FR2973862A1 - Cremation furnace for use in cremation installation, has combustion regulation device including connecting unit for connecting tank to post-combustion and/or combustion chambers to allow controlled injection of inert gas in chambers - Google Patents
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Abstract
Description
FOUR DE CREMATION COMPRENANT UN DISPOSITIF DE REGULATION DE LA COMBUSTION ET INSTALLATION DE CREMATION COMPRENANT UN TEL FOUR L'invention a pour objet un four de crémation comprenant un dispositif de régulation de la combustion à l'intérieur de celui-ci. Elle concerne également une installation de crémation comprenant un tel four. The subject of the invention is a cremation furnace comprising a device for regulating the combustion inside the cremation furnace. It also relates to a cremation installation comprising such an oven.
Les installations de crémation comprennent essentiellement un four de crémation proprement dit et, dans les installations plus récentes, un dispositif de traitement des fumées issues du four. Le four de crémation est constitué de deux chambres, respectivement une chambre de combustion dans laquelle est incinéré un corps et une chambre de post-combustion destinée à éliminer les gaz non brulés restés dans la fumée générée au niveau de la chambre de combustion. La chambre de post combustion est en outre munie à son extrémité supérieure, d'une cheminée de secours et en amont, d'un système de filtration des fumées. Les chambres sont également équipées de sonde de température permettant de contrôler la température à l'intérieur de celles-ci et de la réguler. The cremation facilities essentially comprise a cremation oven itself and, in more recent installations, a device for treating the fumes from the oven. The cremation furnace consists of two chambers, respectively a combustion chamber in which is incinerated a body and an afterburner chamber for removing the unburned gases remained in the smoke generated at the combustion chamber. The post combustion chamber is further provided at its upper end, an emergency chimney and upstream, a flue gas filtration system. The rooms are also equipped with a temperature sensor to control the temperature inside and regulate it.
Le chauffage des fours est effectué par le biais de brûleurs, respectivement au moins un brûleur primaire positionné dans le four de combustion et au moins un brûleur secondaire positionné dans le four de post-combustion. Chaque brûleur est alimenté par du gaz et de l'air comburant permettant de venir enrichir la composition du gaz. Par ailleurs, la combustion lorsqu'elle débute, se poursuit par un phénomène d'auto-combustion, les chambres de combustion et de post-combustion étant à cet effet, pourvues d'entrées d'air comburant mais également de sondes d'oxygène permettant de réguler le débit dudit air comburant. The furnaces are heated by means of burners, respectively at least one primary burner positioned in the combustion furnace and at least one secondary burner positioned in the post-combustion furnace. Each burner is powered by gas and combustion air to enrich the composition of the gas. Moreover, the combustion when it starts, continues with a phenomenon of self-combustion, the combustion chambers and post-combustion being for this purpose, provided with combustion air inlets but also oxygen sensors to regulate the flow of said combustion air.
L'opération de crémation proprement dite est précédée par une étape de préchauffage de la chambre de combustion à une température de minimum 350°C, cette valeur étant imposée par la réglementation française. La température de la chambre de post-combustion est fixée, quant à elle, à un minimum à 850° C, cette valeur étant également imposée par la réglementation française. L'une des difficultés de l'opération de crémation est de réguler la combustion et donc de gérer les variations de température étant donné que la chaleur générée par le corps à incinérer varie en fonction de sa nature, de sa composition (en particulier la masse graisseuse) et du poids. The actual cremation operation is preceded by a step of preheating the combustion chamber to a minimum temperature of 350 ° C, this value being imposed by the French regulations. The temperature of the post-combustion chamber is set, meanwhile, at a minimum 850 ° C, this value is also imposed by the French regulations. One of the difficulties of the cremation operation is to regulate the combustion and thus to manage the temperature variations since the heat generated by the body to be incinerated varies according to its nature, its composition (in particular the mass fat) and weight.
Le contrôle et la régulation de la combustion permettant de gérer les variations de température sont effectués automatiquement en modulant l'action des brûleurs et l'entrée d'air comburant, aux moyens de vannes sur la base des informations transmises par les sondes de température et d'oxygène. Toutefois, les installations actuelles ne sont équipées d'aucun moyen permettant d'anticiper ou de maitriser un départ d'incendie dans l'hypothèse ou la combustion s'emballe, pour atteindre des températures supérieures à 1000°C. Control and regulation of the combustion to manage the temperature variations are performed automatically by modulating the action of the burners and the combustion air inlet, the valve means on the basis of the information transmitted by the temperature sensors and oxygen. However, current facilities are not equipped with any means to anticipate or control a fire in case the combustion is racing, to reach temperatures above 1000 ° C.
Le problème que se propose donc de résoudre l'invention est celui de mettre au point un four de crémation comprenant un dispositif de régulation de la combustion qui ne présente pas les inconvénients ci-avant. The problem to be solved by the invention is that of developing a cremation furnace comprising a combustion control device that does not have the disadvantages mentioned above.
Pour ce faire, le Demandeur a eu l'idée d'équiper le four de crémation, et plus particulièrement les chambres de combustion et de post-combustion de rampes d'injecteurs combustion et de rampes d'injecteurs post-combustion, reliées à une cuve de gaz inerte sous pression. Ainsi, lorsque la température dans les chambres de combustion et/ou de post combustion est trop élevée et dépasse un certain seuil de sécurité, les brûleurs sont dans un premier temps, coupés. Si la température continue malgré tout à augmenter, du gaz inerte est injecté dans la ou les chambres pour ralentir ou stopper, en fonction de la quantité de gaz injecté, la combustion et/ou la post-combustion. To do this, the Applicant came up with the idea of equipping the cremation furnace, and more particularly the combustion and afterburner chambers of combustion injector ramps and post-combustion injector ramps, connected to a Inert gas tank under pressure. Thus, when the temperature in the combustion chambers and / or after combustion is too high and exceeds a certain safety threshold, the burners are initially cut. If the temperature still continues to increase, inert gas is injected into the chamber or chambers to slow down or stop, depending on the amount of gas injected, combustion and / or after-combustion.
Plus précisément, l'invention a pour objet un four de crémation comprenant une chambre de combustion et une chambre de post-combustion équipée d'une cheminée de secours. 20 Le four se caractérise en ce qu'il comprend un dispositif de régulation de la combustion comprenant d'une part, une cuve de gaz inerte sous pression, de préférence du CO2, et d'autre part, des moyens et plus particulièrement un ensemble comprenant des conduites, des vannes et des rampes d'injecteurs apte à relier ladite cuve de gaz inerte à la chambre 25 de combustion et/ou de post-combustion, pour permettre une injection contrôlée dudit gaz inerte dans la ou lesdites chambres. More specifically, the subject of the invention is a cremation furnace comprising a combustion chamber and an afterburner chamber equipped with an emergency chimney. The furnace is characterized in that it comprises a combustion control device comprising, on the one hand, a tank of inert gas under pressure, preferably CO2, and on the other hand, means and more particularly a set comprising pipes, valves and injector ramps adapted to connect said inert gas tank to the combustion chamber 25 and / or post-combustion, to allow a controlled injection of said inert gas in said chamber or chambers.
De cette manière, lorsque la combustion à l'intérieur de la chambre de combustion et/ou de post-combustion s'emballe et que la température atteint un certain seuil de sécurité, 30 que les brûleurs sont coupés, et, dans le cas de la chambre de post combustion, que la cheminée est en plus ouverte, du gaz inerte est injecté aux moyens de l'ensemble de conduites, de vannes et de rampes d'injecteurs pour neutraliser la combustion. In this way, when the combustion inside the combustion chamber and / or afterburner is racing and the temperature reaches a certain safety threshold, the burners are cut off, and in the case of the post combustion chamber, that the chimney is in addition open, inert gas is injected by means of the set of pipes, valves and injector ramps to neutralize the combustion.
Avantageusement, la régulation de la température de la chambre de combustion est 35 effectuée indépendamment de celle de la chambre de post combustion. Advantageously, the regulation of the temperature of the combustion chamber is carried out independently of that of the post-combustion chamber.
Pour ce faire, les moyens aptes à relier la cuve de gaz inerte à la chambre de combustion et/ou de post-combustion comprennent deux circuits indépendants respectivement : - un premier circuit présentant un ensemble comprenant des conduites, des vannes 40 et des rampes d'injecteurs reliant la chambre de combustion, - un second circuit présentant un ensemble comprenant des conduites, des vannes et des rampes d'injecteurs reliant la chambre de post combustion. To do this, the means capable of connecting the inert gas tank to the combustion chamber and / or afterburner comprise two independent circuits respectively: a first circuit having an assembly comprising pipes, valves and ramps; injectors connecting the combustion chamber, - a second circuit having an assembly comprising pipes, valves and injector ramps connecting the post combustion chamber.
Selon l'invention, les conduites constitutives des circuits sont agencées entre la cuve de gaz inerte et lesdites chambres de combustion et post-combustion. Les rampes d'injecteurs sont quant à elles localisées aux extrémités des conduites du côté desdites chambres et se prolongent jusqu'à l'intérieur de celles-ci. According to the invention, the constituent ducts of the circuits are arranged between the inert gas tank and said combustion and post-combustion chambers. The nozzle ramps are located at the ends of the pipes on the side of said chambers and extend to the inside thereof.
Avantageusement, pour réguler le débit et la répartition de gaz inerte dans les chambres, les conduites sont équipées de vannes. En particulier, une vanne « tout ou rien » est agencée à la sortie de la cuve de gaz inerte et des vannes modulatrices sont agencées juste avant les rampes d'injecteurs. Advantageously, to regulate the flow and distribution of inert gas in the chambers, the pipes are equipped with valves. In particular, an "all or nothing" valve is arranged at the outlet of the inert gas tank and modulating valves are arranged just before the nozzle ramps.
Dans un mode de réalisation préféré, le débit est régulé en fonction de la température des 15 chambres de combustion et post combustion. Pour ce faire : - le premier circuit comporte une électrovanne asservie à une sonde de température localisée dans la chambre de combustion, - le second circuit comporte une électrovanne asservie à une sonde de température localisée dans la chambre de postcombustion. 20 De cette manière l'injection de gaz inerte permettant de neutraliser la combustion est déclenchée par une vanne qui s'ouvre électriquement lorsque la température de la chambre de combustion ou de post-combustion dépasse une température de consigne. In a preferred embodiment, the flow rate is regulated as a function of the temperature of the combustion and post combustion chambers. To do this: - the first circuit comprises a solenoid valve controlled by a temperature probe located in the combustion chamber, - the second circuit comprises a solenoid valve controlled by a temperature probe located in the afterburner chamber. In this way the injection of inert gas to neutralize the combustion is triggered by a valve which opens electrically when the temperature of the combustion chamber or post-combustion exceeds a set temperature.
25 L'invention permet alors de pouvoir reprendre sans problème la combustion après l'avoir ralentie, voire stoppée. Il suffit pour cela d'arrêter l'injection de gaz inerte, de rallumer éventuellement les brûleurs et de réalimenter les brûleurs et les chambres de combustion et post-combustion en air comburant pour relancer la combustion. The invention then makes it possible to resume combustion without any problem after having slowed down or even stopped. All that is required is to stop the injection of inert gas, to possibly re-ignite the burners and to re-energize the burners and combustion and combustion afterburners with combustion air to restart combustion.
30 Selon l'invention, la cheminée de secours équipant la chambre de post combustion est une cheminée dont l'ouverture est automatique. Pour garantir la dépression nécessaire dans le four et diminuer la température des fumées, la cheminée est équipée d'un ventilateur et d'un venturi permettant d'injecter de l'air frais. According to the invention, the emergency chimney equipping the post-combustion chamber is a chimney whose opening is automatic. To ensure the necessary vacuum in the oven and reduce the flue gas temperature, the chimney is equipped with a fan and a venturi to inject fresh air.
35 Selon l'invention, le gaz inerte est stocké dans une cuve à une pression comprise entre 10 et 30 bars. Dans un mode de réalisation perfectionné, la bouteille de gaz inerte est alimentée par au moins une, avantageusement deux bouteilles de gaz liquide, les bouteilles de gaz inerte et de gaz liquide étant séparées par un détendeur. Ainsi, les bouteilles de gaz liquide constituent une réserve importante de CO2. 40 Comme déjà dit, toutes les installations de crémation ne présente pas de système de filtration des fumées, en particulier les installations les plus anciennes. Bien entendu, le système de régulation de la combustion selon l'invention peut être adapté sur les fours existants qu'ils comprennent ou non un dispositif de filtration des fumées. L'invention a également pour objet une installation de crémation complète mettant en oeuvre le four de crémation précédemment décrit. According to the invention, the inert gas is stored in a tank at a pressure of between 10 and 30 bar. In an improved embodiment, the inert gas bottle is fed with at least one, preferably two bottles of liquid gas, the inert gas and liquid gas bottles being separated by an expander. Thus, liquid gas cylinders constitute a large reserve of CO2. 40 As already stated, not all cremation facilities have a flue gas filtration system, especially the older ones. Of course, the combustion control system according to the invention can be adapted to existing furnaces whether or not they include a flue gas filtering device. The invention also relates to a complete cremation installation using the cremation oven described above.
En pratique, une telle installation de crémation comprend successivement : 10 - un four de crémation conforme aux caractéristiques précédentes, - une chaudière de refroidissement des fumées résiduelles issues de la post combustion, - un filtre assurant l'épuration des fumées refroidies, - une cheminée d'évacuation des fumées refroidies épurées. 15 L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée. In practice, such a cremation installation comprises successively: a cremation furnace according to the preceding characteristics, a boiler for cooling the residual fumes resulting from the post combustion, a filter ensuring the purification of the cooled fumes, a chimney; evacuation of purified cooled fumes. The invention will be well understood, and other features and advantages thereof will become apparent with reference to the accompanying diagrammatic drawing showing, by way of non-limiting example, a preferred embodiment.
20 La figure 1 unique est une représentation schématique d'un four de crémation selon l'invention. Figure 1 is a single schematic representation of a cremation oven according to the invention.
En référence à la figure 1, le four de crémation (1) selon l'invention comprend une chambre de combustion (2), une chambre de post-combustion (3) et une cuve de gaz 25 inerte (4), notamment de CO2. Les chambres de combustion (2) et de post-combustion (3) comprennent des brûleurs (5) alimentés en gaz et en air comburant et, en outre, des entrées d'air comburant (6). La chambre de combustion (2) communique avec la chambre de post-combustion (3) via un passage (7). La chambre de post combustion comprend en outre une cheminée de secours (8) équipée d'une fermeture automatique (9) et d'un 30 système venturi (10). With reference to FIG. 1, the cremation furnace (1) according to the invention comprises a combustion chamber (2), an afterburner chamber (3) and an inert gas tank (4), in particular of CO2 . The combustion chambers (2) and the afterburners (3) comprise burners (5) supplied with gas and combustion air and, in addition, combustion air inlets (6). The combustion chamber (2) communicates with the afterburner (3) via a passage (7). The post combustion chamber further comprises an emergency chimney (8) equipped with an automatic closure (9) and a venturi system (10).
En fonctionnement normal de l'installation, les fumées issues de la chambre de post-combustion (3) sont évacuées par la tuyauterie (11) vers une chaudière de refroidissement par exemple, suivi d'un éventuel système de traitement et de filtration (non représenté). 35 La cuve de gaz inerte remplie de CO2 à une pression comprise entre 10 et 30 bars (4) est alimentée par deux cuves supplémentaires de gaz liquide (4.1 et 4.2). Les cuves sont connectées à une tuyauterie unique (12) reliée à la cuve de gaz inerte (4). L'alimentation proprement dite de la cuve de gaz inerte (4) est effectuée par le biais d'un détendeur (13) 40 après avoir actionné l'une ou l'autre des vannes (14.1 ou 14.2).5 La cuve de gaz inerte (4) est en outre reliée aux chambres de combustion (2) et post-combustion (3) aux moyens de deux circuits distincts, respectivement un premier circuit (15) alimentant la chambre de combustion (2) et un second circuit (16) alimentant la chambre de post combustion (3). In normal operation of the installation, the fumes from the post-combustion chamber (3) are evacuated via the pipework (11) to a cooling boiler for example, followed by a possible treatment and filtration system (no represent). The inert gas tank filled with CO2 at a pressure between 10 and 30 bars (4) is fed by two additional tanks of liquid gas (4.1 and 4.2). The tanks are connected to a single pipe (12) connected to the inert gas tank (4). The actual feed of the inert gas tank (4) is effected by means of an expansion valve (13) 40 after having actuated one or other of the valves (14.1 or 14.2) .5 The gas tank inert (4) is further connected to the combustion chambers (2) and post-combustion (3) by means of two separate circuits, respectively a first circuit (15) supplying the combustion chamber (2) and a second circuit (16). ) feeding the post combustion chamber (3).
Le circuit (15) alimentant la chambre de combustion se compose de deux tuyauteries (15.1 et 15.2), chacune présentant à son extrémité une rampe d'injecteurs de CO2 (17.1 et 17.2). La chambre de post combustion (3) est quant à elle alimentée par le biais d'une tuyauterie unique (16) présentant à son extrémité une rampe d'injecteurs de CO2 (18). Chacune des tuyauteries 15.1, 15.2 et 16 est munie d'une vanne modulatrice (19.1, 19.2 et 20) permettant de gérer le débit de gaz inerte. Les circuits 15 et 16 sont chacun muni d'une électrovanne (21, 22) asservie à une sonde de température respectivement dans la chambre de combustion (23) et la chambre de post combustion (24). Chacune des deux chambres est en outre équipée d'une sonde d'oxygène non représentée. Les circuits 15 et 16 sont alimentés en gaz inerte par le biais d'une tuyauterie unique (25) reliant la cuve de gaz inerte (4) et dont l'ouverture/fermeture est assurée par une vanne « tout ou rien » (26). The circuit (15) supplying the combustion chamber consists of two pipes (15.1 and 15.2), each having at its end a ramp of CO2 injectors (17.1 and 17.2). The post-combustion chamber (3) is fed by means of a single pipe (16) having at its end a range of CO2 injectors (18). Each of the pipes 15.1, 15.2 and 16 is provided with a modulating valve (19.1, 19.2 and 20) for managing the flow of inert gas. The circuits 15 and 16 are each provided with a solenoid valve (21, 22) slaved to a temperature probe respectively in the combustion chamber (23) and the post combustion chamber (24). Each of the two chambers is furthermore equipped with an unrepresented oxygen sensor. The circuits 15 and 16 are fed with inert gas via a single pipe (25) connecting the inert gas tank (4) and whose opening / closing is provided by an "all or nothing" valve (26). .
Bien entendu, l'agencement ainsi que le nombre de rampes, de conduites, et de vannes 20 sont à ajuster en fonction de la taille des chambres de combustion et la place disponible. Of course, the arrangement as well as the number of ramps, ducts, and valves 20 are to be adjusted according to the size of the combustion chambers and the space available.
Dans l'explication du fonctionnement qui suit, les valeurs de température sont données à titre indicatif. In the explanation of the operation which follows, the temperature values are given as an indication.
25 En fonctionnement, la chambre de crémation est préchauffée à une température minimum de 350°C et la chambre de post combustion à une température minimum de 850°C avant introduction dans la chambre de combustion (2) du corps à incinérer. Le chauffage est effectué par le biais des brûleurs (5) alimentés par le gaz et l'air comburant. Une fois les températures atteintes, le corps à incinérer est introduit puis progressivement brûlé en 30 régulant la température de sorte que celle-ci se stabilise entre 850 et 1 000°C dans les chambre de combustion et de post-combustion. Les fumées se dégageant à l'issue de la combustion et post combustion sont ensuite évacuées par la tuyauterie (11) vers une chaudière de refroidissement par exemple, suivi d'un éventuel système de traitement et de filtration. 35 En fonction de la nature du corps à incinérer, la température peut s'emballer dans un premier temps dans la chambre de combustion (2). En pratique, lorsque la température atteint une valeur de 900°C, la sonde de température déclenche l'arrêt du brûleur. Dans l'hypothèse la plus favorable, la température redescend et le brûleur est remis en route 40 lorsque la température atteint 750°C. Dans l'hypothèse la moins favorable, la température continue à augmenter malgré la coupure du brûleur, par combustion de l'oxygène présent. In operation, the cremation chamber is preheated to a minimum temperature of 350 ° C and the post-combustion chamber to a minimum temperature of 850 ° C before introduction into the combustion chamber (2) of the body to be incinerated. The heating is carried out by means of the burners (5) supplied with the gas and the combustion air. Once the temperatures reached, the body to be incinerated is introduced and then gradually burned by regulating the temperature so that it stabilizes between 850 and 1000 ° C in the combustion chamber and afterburning. The fumes emerging at the end of the combustion and post combustion are then discharged through the pipe (11) to a cooling boiler for example, followed by a possible treatment system and filtration. Depending on the nature of the body to be incinerated, the temperature can initially be excited in the combustion chamber (2). In practice, when the temperature reaches a value of 900 ° C, the temperature sensor triggers the shutdown of the burner. In the most favorable case, the temperature goes down and the burner is restarted when the temperature reaches 750 ° C. In the least favorable case, the temperature continues to increase despite the burner cutoff, by combustion of oxygen present.
Dans ce cas, lorsque la température atteint une valeur de par exemple 1200°C, la sonde de température déclenche l'ouverture des vannes de CO2. Le gaz vient alors étouffer progressivement le feu et la température diminue. Lorsqu'elle atteint une valeur de 1100°C, le CO2 est coupé. La sonde d'oxygène régule le besoin en oxygène pour la combustion et la température se stabilise. In this case, when the temperature reaches a value of, for example, 1200 ° C., the temperature sensor triggers the opening of the CO2 valves. The gas then gradually stifles the fire and the temperature decreases. When it reaches a value of 1100 ° C, the CO2 is cut. The oxygen sensor regulates the oxygen requirement for combustion and the temperature stabilizes.
Lorsque la montée en température se produit dans la chambre de post combustion et atteint une valeur d'environ 1050°C, la sonde de température présente dans la chambre de post combustion enclenche les évènements suivants : -coupure des brûleurs, - arrêt du fonctionnement du système de filtration des fumées de manière à ne pas endommager l'installation par l'élévation de température, - enclenchement automatique de l'ouverture de la cheminée, qui évacue alors les fumées chaudes. When the rise in temperature occurs in the post-combustion chamber and reaches a value of about 1050 ° C., the temperature probe present in the post-combustion chamber triggers the following events: bursting of the burners, shutdown of the operation of the smoke filtration system so as not to damage the installation by raising the temperature, - automatic opening of the chimney opening, which then evacuates the hot fumes.
Si malgré tout, la température continue à augmenter dans la chambre de post combustion, la sonde de température déclenche alors l'injection de CO2. La température redescend alors progressivement. Lorsqu'elle atteint une valeur de 950°C, l'injection de CO2 s'arrête. Le fonctionnement ainsi décrit permet donc limiter les risques d'incendie du four. If, despite everything, the temperature continues to increase in the post-combustion chamber, the temperature sensor then triggers the CO2 injection. The temperature then goes down again gradually. When it reaches a value of 950 ° C, the CO2 injection stops. The operation thus described makes it possible to limit the risk of fire in the oven.
Lorsque l'élévation de température dans le four entraine la combustion des graisses présentes dans les espaces communiquant avec l'extérieur, on se trouve alors dans une 25 situation d'urgence dans laquelle la température ne peut plus être régulée. Dans ce cas, les sondes de température déclenchent un arrêt d'urgence du four, qui se traduit par une injection massive de CO2 qui vient étouffer complètement le feu. When the temperature rise in the furnace causes the combustion of grease present in the spaces communicating with the outside, then one is in an emergency situation in which the temperature can no longer be regulated. In this case, the temperature sensors trigger an emergency stop of the furnace, which results in a massive injection of CO2 that completely stifles the fire.
L'invention et les avantages qui en découlent ressortent bien de la description qui 30 précède. On note en particulier l'intérêt d'incorporer une cuve de gaz inerte (4) pour neutraliser la combustion par injection contrôlée de celui-ci dans lesdites chambres de combustion et de post-combustion. Il s'ensuit d'une amélioration de la sécurité des installations de crémation.20 The invention and the advantages thereof are well within the scope of the foregoing description. In particular, it is worthwhile to incorporate an inert gas tank (4) to neutralize the combustion by controlled injection thereof into said combustion and afterburning chambers. It follows from an improvement in the safety of cremation facilities.
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|---|---|---|---|---|
| EP2848884A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-18 | Linde Aktiengesellschaft | Method and System for inertization of a vessel, particularly in the form of a coil arranged in a furnace |
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2011
- 2011-04-06 FR FR1152973A patent/FR2973862B1/en active Active
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