FR2974884A1 - Method for assisted spraying e.g. heavy fuel, into combustion zone of thermal chamber of burner in steam boiler, involves injecting fluid jet spray into combustion zone so as to produce assisted liquid fuel spray jet - Google Patents
Method for assisted spraying e.g. heavy fuel, into combustion zone of thermal chamber of burner in steam boiler, involves injecting fluid jet spray into combustion zone so as to produce assisted liquid fuel spray jet Download PDFInfo
- Publication number
- FR2974884A1 FR2974884A1 FR1153746A FR1153746A FR2974884A1 FR 2974884 A1 FR2974884 A1 FR 2974884A1 FR 1153746 A FR1153746 A FR 1153746A FR 1153746 A FR1153746 A FR 1153746A FR 2974884 A1 FR2974884 A1 FR 2974884A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- liquid fuel
- jet
- spray
- injection
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
- F23D11/107—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/11101—Pulverising gas flow impinging on fuel from pre-filming surface, e.g. lip atomizers
Abstract
Description
PROCÉDÉ DE PULVÉRISATION ASSISTÉE ET PULVÉRISATEUR ROBUSTE CORRESPONDANT ASSISTED SPRAYING METHOD AND CORRESPONDING ROBUST SPRAYER
L'invention concerne le domaine de la pulvérisation assistée d'un combustible liquide à l'aide d'un gaz de pulvérisation, ainsi que la combustion d'un combustible pulvérisé par pulvérisation assistée. De nombreux procédés industriels utilisent des brûleurs à combustible liquide pour répondre à leur besoin énergétique. La combustion d'un combustible liquide requiert d'abord sa pulvérisation en fines gouttelettes, souvent désignées par le terme anglais « spray ». Ces gouttelettes vont ensuite s'évaporer et brûler avec de l'oxydant. L'étape de pulvérisation est primordiale pour l'efficacité de la combustion, car la qualité et les propriétés du spray (taille de goutte, longueur de pénétration ou de rupture) vont contrôler les propriétés de la flamme résultante. La taille des gouttes peut être caractérisée par le Diamètre Moyen de Sauter (DMS) (en anglais : Sauter Mean Diameter (SMD)). Le DMS représente le diamètre d'une goutte ayant le même rapport volume/surface que le spray entier. On distingue en pratique deux méthodes de pulvérisation et les types de pulvérisateurs correspondants: la pulvérisation mécanique et la pulvérisation assistée. Le principe de la pulvérisation mécanique consiste à injecter le liquide à une pression suffisamment importante pour casser le jet liquide en gouttes grâce aux instabilités et aux gradients de vitesse créés entre le liquide et l'atmosphère. Le principal inconvénient de cette technologie est la faible flexibilité du pulvérisateur (« turndown ratio » faible). En effet, ce principe de fonctionnement lie la qualité de la pulvérisation à la pression d'injection et le débit de liquide : plus la pression d'injection du liquide est faible, plus les gouttes obtenues sont grosses. La pression d'injection a un impact important sur le DMS. En pratique, la performance d'un pulvérisateur mécanique ne s'adapte presque pas aux variations de pression et donc de débit de combustible. Une diminution de la pression entraîne une augmentation du DMS. Cette dégradation de la qualité de pulvérisation promeut l'apparition de problèmes d'instabilités de combustion ou de gouttes imbrûlées réduisant ainsi l'efficacité du brûleur et favorisant la formation d'émissions polluantes. La pulvérisation mécanique nécessite de ce fait, pour chaque modification significative de la puissance de fonctionnement du brûleur, un changement du pulvérisateur. Le DMS diminue considérablement avec l'augmentation de la pression d'injection jusqu'à un seuil, qui peut, par exemple se situer à 12 bar environ. Au-delà de ce seuil de pression, le gain en finesse de pulvérisation est faible par rapport à l'augmentation de pression requise. De plus, les pulvérisateurs mécaniques sont souvent constitués d'un empilement de pastilles susceptible de générer des fuites de combustible liquide au niveau du bloc brûleur. The invention relates to the field of assisted spraying of a liquid fuel with the aid of a sputtering gas, as well as the combustion of a pulverized fuel by assisted spraying. Many industrial processes use liquid fuel burners to meet their energy needs. The combustion of a liquid fuel first requires its spraying in fine droplets, often referred to as the "spray". These droplets will then evaporate and burn with oxidant. The spraying step is essential for the efficiency of the combustion, because the quality and properties of the spray (drop size, length of penetration or rupture) will control the properties of the resulting flame. The size of the drops can be characterized by the Sauter Mean Diameter (SMD). The DMS represents the diameter of a drop having the same volume / area ratio as the entire spray. There are two different spray methods and the corresponding types of sprayers: mechanical spraying and assisted spraying. The principle of mechanical spraying consists in injecting the liquid at a sufficiently high pressure to break the liquid jet into drops thanks to the instabilities and the speed gradients created between the liquid and the atmosphere. The main disadvantage of this technology is the low flexibility of the sprayer (low "turndown ratio"). Indeed, this operating principle binds the quality of the spray to the injection pressure and the liquid flow: the lower the liquid injection pressure, the more drops are large. Injection pressure has a significant impact on the DMS. In practice, the performance of a mechanical sprayer does not adapt to pressure variations and therefore fuel flow. A decrease in pressure causes an increase in the DMS. This degradation of the spray quality promotes the occurrence of combustion instability problems or unburnt drops thus reducing the efficiency of the burner and promoting the formation of polluting emissions. Mechanical spraying therefore requires, for each significant change in the operating power of the burner, a change of the sprayer. The DMS decreases considerably with the increase of the injection pressure to a threshold, which may, for example be at about 12 bar. Beyond this pressure threshold, the gain in fineness of spray is low compared to the increase in pressure required. In addition, mechanical sprayers often consist of a stack of pellets capable of generating liquid fuel leaks at the burner block.
De telles fuites peuvent dégrader la combustion et le brûleur, surtout dans le cas de combustion à l'oxygène pur ou substantiellement pur. Ce qui plus est, les pulvérisateurs mécaniques sont très sensibles à la viscosité du combustible liquide. Dans le cas d'un combustible très visqueux, le spray est constitué de grosses gouttes pouvant conduire à la dégradation des performances du brûleur. Such leaks can degrade combustion and burner, especially in the case of pure or substantially pure oxygen combustion. What's more, mechanical sprayers are very sensitive to the viscosity of the liquid fuel. In the case of a very viscous fuel, the spray consists of large drops that can lead to degradation of burner performance.
Dans le cas d'une pulvérisation assistée, par contre, la pulvérisation du liquide est produite par l'action d'une phase gazeuse, dite « fluide de pulvérisation », sur le liquide. On distingue deux mécanismes de pulvérisation assistée : d'une part, la pulvérisation par impact et, d'autre part, la pulvérisation par déstabilisation. Dans le cas de la pulvérisation assistée par impact, le liquide se pulvérise grâce à l'énergie cinétique du fluide de pulvérisation qui impacte le liquide. Dans le cas de la pulvérisation assistée par déstabilisation, les jets de liquide et de fluide de pulvérisation sont injectés en contact l'un avec l'autre et la pulvérisation du liquide dépend des interactions à l'interface du jet de liquide et du jet de fluide de pulvérisation. Ces interactions engendrent des instabilités dans le jet liquide qui, une fois amplifiées, conduisent à la rupture du jet et à la formation de gouttes. In the case of assisted spraying, on the other hand, the spraying of the liquid is produced by the action of a gaseous phase, called the "spraying fluid", on the liquid. There are two mechanisms of assisted spray: on the one hand, the impact spray and, secondly, spraying by destabilization. In the case of impact-assisted spraying, the liquid is sprayed by the kinetic energy of the spraying fluid which impacts the liquid. In the case of destabilization assisted spraying, the jets of liquid and spray fluid are injected in contact with each other and the spraying of the liquid depends on the interactions at the interface of the liquid jet and the jet of liquid. spray fluid. These interactions generate instabilities in the liquid jet which, once amplified, lead to the breaking of the jet and the formation of drops.
Le principe de la pulvérisation assistée par impact est schématiquement illustré dans la figure la, le principe de la pulvérisation assistée par déstabilisation dans la figure lb. Dans ces figures la et lb, le chiffre de référence 2 indique l'extrémité d'injection du pulvérisateur, le chiffre de référence 4 se réfère au liquide à pulvériser et le chiffre de référence 6 se réfère au fluide de pulvérisation. The principle of impact assisted spraying is schematically illustrated in Fig. 1a, the principle of destabilization assisted spraying in Fig. 1b. In these figures 1a and 1b, the reference numeral 2 indicates the injection end of the sprayer, the reference numeral 4 refers to the liquid to be sprayed and the reference numeral 6 refers to the spray fluid.
Les pulvérisateurs assistés produisent une pulvérisation fine, mais nécessitent une consommation importante de fluide de pulvérisation pouvant atteindre 200 à 400 g de gaz / kg de combustible liquide. Or, l'ajout d'un gaz (majoritairement) inerte, dans le cas de l'atomisation à l'air et à la vapeur, réduit le rendement énergétique du système de combustion puisque ce gaz inerte va capter une partie de l'énergie libérée par la combustion sans participer à la réaction. Un dernier inconvénient dans le cas de l'atomisation assistée à l'air est une production de NOX additionnelle. Dans le cas de l'atomisation à l'oxygène, le rendement énergétique du four n'est pas affecté mais la flamme a tendance à s'accrocher sur la nappe liquide du combustible au nez du pulvérisateur, et de ce fait à causer des problèmes de cokéfaction au nez du pulvérisateur et de bouchage. Powered sprayers produce a fine spray, but require a high consumption of spray fluid of up to 200 to 400 g of gas / kg of liquid fuel. However, the addition of a (mostly) inert gas, in the case of atomization with air and steam, reduces the energy efficiency of the combustion system since this inert gas will capture some of the energy released by combustion without participating in the reaction. A final disadvantage in the case of air-assisted atomization is additional NOX production. In the case of oxygen atomization, the energy efficiency of the furnace is not affected but the flame tends to cling to the liquid pool of fuel at the nose of the sprayer, and thus to cause problems coking on the nose of the sprayer and capping.
Des pulvérisateurs qui font appel à la fois à la pulvérisation mécanique et à la pulvérisation assistée, et qui combinent les avantages et les inconvénients des deux mécanismes ont également été proposés. La pulvérisation et la combustion pour différentes applications industrielles de combustibles liquide de type fioul léger sont relativement aisées. Pour un nombre important d'applications industrielles, les combustibles liquides de type fioul lourd ou résidu pétrolier de raffinage sont appréciés pour leur coût relativement faible par rapport à des combustibles gazeux et les fiouls légers, mais ces combustibles liquides plus visqueux sont plus difficiles à pulvériser et donc à brûler avec une efficacité élevée. Étant donné la sensibilité aigüe de la pulvérisation mécanique à la viscosité du combustible liquide, la majeure partie des injecteurs de fiouls lourds fonctionne à la pulvérisation assistée. Toutefois, la pulvérisation efficace de combustibles liquides visqueux reste problématique, même dans le cas d'une pulvérisation assistée. Sprayers that utilize both mechanical spraying and assisted spraying and that combine the advantages and disadvantages of both mechanisms have also been proposed. Spraying and burning for various industrial applications of light oil type liquid fuels are relatively easy. For a large number of industrial applications, liquid fuels of heavy fuel type or refined oil residue are appreciated for their relatively low cost compared to gaseous fuels and light fuel oils, but these more viscous liquid fuels are harder to spray. and therefore to burn with high efficiency. Due to the acute sensitivity of mechanical spraying to the viscosity of the liquid fuel, the majority of the heavy fuel injectors operate on assisted spraying. However, effective spraying of viscous liquid fuels remains problematic even in the case of assisted spraying.
Un design de pulvérisateur assisté simple et robuste, et donc à priori approprié pour la combustion d'un combustible liquide visqueux est la configuration tube-en-tube (en anglais «pipe-in-pipe ») ayant au centre l'arrivée de combustible liquide, ladite arrivée de combustible liquide étant entourée d'une buse délivrant le fluide de pulvérisation. L'inconvénient de cette technique de pulvérisation assistée par déstabilisation est que le dard liquide à la sortie du pulvérisateur se désintègre insuffisamment, avec comme conséquence la présence de gouttes de taille importante, cet inconvénient s'aggravant avec l'augmentation de la puissance de l'atomiseur. Dans le cas d'un combustible liquide très visqueux, ce dard peut être observé même avec un débit important de fluide de pulvérisation par rapport au débit de combustible liquide et l'efficacité de la pulvérisation et donc de la combustion s'en trouve significativement réduite. L'invention a pour but de fournir un pulvérisateur robuste, simple et à haute efficacité apte pour la pulvérisation d'un combustible liquide visqueux tel que les combustibles liquides de type fioul lourd ou résidu pétrolier. A simple and robust assisted atomizer design, and therefore a priori suitable for the combustion of a viscous liquid fuel is the pipe-in-pipe configuration having at the center the fuel inlet. liquid, said liquid fuel inlet being surrounded by a nozzle delivering the spray fluid. The disadvantage of this destabilization-assisted spraying technique is that the liquid stinger at the outlet of the sprayer does not disintegrate sufficiently, with the consequence of the presence of large drops, this disadvantage being aggravated with the increase in the power of the spray. 'atomizer. In the case of a very viscous liquid fuel, this stinger can be observed even with a large flow of spray fluid relative to the liquid fuel flow and the efficiency of the spraying and therefore the combustion is significantly reduced . The object of the invention is to provide a robust, simple and high-efficiency sprayer suitable for spraying a viscous liquid fuel such as liquid fuels of the heavy fuel oil or oil residue type.
La présente invention a pour but de proposer un procédé optimisé de pulvérisation assistée approprié pour l'atomisation d'un combustible liquide visqueux, ainsi qu'un pulvérisateur et brûleur pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. A cette fin, la présente invention propose un procédé pour la pulvérisation assistée d'un combustible liquide dans une zone de combustion d'une enceinte thermique. Selon ce procédé, on injecte un jet de combustible liquide dans la zone de combustion selon une direction, dite « direction principale d'injection ». On injecte également un jet de fluide de pulvérisation, dit «premier jet de fluide de pulvérisation », dans cette zone de combustion selon cette direction principale d'injection. Le premier jet de fluide de pulvérisation est plus particulièrement injecté en contact avec le jet de combustible et à l'intérieur de ce jet de combustible liquide. De cette manière, on réalise une première pulvérisation par déstabilisation du combustible liquide par le premier jet de fluide de pulvérisation au centre du jet de combustible liquide. Suivant l'invention, on injecte un deuxième jet de fluide de pulvérisation dans la zone de combustion autour du jet de combustible liquide de manière à réaliser une deuxième pulvérisation assistée du jet de combustible liquide à la périphérie du jet de combustible liquide. Suivant une première forme de réalisation de l'invention, la deuxième pulvérisation assistée, c'est-à-dire la pulvérisation assistée au moyen du deuxième jet de fluide de pulvérisation, est une pulvérisation assistée par impact. Dans ce cas, le deuxième jet de fluide de pulvérisation est avantageusement injecté vers le jet de combustible liquide avec une direction d'injection formant un angle de 10° à 45° et de préférence de 10° à 30° avec la direction principale, la direction principale étant la direction d'injection du jet de combustible liquide. It is an object of the present invention to provide an optimized optimized assisted spray method for atomising a viscous liquid fuel, as well as a sprayer and burner for carrying out such a method. To this end, the present invention provides a method for the assisted spraying of a liquid fuel in a combustion zone of a thermal enclosure. According to this method, a jet of liquid fuel is injected into the combustion zone in a direction, called the "main direction of injection". A jet of spray fluid, called "first jet of spray fluid", is also injected into this combustion zone along this main direction of injection. The first spray of spray fluid is more particularly injected in contact with the fuel jet and inside this jet of liquid fuel. In this way, a first spraying is carried out by destabilizing the liquid fuel by the first jet of spray fluid at the center of the liquid fuel jet. According to the invention, a second jet of spray fluid is injected into the combustion zone around the liquid fuel jet so as to perform a second assisted atomization of the liquid fuel jet at the periphery of the liquid fuel jet. According to a first embodiment of the invention, the second assisted spray, ie the assisted spray using the second jet of spray fluid, is an impact assisted spray. In this case, the second jet of spray fluid is advantageously injected towards the jet of liquid fuel with an injection direction forming an angle of 10 ° to 45 ° and preferably of 10 ° to 30 ° with the main direction, the main direction being the injection direction of the liquid fuel jet.
Selon une forme de réalisation alternative de l'invention, on injecte le deuxième jet de fluide de pulvérisation en contact avec le jet de combustible liquide de manière à ce que la deuxième pulvérisation assistée ait une pulvérisation assistée par déstabilisation. Dans ce cas, le deuxième jet de fluide de pulvérisation est avantageusement injecté vers le jet de combustible liquide avec une direction d'injection formant un angle supérieur ou égal à 0° et inférieur à 10° et de préférence de 0° à 5° avec la direction principale. Afin de renforcer l'efficacité de la deuxième pulvérisation, le deuxième jet de fluide de pulvérisation est avantageusement injecté avec une rotation autour de la direction principale. De manière analogue, on peut également injecter le premier jet de fluide de pulvérisation avec une rotation autour de la direction principale pour renforcer l'efficacité de la première pulvérisation. De préférence, le premier jet de fluide de pulvérisation et le jet de combustible sont injectés de manière à ce que le rapport Dc / Dt entre le diamètre Dc du premier jet de fluide de pulvérisation à son point d'injection et le diamètre Dt le plus large du jet de combustible liquide à son point d'injection est compris entre 0,1 et 0,8et de préférence entre 0,2 et 0,5. Du fait que le premier jet de fluide de pulvérisation est injecté à l'intérieur du jet de combustible liquide, la section du jet de combustible liquide à sont point d'injection présente une forme annulaire. Le diamètre Dt le plus large du jet de combustible liquide à sont point d'injection correspond au diamètre de la circonférence externe de cette section annulaire. According to an alternative embodiment of the invention, the second jet of spray fluid is injected into contact with the liquid fuel jet so that the second assisted spray has a destabilization assisted spray. In this case, the second jet of spray fluid is advantageously injected towards the jet of liquid fuel with an injection direction forming an angle greater than or equal to 0 ° and less than 10 ° and preferably from 0 ° to 5 ° with the main direction. In order to enhance the efficiency of the second spray, the second spray of spray fluid is advantageously injected with a rotation around the main direction. Similarly, it is also possible to inject the first jet of spray fluid with rotation around the main direction to enhance the effectiveness of the first spray. Preferably, the first jet of spray fluid and the jet of fuel are injected so that the ratio Dc / Dt between the diameter Dc of the first spray of spray fluid at its injection point and the diameter Dt the most The width of the liquid fuel jet at its injection point is between 0.1 and 0.8 and preferably between 0.2 and 0.5. Because the first jet of spray fluid is injected into the interior of the liquid fuel jet, the section of the injection liquid fuel jet has an annular shape. The largest diameter Dt of the liquid fuel jet at the injection point corresponds to the diameter of the outer circumference of this annular section.
Le procédé suivant l'invention présente une telle efficacité qu'il est non seulement efficace pour la pulvérisation d'un combustible liquide léger, telle que le fioul domestique, mais également pour la pulvérisation d'un combustible liquide plus visqueux, choisi par exemple, parmi le groupe des fiouls lourds, résidus pétroliers. Suivant l'invention, les premier et deuxième jets de fluide de pulvérisation peuvent être des fluides de pulvérisation différents ou identiques. Le premier et/ou le deuxième fluide de pulvérisation peuvent notamment avantageusement être choisis parmi : de l'air, de la vapeur, des fumées recyclées, du CO2 ou un mélange desdits fluides. Le premier et/ou le deuxième fluide de pulvérisation peut en particulier être un tel fluide enrichi en 02. L'enceinte thermique peut est choisie parmi les enceintes thermiques d'une chaudière, et en particulier d'une chaudière à vapeur, et d'un four. La présente invention concerne également un procédé de combustion d'un combustible liquide dans une zone de combustion. Le procédé de combustion suivant l'invention comprend : la pulvérisation du combustible liquide suivant l'une quelconque des formes de réalisation du procédé de pulvérisation tel que définit ci-dessus ; l'injection d'un oxydant dans cette zone de combustion ; et la combustion du combustible liquide pulvérisé avec l'oxydant dans cette zone de combustion. Au moins une partie, voire la totalité, de l'oxydant peut être injectée dans la zone de combustion séparément du combustible liquide pulvérisé. Il est également envisageable d'injecter au moins une partie, voire la totalité, de l'oxydant en tant que fluide de pulvérisation, c'est-à-dire dans le premier et/ou deuxième jet de fluide de pulvérisation. Ceci est notamment le cas quand, comme décrit ci-dessus, le premier et/ou le deuxième fluide de pulvérisation sont enrichis en 02. On peut en particulier injecter une partie de l'oxydant comme fluide de pulvérisation et le reste de l'oxydant séparément du combustible liquide. De manière avantageuse, au moins une partie de l'oxydant est injectée sous la forme du deuxième jet de fluide de pulvérisation. De manière utile, on injecte au moins et de préférence la totalité de l'oxydant sous la forme d'un gaz contenant de 80%vol à 100%vol d'oxygène. La présente invention concerne également un pulvérisateur assisté adapté pour la mise en oeuvre du procédé de pulvérisation suivant l'invention. The process according to the invention is so effective that it is not only effective for spraying a light liquid fuel, such as heating oil, but also for spraying a more viscous liquid fuel, chosen for example, among the group of heavy fuel oils, oil residues. According to the invention, the first and second spray fluid jets may be different or identical spray fluids. The first and / or the second spray fluid may advantageously be chosen from: air, steam, recycled fumes, CO2 or a mixture of said fluids. The first and / or second spray fluid may in particular be such a fluid enriched in O2. The thermal enclosure may be chosen from among the thermal chambers of a boiler, and in particular a steam boiler, and an oven. The present invention also relates to a method of burning a liquid fuel in a combustion zone. The combustion process according to the invention comprises: spraying the liquid fuel according to any of the embodiments of the spraying method as defined above; injecting an oxidant into this combustion zone; and burning the liquid fuel sprayed with the oxidant in this combustion zone. At least some, if not all, of the oxidant may be injected into the combustion zone separately from the pulverized liquid fuel. It is also conceivable to inject at least some or all of the oxidant as a spray fluid, that is to say in the first and / or second jet of spray fluid. This is particularly the case when, as described above, the first and / or the second spray fluid are enriched in O 2. In particular, a part of the oxidant can be injected as a spraying fluid and the remainder of the oxidant separately from the liquid fuel. Advantageously, at least a part of the oxidant is injected in the form of the second jet of spray fluid. In a useful manner, at least all and preferably all of the oxidant is injected in the form of a gas containing from 80% vol to 100% vol oxygen. The present invention also relates to an assisted sprayer adapted for carrying out the spraying method according to the invention.
La présente invention propose ainsi un pulvérisateur pour l'injection d'un jet pulvérisé de combustible liquide dans une zone de combustion à travers une ouverture principale d'injection du pulvérisateur. Le pulvérisateur comporte une extrémité d'alimentation amont et une extrémité d'injection aval. L'extrémité d'alimentation comporte une entrée de combustible liquide et au moins une entrée de fluide de pulvérisation. L'extrémité d'injection comporte un manteau extérieur et un noyau positionné à l'intérieur du manteau. Le manteau définit l'ouverture principale. Le noyau définit un passage central et un passage tubulaire autour du passage cylindrique central. Un passage périphérique est défini autour du passage tubulaire entre le manteau extérieur et le noyau. Le passage central du noyau présente un axe de symétrie qui s'étend vers l'ouverture principale selon une direction principale. Le passage central dans le noyau est aussi en communication fluidique avec la ou une entrée de fluide de pulvérisation et comporte une ouverture d'injection aval pour l'injection vers ou dans l'ouverture principale et suivant la direction principale d'un premier jet de fluide de pulvérisation. Le passage tubulaire du noyau est coaxial avec le passage central du noyau. Le passage tubulaire est aussi en communication fluidique avec l'ouverture d'entrée de combustible liquide et comporte une ouverture d'injection aval pour l'injection vers ou dans l'ouverture principale et suivant la direction principale d'un jet de combustible liquide autour et en contact avec le premier jet de fluide de pulvérisation. Le passage périphérique qui se situe entre le noyau et le manteau est en communication fluidique avec la ou une entrée de fluide de pulvérisation. Ce passage périphérique comporte une ouverture d'injection pour l'injection vers ou dans l'ouverture principale d'un deuxième jet de fluide de pulvérisation autour du jet de combustible liquide et en contact ave le jet de combustible liquide ou dirigé vers le jet de combustible liquide. Les ouvertures d'injection du passage périphérique, du passage central et du passage tubulaire sont positionnées dans ou en amont de l'ouverture principale d'injection à des distances respectives 8p, 8c et 8t de l'ouverture principale selon la direction principale, avec 0 < 8p, 8c, 8t < Dpr, Dpr étant le diamètre de l'ouverture principale. De préférence 0 < 8c, 8t < 0,7 x Dp et encore de préférence 0< 8c, 8t < 0,5 x Dp. L'ouverture de sortie du passage périphérique peut en particulier se situer dans l'ouverture principale (8p = 0). L'absence d'une chambre de pré-pulvérisation du combustible liquide à l'intérieur du pulvérisateur évite des problèmes de dépôt à l'intérieur du pulvérisateur et rend ainsi ledit pulvérisateur plus fiable, même en cas de combustibles liquides visqueux. Le manteau extérieur du pulvérisateur est avantageusement un monobloc, l'absence de lignes de soudure, de jonction ou d'assemblage contribuant à la solidité et la fiabilité du pulvérisateur dans les conditions souvent fortement pénalisantes des enceintes thermiques. Le passage central du noyau est de préférence cylindrique et le passage tubulaire présente de préférence une section constante. Les ouvertures d'injection du passage central et du passage tubulaire sont avantageusement positionnées en amont de l'ouverture d'injection du passage périphérique. The present invention thus provides a sprayer for injecting a jet of liquid fuel into a combustion zone through a main injection opening of the sprayer. The sprayer has an upstream feed end and a downstream injection end. The feed end has a liquid fuel inlet and at least one spray fluid inlet. The injection end has an outer mantle and a core positioned inside the mantle. The mantle defines the main opening. The core defines a central passage and a tubular passage around the central cylindrical passage. A peripheral passage is defined around the tubular passage between the outer mantle and the core. The central passage of the core has an axis of symmetry which extends towards the main opening in a main direction. The central passage in the core is also in fluid communication with the or a spray fluid inlet and has a downstream injection opening for injection to or in the main opening and in the main direction of a first jet of fuel. spray fluid. The tubular passage of the core is coaxial with the central passage of the core. The tubular passage is also in fluid communication with the liquid fuel inlet opening and has a downstream injection aperture for injection to or into the main aperture and in the main direction of a liquid fuel jet around and in contact with the first spray of spray fluid. The peripheral passageway between the core and the mantle is in fluid communication with the or a spray fluid inlet. This peripheral passage includes an injection opening for the injection to or in the main opening of a second jet of spray fluid around the jet of liquid fuel and in contact with the jet of liquid fuel or directed to the jet of fuel. liquid fuel. The injection openings of the peripheral passage, the central passage and the tubular passage are positioned in or upstream of the main injection aperture at respective distances 8p, 8c and 8t of the main aperture in the main direction, with 0 <8p, 8c, 8t <Dpr, Dpr being the diameter of the main opening. Preferably 0 <8c, 8t <0.7 x Dp and more preferably 0 <8c, 8t <0.5 x Dp. The exit opening of the peripheral passage may in particular be located in the main opening (8p = 0). The absence of a pre-spraying chamber of the liquid fuel inside the sprayer avoids problems of deposition inside the sprayer and thus makes said sprayer more reliable, even in the case of viscous liquid fuels. The outer coat of the sprayer is advantageously a monoblock, the absence of welding lines, junction or assembly contributing to the strength and reliability of the sprayer in the often highly penalizing conditions of the thermal chambers. The central passage of the core is preferably cylindrical and the tubular passage preferably has a constant section. The injection openings of the central passage and the tubular passage are advantageously positioned upstream of the injection opening of the peripheral passage.
Ceci limite notamment la formation de dépôts issus du combustible liquide sur le nez du pulvérisateur. Suivant une forme de réalisation particulièrement pratique, le passage central et le passage tubulaire sont formés par un assemblage tube-en-tube avec un tube central et un tube extérieur, le passage central étant défini par le tube central et le passage tubulaire étant défini par l'espace libre entre le tube central et le tube extérieur. Suivant une forme de réalisation alternative, le noyau comporte une perforation orientée suivant l'axe de symétrie et le passage central est défini par un tube central positionné à l'intérieur de la perforation. Le passage tubulaire est alors défini par l'espace libre entre la perforation et le tube central. This particularly limits the formation of deposits from the liquid fuel on the nose of the sprayer. According to a particularly practical embodiment, the central passage and the tubular passage are formed by a tube-in-tube connection with a central tube and an outer tube, the central passage being defined by the central tube and the tubular passage being defined by the free space between the central tube and the outer tube. According to an alternative embodiment, the core comprises a perforation oriented along the axis of symmetry and the central passage is defined by a central tube positioned inside the perforation. The tubular passage is then defined by the free space between the perforation and the central tube.
Quand un même fluide de pulvérisation est utilisé pour le premier et le deuxième jet de fluide de pulvérisation, le passage central et le passage périphérique sont avantageusement en communication fluidique avec une seule ouverture d'entrée de fluide de pulvérisation, voire avec l'unique ouverture d'entrée de fluide de pulvérisation du pulvérisateur. Le passage périphérique est de manière utile muni d'un mélangeur, du type connu sous la désignation anglaise « swirler », apte à conférer au deuxième jet de fluide de pulvérisation une rotation autour de l'axe de symétrie. Ce « swirler » peut notamment comporter des ailettes pour la mise en rotation du deuxième jet de fluide de pulvérisation. Le passage central peut également être muni d'un « swirler » apte à conférer au premier jet de fluide de pulvérisation une rotation autour de l'axe de symétrie. Le « swirler » du passage central peut notamment présenter une forme de foret au centre du passage central. Suivant une forme de mise en oeuvre, le passage tubulaire se termine en une section biseautée vers l'extérieur. Le manteau du pulvérisateur présente avantageusement une forme extérieure tronconique se rétrécissant vers l'ouverture principale d'injection. When a same sputtering fluid is used for the first and second spraying fluid jet, the central passage and the peripheral passage are advantageously in fluid communication with a single spray fluid inlet opening, or even with the single opening spraying fluid inlet of the sprayer. The peripheral passage is conveniently provided with a mixer, of the type known under the English name "swirler", adapted to give the second jet of spray fluid a rotation about the axis of symmetry. This "swirler" may in particular comprise fins for rotating the second jet of spray fluid. The central passage may also be provided with a "swirler" capable of giving the first jet of spray fluid a rotation about the axis of symmetry. The "swirler" of the central passage may include a form of drill in the center of the central passage. According to one form of implementation, the tubular passage ends in an angled section towards the outside. The sprayer jacket advantageously has a frustoconical outer shape narrowing towards the main injection opening.
De manière utile, le passage périphérique est coaxial avec le passage central et le passage tubulaire et/ou le passage périphérique se termine en une section cylindrique coaxiale avec le passage central et le passage tubulaire. Suivant une première forme de réalisation, le passage périphérique se termine en une section terminale apte à diriger le deuxième jet de fluide de pulvérisation vers l'axe de symétrie. Dans ce cas, la section terminale du passage périphérique est avantageusement telle qu'elle dirige le deuxième jet de fluide de pulvérisation vers l'axe de symétrie selon un angle del0° à 45°, de préférence de 10° à 30° avec l'axe de symétrie. Quand, par contre, on souhaite réaliser une deuxième pulvérisation par déstabilisation, le passage périphérique se termine en une section terminale apte à diriger le deuxième jet de fluide de pulvérisation dans une direction en substance parallèle à celle de l'axe de symétrie. Dans ce cas, la section terminale du passage périphérique est avantageusement telle qu'elle dirige le deuxième jet de fluide de pulvérisation dans une direction d'injection formant un angle supérieur ou égal à 0° et inférieur à 10°, et de préférence de 0° à 5° avec la direction de l'axe de symétrie. Comme déjà expliqué par rapport au procédé de pulvérisation suivant l'invention, le rapport Dc / Dt entre le diamètre Dc de l'ouverture d'injection du passage central et le diamètre Dt le plus large de l'ouverture d'injection du passage tubulaire est de préférence compris entre 0,1 et 0,8 et encore de préférence entre 0,2 et 0,5. In a useful manner, the peripheral passage is coaxial with the central passage and the tubular passage and / or the peripheral passage ends in a cylindrical section coaxial with the central passage and the tubular passage. According to a first embodiment, the peripheral passage terminates in an end section capable of directing the second jet of spray fluid towards the axis of symmetry. In this case, the end section of the peripheral passage is advantageously such that it directs the second jet of spray fluid to the axis of symmetry at an angle del0 ° to 45 °, preferably from 10 ° to 30 ° with the axis of symmetry. When, on the other hand, it is desired to carry out a second spraying by destabilization, the peripheral passage terminates in an end section capable of directing the second jet of spray fluid in a direction essentially parallel to that of the axis of symmetry. In this case, the terminal section of the peripheral passage is advantageously such that it directs the second jet of spray fluid in an injection direction forming an angle greater than or equal to 0 ° and less than 10 °, and preferably 0 ° at 5 ° with the direction of the axis of symmetry. As already explained with respect to the spraying method according to the invention, the ratio Dc / Dt between the diameter Dc of the injection opening of the central passage and the largest diameter Dt of the injection opening of the tubular passage is preferably between 0.1 and 0.8 and more preferably between 0.2 and 0.5.
Le rapport Dt /Dpr entre le diamètre Dt le plus grand de l'ouverture d'injection du passage tubulaire et le diamètre Dpr de l'ouverture principale d'injection est de manière utile compris entre 0,35 et 0,85 et de préférence entre 0,5 et 0,7. La présente invention concerne également un brûleur adapté pour la mise en oeuvre du procédé de combustion suivant l'invention. Le brûleur suivant l'invention comporte un pulvérisateur selon l'invention, suivant l'une des forme de réalisation décrites ci-dessus, et au moins un injecteur d'oxydant pour l'injection d'un oxydant de combustion dans la zone aval de combustion. Ce brûleur peut comporter au moins un injecteur d'oxydant séparé du pulvérisateur. Il est également possible qu'au moins un des passages central et périphérique constitue un injecteur d'oxydant, voire les deux. Il est en particulier envisageable que le passage périphérique constitue un injecteur d'oxydant. La présente invention concerne aussi une enceinte thermique munie d'au moins un brûleur suivant l'invention. Ainsi l'invention concerne une enceinte thermique définissant une zone de combustion, ladite enceinte thermique comportant au moins un brûleur suivant l'invention dans une paroi de l'enceinte thermique. L'enceinte thermique peut notamment faire partie d'une chaudière, telle qu'une chaudière à vapeur, ou d'un four. De manière avantageuse, au moins un brûleur suivant l'invention est monté dans une paroi de l'enceinte thermique de manière à ce que l'extrémité d'alimentation du pulvérisateur assisté du brûleur se situe à l'extérieur de l'enceinte thermique, c'est-à-dire du côté de la paroi à l'opposé de la zone de combustion. L'extrémité d'injection du pulvérisateur assisté du brûleur peut par contre se situer au-delà de la paroi, à l'intérieur de la zone de combustion. Au moins une section intermédiaire du pulvérisateur, située entre l'extrémité d'alimentation et l'extrémité d'injection du pulvérisateur étant alors situé à l'intérieur du brûleur au niveau de la paroi. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lumière des exemples décrits ci-après, référence étant faite aux figures 2 et 3. Les figures 2 et 3 illustrent les extrémités d'injection de formes de réalisation de l'injecteur suivant l'invention, la figure 2 étant une représentation schématique de l'extrémité d'injection 2 d'un premier injecteur suivant l'invention, la figure 3 étant une représentation schématique de l'extrémité d'injection 2 d'un autre injecteur suivant l'invention. Les extrémités d'injection 2 de ces pulvérisateurs comportent : - une arrivée centrale 10 d'un premier jet de fluide de pulvérisation tel que de la vapeur, de l'air, du CO2 ou d'un agent de désulfuration, - une arrivée tubulaire de combustible liquide 20, et - un passage périphérique 30 comportant une buse d'injection 31 pour l'injection d'un deuxième jet de fluide de pulvérisation tel que de la vapeur ou de l'air dans la zone de combustion aval 50. L'extrémité d'injection schématiquement représentée dans la figure 2 comporte une pièce 100 usinée en un alliage résistant à des températures élevées. La pièce métallique 100 comprend une perforation centrale 110 dans laquelle vient se loger le conduit 10 distribuant le premier fluide de pulvérisation. La pièce usinée 100 se situe dans une buse 200. La buse 200 présente une partie aval conique 210 qui se termine par l'ouverture principale d'injection 220 du pulvérisateur. The ratio Dt / Dpr between the largest diameter Dt of the injection opening of the tubular passage and the diameter Dpr of the main injection opening is advantageously between 0.35 and 0.85 and preferably between 0.5 and 0.7. The present invention also relates to a burner adapted for carrying out the combustion method according to the invention. The burner according to the invention comprises a sprayer according to the invention, according to one of the embodiments described above, and at least one oxidant injector for the injection of a combustion oxidant in the downstream zone of combustion. This burner may comprise at least one oxidant injector separated from the sprayer. It is also possible that at least one of the central and peripheral passages constitutes an oxidant injector, or both. In particular, it is conceivable that the peripheral passage constitutes an oxidant injector. The present invention also relates to a thermal enclosure provided with at least one burner according to the invention. Thus, the invention relates to a thermal enclosure defining a combustion zone, said thermal enclosure comprising at least one burner according to the invention in a wall of the thermal enclosure. The thermal enclosure may in particular be part of a boiler, such as a steam boiler, or an oven. Advantageously, at least one burner according to the invention is mounted in a wall of the thermal enclosure so that the supply end of the assisted atomizer of the burner is located outside the thermal enclosure, that is to say on the side of the wall opposite the combustion zone. On the other hand, the injection end of the burner assisted sprayer can be located beyond the wall inside the combustion zone. At least one intermediate section of the sprayer, located between the feed end and the injection end of the sprayer then being located inside the burner at the wall. The present invention and its advantages will be better understood in the light of the examples described below, reference being made to FIGS. 2 and 3. FIGS. 2 and 3 illustrate the injection ends of embodiments of the injector according to FIG. FIG. 2 is a diagrammatic representation of the injection end 2 of a first injector according to the invention, FIG. 3 being a schematic representation of the injection end 2 of another injector according to the invention; invention. The injection ends 2 of these sprayers comprise: - a central inlet 10 of a first jet of spray fluid such as steam, air, CO2 or a desulphurizing agent, - a tubular inlet liquid fuel 20, and a peripheral passage 30 comprising an injection nozzle 31 for injecting a second jet of spray fluid such as steam or air into the downstream combustion zone 50. injection end diagrammatically shown in Figure 2 comprises a workpiece 100 machined from an alloy resistant to high temperatures. The metal part 100 comprises a central perforation 110 in which is housed the conduit 10 distributing the first spray fluid. The machined part 100 is in a nozzle 200. The nozzle 200 has a conical downstream portion 210 which terminates in the main injection opening 220 of the sprayer.
Le conduit 10 correspond à l'arrivée centrale du premier fluide de pulvérisation. Le conduit 10 est orienté de manière à injecter le premier fluide de pulvérisation à travers l'ouverture principale 220 dans la zone de combustion aval 50 sous forme d'un premier jet de fluide de pulvérisation selon une direction d'injection principale 3 qui correspond à la direction de l'axe X-X du conduit 10. L'espace tubulaire entre la perforation centrale 110 et le conduit 10 correspond à l'arrivée tubulaire 20 de combustible liquide. Ladite arrivée tubulaire 10 est positionnée de manière à injecter un jet de combustible liquide à travers l'ouverture principale 220 dans la zone de combustion 50 également selon la direction d'injection principale et en contact avec le premier jet de fluide de pulvérisation. L'espace conique entre la pièce usinée 100 et la buse 200 définit le passage périphérique 30. Ledit passage périphérique est positionné de manière à injecter le deuxième fluide de pulvérisation dans la zone de combustion 50 à travers l'ouverture principale 220 sous forme d'un deuxième jet de fluide de pulvérisation autour et en contact avec le jet de combustible liquide. Le deuxième jet de fluide de pulvérisation agit sur l'extérieur du jet de combustible liquide et provoque la pulvérisation assistée dudit jet de combustible liquide. The duct 10 corresponds to the central arrival of the first spraying fluid. The duct 10 is oriented so as to inject the first spray fluid through the main opening 220 into the downstream combustion zone 50 in the form of a first spray of spray fluid in a main injection direction 3 which corresponds to the direction of the axis XX of the duct 10. The tubular space between the central perforation 110 and the duct 10 corresponds to the tubular inlet 20 of liquid fuel. Said tubular inlet 10 is positioned to inject a jet of liquid fuel through the main opening 220 into the combustion zone 50 also in the main injection direction and in contact with the first spray of spray fluid. The conical space between the machined part 100 and the nozzle 200 defines the peripheral passage 30. Said peripheral passage is positioned to inject the second spray fluid into the combustion zone 50 through the main opening 220 in the form of a second jet of spray fluid around and in contact with the liquid fuel jet. The second jet of spray fluid acts on the outside of the liquid fuel jet and causes assisted spraying of said liquid fuel jet.
Grâce à l'injection du premier jet de fluide de pulvérisation à l'intérieur du jet de combustible liquide (et à la mise en rotation du 2ème fluide de pulvérisation), l'apparition d'un dard liquide à l'intérieur du jet de combustible liquide est évitée, même quand le combustible liquide est un combustible liquide de type fioul lourd et de résidus pétroliers et même à faible rapport entre le débit total de fluide de pulvérisation et le débit de combustible liquide. Le résultat est un combustible liquide pulvérisé avec un DMS particulièrement faible et donc une combustion optimisée dans la zone de combustion 50. Afin d'optimiser la pulvérisation du combustible liquide, en particulier dans le cas d'un combustible liquide visqueux, il peut s'avérer avantageux d'alimenter le pulvérisateur avec un combustible liquide préchauffé et/ou un ou des fluides de pulvérisation préchauffés. Le préchauffage du combustible liquide est généralement préféré. Dans la forme de réalisation illustrée dans la figure 3, l'extrémité d'injection du pulvérisateur comporte un ensemble tube-en-tube. Le tube central ou conduit central 10 de l'ensemble tube-en-tube correspond à l'arrivée centrale du premier fluide de pulvérisation. L'espace libre entre le tube central 10 et le tube extérieur 40 de l'ensemble tube-en-tube correspond à l'arrivée de combustible liquide. L'espace libre entre le tube extérieur 40 et la buse 200 définit le passage périphérique 30 pour l'injection du deuxième jet de fluide de pulvérisation. La buse 200 se termine par un embout 220 de section Dpr constante définissant l'ouverture principale d'injection 220. Un « swirler » 230, consistant en un ensemble d'ailettes montées sur le tube extérieur 40, confère au deuxième jet de fluide de pulvérisation une rotation autour de l'axe de symétrie X-X, de manière à renforcer la pulvérisation assistée par désintégration du jet de combustible liquide par le deuxième jet de fluide de pulvérisation. Dans le cas où le fluide de pulvérisation est le même dans l'arrivée centrale 10 et dans le passage entre la buse 200 et le tube extérieur 40 (par exemple de la vapeur), le pourcentage de fluide dans l'arrivée du fluide central 10 est d'environ 25% du débit total. Il est possible d'adapter ce pourcentage suivant la nature du combustible liquide et la puissance de fonctionnement du pulvérisateur/brûleur. A faible puissance avec un fioul léger, le pourcentage de fluide de pulvérisation injecté comme premier jet de fluide de pulvérisation à l'intérieur du jet de combustible liquide peut diminuer jusqu'à 5% du débit total de fluide de pulvérisation. A forte puissance avec un combustible liquide type « résidus pétroliers », le pourcentage de fluide de pulvérisation injecté en tant que premier jet de fluide de pulvérisation peut être augmenté jusqu'à 50% du débit total de fluide de pulvérisation. Dans un mode de réalisation préférentielle, le rapport Dt /Dpr entre le diamètre Dt le plus grand de l'ouverture d'injection du passage tubulaire et le diamètre Dpr de l'ouverture principale d'injection est compris entre 0,35 et 0,85 et plus préférentiellement entre 0,5 et 0,7. Afin d'optimiser l'atomisation, l'ouverture d'injection de l'arrivée centrale 10 de fluide de pulvérisation distribuant par exemple de la vapeur, du CO2 ou d'agent de désulfuration, peut être retirée de 1 mm par rapport à l'ouverture principale d'injection 220. By injecting the first jet of spray fluid into the interior of the liquid fuel jet (and rotating the second spray fluid), the appearance of a liquid dart inside the jet of Liquid fuel is avoided, even when the liquid fuel is a heavy fuel type liquid fuel and petroleum residues and even at a low ratio between the total flow of spray fluid and the liquid fuel flow. The result is a pulverized liquid fuel with a particularly low DMS and thus an optimized combustion in the combustion zone 50. In order to optimize the spraying of the liquid fuel, in particular in the case of a viscous liquid fuel, it can be used. it is advantageous to supply the sprayer with preheated liquid fuel and / or preheated spray fluid (s). Preheating the liquid fuel is generally preferred. In the embodiment illustrated in Figure 3, the injection end of the sprayer includes a tube-in-tube assembly. The central tube or conduit 10 of the tube-in-tube assembly corresponds to the central inlet of the first spray fluid. The free space between the central tube 10 and the outer tube 40 of the tube-in-tube assembly corresponds to the arrival of liquid fuel. The free space between the outer tube 40 and the nozzle 200 defines the peripheral passage 30 for the injection of the second jet of spray fluid. The nozzle 200 terminates in a nozzle 220 of constant section Dpr defining the main injection opening 220. A "swirler" 230, consisting of a set of fins mounted on the outer tube 40, confers on the second jet of fluid spraying a rotation about the axis of symmetry XX, so as to enhance the atomization-assisted atomization of the liquid fuel jet by the second jet of spray fluid. In the case where the spraying fluid is the same in the central inlet 10 and in the passage between the nozzle 200 and the outer tube 40 (for example steam), the percentage of fluid in the inlet of the central fluid 10 is about 25% of the total flow. It is possible to adapt this percentage according to the nature of the liquid fuel and the operating power of the sprayer / burner. At low power with a light fuel oil, the percentage of spray fluid injected as the first spray of spray fluid inside the liquid fuel jet can decrease by up to 5% of the total spray fluid flow rate. At high power with a liquid fuel type "petroleum residues", the percentage of spray fluid injected as the first spray of spray fluid can be increased to 50% of the total flow of spray fluid. In a preferred embodiment, the ratio Dt / Dpr between the largest diameter Dt of the injection opening of the tubular passage and the diameter Dpr of the main injection opening is between 0.35 and 0, 85 and more preferably between 0.5 and 0.7. In order to optimize the atomization, the injection opening of the central inlet 10 of spray fluid dispensing, for example, steam, CO2 or desulfurizing agent, can be removed by 1 mm from the main injection opening 220.
L'invention permet de conserver la configuration «pipe-in-pipe» pour garder ses principaux avantages (flexible, robuste et simple) tout en réussissant à casser le dard liquide central et donc d'améliorer la pulvérisation. La vapeur est préférée en tant que premier fluide de pulvérisation. Une autre option avantageuse pour le premier fluide de pulvérisation est le CO2, le cas échéant issu du recyclage de fumées. Le premier fluide de pulvérisation peut également être un agent de désulfuration. Dans ce cas là, l'invention permet de combiner une optimisation de la pulvérisation avec une désulfuration du combustible liquide. La consommation de fluide de pulvérisation s'en trouve diminuée ainsi que les coûts liés à la désulfuration par rapport aux procédés comportant des étapes séparées de désulfuration et de pulvérisation. En effet, un problème majeur dans le cas de la combustion de fioul lourd type résidus est la forte teneur en soufre des fumées liée à un fort pourcentage de soufre dans la composition initiale du fioul. Dans un contexte de normes de plus en plus drastiques et dans un souci environnemental, il est primordial de limiter ces émissions polluantes. L'opération de désulfuration peut se faire avant, pendant ou après la combustion. Dans le cas où elle se fait après, cela ajoute un coût élevé d'investissement en raison de l'ajout d'unités de désulfuration et un coût de fonctionnement. Comme agent de désulfuration, il est possible d'utiliser des agents comme de la chaux, du calcaire. Si l'agent est en phase solide, il peut être mis en suspension avant d'être injecté à l'aide d'un gaz pouvant être de l'air, du CO2 utilisé comme premier fluide de pulvérisation. Comme indiqué ci-dessus, le deuxième fluide de pulvérisation peut être identique ou différent du premier fluide de pulvérisation. L'injecteur suivant l'invention peut avantageusement être utilisé comme injecteur/pulvérisateur de combustible dans un oxybrûleur et en particulier dans un brûleur tel que décrit dans la demande de brevet européenne EP 2011305295.5 de la demanderesse déposée le 16 mars 2011. Un tel brûleur, commercialisé par la demanderesse sous la dénomination commerciale REOXAL permet de recycler les fumées générées par la combustion et de les réinjecter dans la zone de combustion avec un mouvement de « swirl ». Dans ce cas, ce mouvement de « swirl » peut se propager à l'arrivée du combustible liquide améliorant la pulvérisation, voire éliminant la nécessité d'un « swirler » dans le pulvérisateur même. The invention makes it possible to keep the "pipe-in-pipe" configuration to keep its main advantages (flexible, robust and simple) while managing to break the central liquid dart and thus improve the spraying. Steam is preferred as the first spraying fluid. Another advantageous option for the first spraying fluid is CO2, if appropriate from the recycling of fumes. The first spray fluid may also be a desulfurizing agent. In this case, the invention makes it possible to combine an optimization of the spray with a desulfurization of the liquid fuel. Spray fluid consumption is decreased as well as the costs associated with desulphurization compared to processes with separate desulphurization and sputtering steps. Indeed, a major problem in the case of the combustion of heavy fuel type residues is the high sulfur content of the fumes linked to a high percentage of sulfur in the initial composition of the fuel oil. In a context of increasingly stringent standards and in an environmental concern, it is essential to limit these polluting emissions. The desulfurization operation can be done before, during or after combustion. In the case where it is done afterwards, it adds a high investment cost due to the addition of desulphurisation units and an operating cost. As desulfurizing agent, it is possible to use agents such as lime, limestone. If the agent is in the solid phase, it can be suspended before being injected with a gas that may be air, CO2 used as the first spraying fluid. As indicated above, the second spray fluid may be the same or different from the first spray fluid. The injector according to the invention may advantageously be used as injector / fuel sprayer in an oxy-burner and in particular in a burner as described in European patent application EP 2011305295.5 of the applicant filed on March 16, 2011. Such a burner, marketed by the applicant under the trade name REOXAL recycles the fumes generated by combustion and reinject them into the combustion zone with a "swirl" movement. In this case, this "swirl" movement can propagate at the arrival of the liquid fuel improving the spray, or even eliminating the need for a "swirler" in the sprayer itself.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1153746A FR2974884A1 (en) | 2011-05-02 | 2011-05-02 | Method for assisted spraying e.g. heavy fuel, into combustion zone of thermal chamber of burner in steam boiler, involves injecting fluid jet spray into combustion zone so as to produce assisted liquid fuel spray jet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1153746A FR2974884A1 (en) | 2011-05-02 | 2011-05-02 | Method for assisted spraying e.g. heavy fuel, into combustion zone of thermal chamber of burner in steam boiler, involves injecting fluid jet spray into combustion zone so as to produce assisted liquid fuel spray jet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2974884A1 true FR2974884A1 (en) | 2012-11-09 |
Family
ID=44549613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1153746A Pending FR2974884A1 (en) | 2011-05-02 | 2011-05-02 | Method for assisted spraying e.g. heavy fuel, into combustion zone of thermal chamber of burner in steam boiler, involves injecting fluid jet spray into combustion zone so as to produce assisted liquid fuel spray jet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2974884A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB639159A (en) * | 1946-10-22 | 1950-06-21 | Etienne Jean Francois Guillot | Improvements in burners for liquid fuel operating under low air pressures |
| GB2161915A (en) * | 1984-07-20 | 1986-01-22 | Council Scient Ind Res | Liquid fuel burner |
| GB2172099A (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-10 | Steinmueller Gmbh L & C | Atomization of fuel in a burner |
| WO1999001525A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-14 | Texaco Development Corporation | Fuel injector nozzle with protective refractory insert |
| FR2914397A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-03 | Saint Gobain Emballage Sa | LIQUID FUEL INJECTOR WITH HOLLOW JET. |
| US20100327081A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Martin Jerry L | Low pressure air-blast atomizer |
-
2011
- 2011-05-02 FR FR1153746A patent/FR2974884A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB639159A (en) * | 1946-10-22 | 1950-06-21 | Etienne Jean Francois Guillot | Improvements in burners for liquid fuel operating under low air pressures |
| GB2161915A (en) * | 1984-07-20 | 1986-01-22 | Council Scient Ind Res | Liquid fuel burner |
| GB2172099A (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-10 | Steinmueller Gmbh L & C | Atomization of fuel in a burner |
| WO1999001525A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-14 | Texaco Development Corporation | Fuel injector nozzle with protective refractory insert |
| FR2914397A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-03 | Saint Gobain Emballage Sa | LIQUID FUEL INJECTOR WITH HOLLOW JET. |
| US20100327081A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Martin Jerry L | Low pressure air-blast atomizer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LEFEBVRE A: "Atomisation and sprays", ATOMIZATION AND SPRAYS, NEW YORK, NY, US, 1 January 1998 (1998-01-01), pages 136 - 140, XP002110039, ISSN: 1044-5110 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1640662B1 (en) | Effervescent injector for an aeromechanical air/fuel injection system integrated into a gas turbine combustor | |
| EP0755720A1 (en) | Method and device for spraying a liquid | |
| EP2249968B1 (en) | Apparatus and method for varying the properties of a multiple-phase jet | |
| FR2579722A1 (en) | METHOD FOR ATOMIZING FUEL AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD | |
| EP0099828A2 (en) | Apparatus for the combustion of combustible fluids with air induction | |
| EP1058052B1 (en) | Liquid fuel burner with low NOx and dust emission and atomizer therefor | |
| CA2033366C (en) | Industrial oil burner with low nitrogen oxides emission generating multiple elementary flames and use thereof | |
| US8747101B2 (en) | High velocity oxygen fuel (HVOF) liquid fuel gun and burner design | |
| EP0965791B1 (en) | Nozzle to inject fuel as a mist like spray for a fuel burner and burner comprising such a nozzle | |
| EP0703410B1 (en) | Oxy-fuel burner comprising a block and method for operating the same | |
| EP2044367B1 (en) | Burner and method for the alternate implementation of oxycombustion and aerocombustion | |
| EP1016828B1 (en) | Nozzle for burner and corresponding injection system | |
| CA2522932C (en) | Flame covering method and corresponding device | |
| FR2914397A1 (en) | LIQUID FUEL INJECTOR WITH HOLLOW JET. | |
| EP2795191A2 (en) | Device and method for spraying a combustible liquid | |
| FR2974884A1 (en) | Method for assisted spraying e.g. heavy fuel, into combustion zone of thermal chamber of burner in steam boiler, involves injecting fluid jet spray into combustion zone so as to produce assisted liquid fuel spray jet | |
| CA2530955C (en) | Oxycombustion procedure for a liquid fuel | |
| FR2772887A1 (en) | LOW-EMISSION NITROGEN OXIDE BURNER WITH RECYCLED GAS CIRCUIT | |
| FR2641365A1 (en) | METHODS AND DEVICES FOR FINALLY SPRAYING LIQUID FUEL AND BURNERS EQUIPPED WITH SUCH DEVICES | |
| FR2827198A1 (en) | Atomiser nozzle for liquid atomised by a fluid has at least two channels for atomising fluid to divide its flow | |
| FR2549579A1 (en) | GAS BURNER FOR METALLIZATION PISTOL | |
| FR3087363A1 (en) | ASSISTED ATOMIZATION NOZZLE, ATOMIZER AND BURNER CONTAINING THE SAME AND THEIR USE | |
| EP0575254B1 (en) | Method and device for spraying a liquid using at least an auxiliairy fluid | |
| FR2969515A1 (en) | Mechanically-assisted method for sputtering e.g. liquid fuel, for heating hearth of furnace, involves spraying gas into sputtering zone around turbulent water such that gas is in contact with water and forms liquid-gas spray | |
| EP3303232A1 (en) | Sonic injection furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |