en élévation montrant le détail de réalisation d'un caisson d'apport d'air comburant; - les figures 5a et 5b montrent la constitution d'une entité à injecteur "multi jets" à dard thermique associé utilisée par l'invention, d'abord vue en section verticale sur la figure 5a selon le plan de coupe A-A de la figure 5b, et vue en plan du dessus sur la figure 5b selon le plan de coupe B-B de la figure 5a; - la figure 6a est une vue partielle en coupe longitudinale de la périphérie du pot à l'endroit des lumières d'introduction d'air comburant, selon une variante de réalisation de l'invention; with reference to the accompanying drawing plates in which: - Figure 1 shows schematically in longitudinal section a post-combustion pot of the prior art which has been mentioned previously; - Figure 2 shows schematically in longitudinal section a post-combustion pot according to the invention provided with combustion air intake boxes; - Figure 3 is a sectional view at said boxes along the plane of Figure 2; - Figure 4 is an elevational view showing the detail of embodiment of a combustion air supply box; - Figures 5a and 5b show the constitution of an injector entity "multi jets" associated thermal dart used by the invention, first seen in vertical section in Figure 5a according to the section plane AA of Figure 5b , and plan view from above in FIG. 5b along the section plane BB of FIG. 5a; - Figure 6a is a partial view in longitudinal section of the periphery of the pot at the location of the combustion air introduction ports, according to an alternative embodiment of the invention;
- la figure 6b est une vue en coupe d'une lumière, selon le plan D-D de la figure 6a. - Figure 6b is a sectional view of a light, along the plane D-D of Figure 6a.
Sur chaque figure, les mêmes éléments sont désignés sous des références identiques. In each figure, the same elements are designated with identical references.
En se portant d'abord sur la figure 1, on voit que le pot connu 1', à l'instar des pots de post combustion utilisés actuellement, est constitué d'un cylindre en acier intérieurement garni de matière réfractaire et doté à son extrémité d'entrée 2' d'un brûleur oxy-gaz frontal 3. Celui-ci développe une flamme 4 longitudinale selon l'axe 5' du pot, de manière à se propager parallèlement au flux d'arrivée 6' des effluents gazeux à traiter et ainsi à les accompagner dans Turning first to Figure 1, we see that the known pot 1 ', like post-combustion pots currently used, consists of a steel cylinder internally lined with refractory material and provided at its end inlet 2 'of a front oxy-gas burner 3. This develops a longitudinal flame 4 along the axis 5' of the pot, so as to propagate parallel to the inlet flow 6 'of the gaseous effluents to be treated and thus to accompany them in
leur progression dans le pot jusqu'à l'extrémité de sortie 7'. Ordinairement, un tel pot de post- their progression in the pot to the exit end 7 '. Ordinarily, such a post pot
combustion se situe au voisinage d'un four industriel dont il constitue un élément de la ligne d'aspiration des fumées placé proche de l'orifice de captage pour bénéficier de l'enthalpie encore combustion is located in the vicinity of an industrial oven of which it constitutes an element of the smoke suction line placed close to the capture orifice to benefit from the enthalpy again
élevée des fumées en cet endroit. high smoke in this place.
Le pot 1' présente classiquement entre 3 et 4 mètres de diamètre, et sa longueur peut dépasser les 20 mètres. Comme déjà expliqué, cette disposition, pourtant très contraignante, était considérée comme nécessaire pour produire une flamme 4 se propageant sur une grande longueur en y brûlant les imbrûlés combustibles et procurer ainsi aux gaz, eu égard à leur vitesse élevée, un temps de séjour à haute température suffisamment long (i. e. 2 à 3 sec) indispensable, The pot 1 'conventionally has between 3 and 4 meters in diameter, and its length can exceed 20 meters. As already explained, this provision, although very restrictive, was considered necessary to produce a flame 4 propagating over a great length by burning the combustible unburnt therein and thus providing the gases, having regard to their high speed, a residence time at high temperature long enough (ie 2 to 3 sec) essential,
pensait-on, à l'incinération des substances nocives éventuellement contenues. it was thought, the incineration of harmful substances possibly contained.
Prenant le contre-pied, les demandeurs ont pu vérifier, grâce à un pot compact tel que représenté sur la fig. 2, que la durée du temps de séjour était en fait un paramètre moins exigeant que ce qui était admis jusqu'ici, dès lors que la température de pyrolyse des espèces nocives à éliminer était atteinte. Par conséquent, et sous réserve que l'air comburant insufflé dans les fumées et le gaz combustible injecté puissent rapidement former avec les fumées à traiter un mélange homogène, plus vite cette température critique est atteinte par les effluents gazeux parcourant le pot, plus celui-ci peut être court, tout en délivrant à sa sortie un gaz Taking the opposite foot, the applicants were able to verify, thanks to a compact pot as shown in fig. 2, that the duration of the residence time was in fact a less demanding parameter than what was admitted hitherto, as soon as the pyrolysis temperature of the harmful species to be eliminated was reached. Consequently, and provided that the combustion air blown into the fumes and the injected combustible gas can quickly form with the fumes to be treated a homogeneous mixture, the faster this critical temperature is reached by the gaseous effluents passing through the pot, the more this can be short, while delivering a gas at its outlet
totalement oxydé et chimiquement inerte. completely oxidized and chemically inert.
C'est pourquoi le pot I selon l'invention montré sur la figure 2 comprend des entrées pariétales 8 d'air comburant suivies, dans le sens d'écoulement des gaz, par des injecteurs pariétaux à jets multiples 9 de gaz combustible associés à des dards thermiques 10 à haute impulsion, le tout étant distribué selon la périphérie du pot dans sa zone d'entrée 2 des effluents et dirigé transversalement à ce courant 3 d'effluents. L'air comburant commence ainsi à se mêler aux effluents tièdes 3 avant l'arrivée du gaz combustible. Le tout est alors rapidement homogénéisé par brassage lors de la traversée forcée du double rideau formé par la couronne de jets 9 de gaz combustible venant des injecteurs multi jets et par la couronne de dards gazeux durs et très chauds 10 qui sortent des buses à flamme pilote, lesquels ont de surcroît pour fonction de chauffer les constituants du mélange pour leur permettre d'atteindre rapidement leur température d'ignition. Une flamme courte, intense et homogène 11, qui consume les imbrûlés, s'établit ainsi dans le pot sur un à deux mètres de long en aval des dards thermiques 10, ce qui This is why the pot I according to the invention shown in FIG. 2 comprises parietal inlets 8 of combustion air followed, in the direction of gas flow, by parietal injectors with multiple jets 9 of combustible gas associated with high impulse thermal darts 10, the whole being distributed along the periphery of the pot in its effluent inlet zone 2 and directed transversely to this stream 3 of effluents. The combustion air thus begins to mix with the lukewarm effluents 3 before the arrival of the combustible gas. The whole is then quickly homogenized by stirring during the forced crossing of the double curtain formed by the ring of jets 9 of combustible gas coming from the multi-jet injectors and by the ring of hard and very hot gaseous darts 10 which emerge from the pilot flame nozzles , which have the additional function of heating the constituents of the mixture to allow them to quickly reach their ignition temperature. A short, intense and homogeneous flame 11, which consumes the unburnt ones, is thus established in the pot on one to two meters long downstream of the thermal darts 10, which
montre qu'un mélange bien homogène et stationnaire se forme juste derrière ce rideau. shows that a very homogeneous and stationary mixture forms just behind this curtain.
La température de pyrolyse des espèces organiques à incinérer y est obtenue (700 à 1000 C), de sorte que 6 à 8 mètres de longueur de pot en plus est suffisante pour assurer aux effluents un temps de séjour de quelques dixièmes de seconde à cette température nécessaire à l'incinération recherchée. Ainsi, le pot de post-combustion 1 selon l'invention présente, pour un diamètre conservé de l'art antérieur (3 à 4 m), une longueur qui peut être réduite à 8 ou 10 m, The pyrolysis temperature of the organic species to be incinerated is obtained there (700 to 1000 C), so that an additional 6 to 8 meters in pot length is sufficient to ensure the effluents a residence time of a few tenths of a second at this temperature. necessary for the desired incineration. Thus, the post-combustion pot 1 according to the invention has, for a diameter retained from the prior art (3 to 4 m), a length which can be reduced to 8 or 10 m,
au lieu des 20 m et plus des pots connus actuellement utilisés aux mêmes fins. instead of the 20 m and more known pots currently used for the same purposes.
Comme on le voit, en se reportant conjointement aux figures 2, 3 et 4, l'arrivée de l'air comburant au travers de lumières 8 ménagées au travers de la paroi métallique 20 à l'entrée du pot 1 est réalisée au moyen de caissons en tôle 12, 12'. Ces caissons sont rapportés par soudure sur deux faces opposées 13, 13' du pot de post-combustion cylindrique, présentant, dans l'exemple considéré, une section droite de forme rectangulaire. Chacun des deux caissons 12, 12' présente une forme générale en "sifflet de gendarme", avec un corps en demi-lune 14 pouvant accueillir un ventilateur 17 (fig. 2) et se prolongeant par une jambe rectiligne en sifflet 15 destinée à venir coiffer la rangée de lumières 8 réparties selon la largeur de chaque face 13,13' du pot. On notera que cette forme en sifflet, qui permet de réduire progressivement la section utile du caisson quand on parcourt la rangée de lumières 8 en allant de celle située la plus proche du corps soufflant 14 vers la plus éloignée, assure une distribution à peu près homogène des vitesses de sortie de l'air hors des lumières 8 d'une même rangée. Pour parfaire l'homogénéité de l'arrivée d'air comburant dans le courant d'effluents à traiter, on aura avantage, comme le montre la fig. 3, de disposer les caissons 12 et 12' en tête-bêche, l'un par rapport à l'autre sur As can be seen, by referring jointly to FIGS. 2, 3 and 4, the arrival of the combustion air through the openings 8 made through the metal wall 20 at the entrance to the pot 1 is produced by means of sheet metal boxes 12, 12 '. These boxes are attached by welding on two opposite faces 13, 13 ′ of the cylindrical post-combustion pot, having, in the example considered, a cross section of rectangular shape. Each of the two boxes 12, 12 ′ has a general shape as a "policeman's whistle", with a half-moon body 14 which can accommodate a fan 17 (fig. 2) and extended by a straight whistle leg 15 intended to come cap the row of lights 8 distributed along the width of each face 13,13 'of the pot. It will be noted that this whistle shape, which makes it possible to progressively reduce the useful section of the box when one traverses the row of lights 8 going from that located closest to the blowing body 14 towards the most distant, ensures an almost homogeneous distribution. air outlet speeds from the lights 8 of the same row. To perfect the homogeneity of the combustion air intake in the effluent stream to be treated, it will be advantageous, as shown in fig. 3, to place the boxes 12 and 12 'at head to tail, one relative to the other on
leur face d'accueil respective du pot. their respective receiving face of the pot.
Comme on le voit également sur les figures, et plus clairement encore sur la fig. 4, chaque caisson est avantageusement doté d'une jambe supplémentaire 16, qui s'étend parallèlement à la jambe en sifflet 15 de distribution d'air comburant, mais présente une section droite constante tout du long. Cette jambe 16 constitue un châssis destiné à venir à l'aplomb des orifices 18, mieux visibles sur la fig. 6a, ménagés au travers des grandes faces 13 et 13' de la paroi du pot en aval des lumières 8 d'arrivée d'air pour y loger et fixer les entités à injecteur "multi-jets" et à dard thermique associé dont il est fait état au début du présent mémoire. A cet effet, elle comporte une rangée d'ouvertures 19, à aligner avec les orifices 18 lors du montage des caissons 12 et 12', pour la mise en place de ces entités qui vont être décrites plus en détails As can also be seen in the figures, and more clearly still in FIG. 4, each box is advantageously provided with an additional leg 16 which extends parallel to the whistle leg 15 for distributing combustion air, but has a constant cross section all along. This leg 16 constitutes a chassis intended to come into line with the orifices 18, better visible in FIG. 6a, formed through the large faces 13 and 13 ′ of the wall of the pot downstream of the air inlet lights 8 to house and fix therein the entities with “multi-jet” injector and associated thermal dart of which it is refers to the beginning of this brief. For this purpose, it comprises a row of openings 19, to be aligned with the orifices 18 during the mounting of the boxes 12 and 12 ', for the installation of these entities which will be described in more detail
dans ce qui suit, en référence aux figures 5. in what follows, with reference to FIGS. 5.
Comme on le voit, chaque entité 21 à multi-jets est constituée par une enveloppe cylindrique 22 pourvu d'une collerette 23 de fixation sur le bord de l'ouverture de réception 19 sur la jambe 16 du caisson 12. Dans cette enveloppe 22, sont disposés selon un arc de cercle plusieurs (ici trois) tubes 24 de quelques millimètres de diamètre, maintenus en bout d'un coté par une plaque frontale 25 recevant l'extrémité de sortie rétrécie 26 des tubes 24, et de l'autre coté par le fond 28 d'une chambre 27 d'alimentation en gaz de chacun des trois tubes 24, cette chambre 27 étant elle-même approvisionnée en gaz combustible sous pression par un ajutage d'arrivée 29. L'étanchéité de la chambre 27 est assurée par un couvercle supérieur 30. Ces trois tubes 24 forment ensemble un injecteur "multi-jets" 9 dont il est fait état auparavant dans l'exposé. La chambre 27 est traversée par un passage 35 défini par une virole 36 et mettant le volume intérieur de l'enveloppe 22 en communication avec le milieu extérieur grâce à une ouverture 31 ménagée à cet effet dans le couvercle 30. En fait, ce conduit 35 sert à l'installation d'une flamme pilote 32, confinée et puissante, produite par un générateur 33 (par exemple une mini torche à plasma) représenté ici monté en proéminence sur le couvercle 30 par l'intermédiaire d'une plaque 34. Cette flamme pilote 32 s'étend à l'intérieur de l'enveloppe 22 pour projeter un dard thermique 10 de gaz brûlés à forte impulsion dans le pot de combustion au travers de l'orifice 37 ménagé à cet effet dans la plaque frontale 25. Ainsi, l'ensemble formé par l'enveloppe 22, le passage 35 à une extrémité et par l'orifice de sortie 37 à son autre extrémité, constitue une forme de réalisation de la " buse à flamme pilote " mentionnée dans la première As can be seen, each multi-jet entity 21 is constituted by a cylindrical envelope 22 provided with a flange 23 for fixing on the edge of the reception opening 19 on the leg 16 of the box 12. In this envelope 22, are arranged in an arc several (here three) tubes 24 of a few millimeters in diameter, held at the end on one side by a front plate 25 receiving the narrowed outlet end 26 of the tubes 24, and on the other side through the bottom 28 of a gas supply chamber 27 of each of the three tubes 24, this chamber 27 itself being supplied with pressurized combustible gas by an inlet nozzle 29. The tightness of the chamber 27 is provided by an upper cover 30. These three tubes 24 together form a "multi-jet" injector 9 which is mentioned earlier in the description. The chamber 27 is traversed by a passage 35 defined by a ferrule 36 and putting the interior volume of the envelope 22 in communication with the external environment through an opening 31 provided for this purpose in the cover 30. In fact, this conduit 35 is used to install a pilot flame 32, confined and powerful, produced by a generator 33 (for example a mini plasma torch) shown here mounted prominently on the cover 30 by means of a plate 34. This pilot flame 32 extends inside the envelope 22 to project a thermal dart 10 of burnt gases at high impulse into the combustion pot through the orifice 37 formed for this purpose in the front plate 25. Thus , the assembly formed by the casing 22, the passage 35 at one end and by the outlet orifice 37 at its other end, constitutes an embodiment of the "pilot flame nozzle" mentioned in the first
partie du présent mémoire.part of this brief.
On aura également compris que c'est ce puissant dard thermique 10 issu de la buse, qui, reproduit en autant d'exemplaires qu'il y a d'entités à multi-jets 21 réparties à la périphérie du pot 1, construit le barrage radial dont la traversée par le courant d'effluents à traiter assure, par échange thermique, le chauffage de ceux-ci jusqu'à la température de combustion des imbrûlés, et, par brassage hydrodynamique, l'obtention d'un mélange homogène entre ces effluents, l'air comburant apporté par la ventilation préalable au travers des ouïes 8 et le gaz combustible It will also be understood that it is this powerful thermal dart 10 from the nozzle, which, reproduced in as many copies as there are multi-jet entities 21 distributed around the periphery of the pot 1, builds the dam radial, the flow of which through the effluent stream to be treated ensures, by heat exchange, the heating thereof to the combustion temperature of the unburnt products, and, by hydrodynamic stirring, obtaining a homogeneous mixture between these effluents, the combustion air provided by the prior ventilation through the openings 8 and the combustible gas
injecté par les tubulures 24.injected through the tubing 24.
Comme déjà exposé, les conditions sont ainsi remplies en faveur d'une combustion vive et rapide de ce mélange, laquelle se manifeste alors par une flamme intense et compacte qui prend naissance déjà au voisinage de chaque entité 21 selon une direction radiale et qui, par effet de " chasse " dû au courant d'effluents s'incline ensuite vers la direction longitudinale à mesure que l'on se rapproche de l'axe central 5 du pot. C'est précisément en raison de cet effet de " chasse " que l'on a avantage à disposer le dard thermique 10 en aval des multijets 9 de gaz combustible. Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter aux réalisations exemplifiées ci avant, mais s'étend à de multiples variantes et équivalents dans la mesure o est respectée sa définition As already explained, the conditions are thus met in favor of a lively and rapid combustion of this mixture, which is then manifested by an intense and compact flame which already arises in the vicinity of each entity 21 in a radial direction and which, by "flushing" effect due to the flow of effluents then tilts towards the longitudinal direction as one approaches the central axis 5 of the pot. It is precisely because of this "hunting" effect that it is advantageous to have the thermal dart 10 downstream of the multijets 9 of combustible gas. It goes without saying that the invention cannot be limited to the embodiments exemplified above, but extends to multiple variants and equivalents insofar as its definition is respected.
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