WO2017129872A9 - Homogenised reaction method, such as lean-gas combustion, and devices implementing same - Google Patents

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WO2017129872A9
WO2017129872A9 PCT/FR2017/000025 FR2017000025W WO2017129872A9 WO 2017129872 A9 WO2017129872 A9 WO 2017129872A9 FR 2017000025 W FR2017000025 W FR 2017000025W WO 2017129872 A9 WO2017129872 A9 WO 2017129872A9
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Jean Marie Gabriel Charles LUCAS
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08Disposition of burners
    • F23C5/32Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • Homogenized reaction process such as a poor gas combustion, and devices implementing it
  • the invention is part of the processes and techniques for reacting reactants between them difficult to react spontaneously with each other, such as for example blast furnace gas and air or poor gases gasification and air .
  • flaming combustion is based on the existence of particularly hot areas (flames) in which the production of NO x is activated because of the very high temperature prevailing in these zones.
  • the technique currently used to make burners "low NO x " is to recycle in the combustion zone a certain amount of fumes. But the fact of mixing fumes with fuel and with the oxidant depletes the fuel-oxidant mixture and leads to the same difficulties of flame stabilization as those which one faces for the combustion of poor gases.
  • the recycling of fumes is an advantageous way to obtain a homogeneous gas combustion
  • the invention described here produces a combustion approaching a homogeneous combustion which has the advantage of being without a particularly hot point.
  • it makes it possible to stably achieve total or partial combustion of even poor fuel gases.
  • the fuel and the oxidant introduced into the chamber are vigorously and rapidly mixed with large volumes of very hot fumes (because heated by combustion) which are rapidly re-circulated in the chamber by a substantially rotary movement of the fuel. set of gases in this space.
  • the important mixture obtained thanks to the rotation of the gases in the combustion chamber allows the fuel and the oxidizer to be rapidly brought to a temperature sufficient for the combustion to take place and this without, however, locally reaching the very high temperatures that would have to be obtained for a stable flame combustion in this mixture.
  • the temperatures reached must only be those which are necessary for the homogeneous combustion by contact of the diluted oxidant with the diluted fuel also by the fumes.
  • This patent presents a method and devices for implementing it that achieve in several ways the rather homogeneous combustion referred to.
  • This method and the devices for implementing it are advantageously applied for example to the total or partial combustion of a lean gas gasification gas, in which case it is obviously not limited.
  • the method involves introducing the fuel and the oxidant into the mass of high temperature gas rotating in a combustion chamber in which a circular bulk flow takes place around an axis that will be called the axis of the chamber. dimension of the chamber in the direction of the axis of the chamber being called length of the chamber, the faces of the chamber limiting it in length being called ends of the chamber and the other faces of the chamber being called the walls of the chamber .
  • the temperatures, the mixing conditions between fuel, oxidizer and fumes rotating in the chamber, as well as the movements of the gases in the chamber are such that the oxidant and the fuel are mixed in less than one turn around. from the axis of the chamber. It is advantageous for the fuel and the oxidant to react with each other in less than one turn.
  • the injection of fuel and oxidant into the chamber is made either at the periphery of the chamber, through openings through the walls or at the ends of the chamber, or through pipes supplying fuel or oxidant to the interior of the chamber. chamber, these pipes being provided with orifices in their end part.
  • the movement of the gases in the chamber can be maintained by the supply of momentum to the gas rotating in the chamber that is the injection of fuel or oxidant into the chamber. This contribution is even greater than the speed of the injected gas is large.
  • the injection of a reagent into the chamber brings all the more momentum to the rotational movement in the chamber that this injection takes place in the direction of the movement of the gases at the injection point in question, ie approximately perpendicular to the axis of rotation and the radius of curvature of the rotational movement at this point.
  • the movement of the gases in the chamber can also be maintained by a mechanical means of rotation such as a fan resistant to the temperatures that prevail in the chamber, or by a combination of supply of momentum by the injection of reagents and by mechanical means of rotating such as a fan.
  • the amount of movement transmitted to the rotating gases should be sufficient to maintain the rotation of the gases in the chamber despite the losses created in the flow by the presence of walls and possible pipes introducing fuel and combustion in the room.
  • the amount of movement added by the injected gas (s) must be sufficiently high, which imposes sufficient speeds. of at least one of the injected gases.
  • the lines that bring a reagent into the chamber may be composed of one or more parts. In all cases, at least a portion of these pipes comprises the reagent injection ports in the gases flowing in the chamber. This part of the pipe or, where appropriate the entire pipe, is called the introduction pipe.
  • the introduction lines may be fed by another pipe called supply line, either directly or via pipes called intermediate pipes.
  • the conduits supplying the reagents to the orifices through which they are injected into the chamber are aerodynamic vis-à-vis the flow of gases in the chamber.
  • the fuel and the oxidant can be supplied to the orifices through which they are injected into the chamber by separate pipes or by pipes having a common face.
  • the introduction pipes may be in the form of a fin filling all or part of a quarter circle of the section of the combustion chamber, a fin whose leading edge is rounded and which introduces the fuel or oxidant by its trailing edge (about 90 th from the leading edge).
  • the flap does not necessarily go to the axis of the room.
  • the introduction lines, or the intermediate or supply lines, can also be flattened and aerodynamically shaped vis-à-vis the flow that surrounds and parallel to the axis of revolution of the chamber.
  • the pipes may comprise straight or curved sections.
  • the part of the pipes that joins the outside of the chamber can be powered by a box outside the chamber. It should be noted that, despite the dominance of the tangential component of the velocity in the chamber, the fact that the gases finally exit the chamber can induce an axial component of velocity. It is the composition of the rotational component and the axial component that defines the velocity at the various points of the chamber.
  • the speeds are therefore not precisely in a plane perpendicular to the axis of the chamber but more precisely, in the case of a gas outlet at one end of the combustion chamber, on a helix with increasing pitch towards the outlet of which the axis is the axis of the chamber. This can cause fins or flattened conduits carrying oxidant and fuel to be not exactly disk sectors but rather sectors of propellers.
  • this process may concern the reaction between a fuel and a non-gaseous oxidant.
  • Devices for applying this method may be various.
  • three devices are used which implement the method of the invention:
  • a high temperature elevation device up to 1000-1200 ° C. of intermediate gases of a biomass air gasifier
  • a device located in a closed chamber advantageously cylindrical in shape of revolution (but which could also be cylindrical of square section, polyhedral or other).
  • the flow inside the chamber is generally helical around the axis of the chamber.
  • a device corresponding to an open reactor in which the shape of the chamber is that of an upside down trough of semi-cylindrical bottom extended by parallel flat faces, which corresponds to a reactor whose chamber is opened by a longitudinal strip; which can be very wide on another zone of the apparatus which contains it and that it can supply very hot gas, gas which leaves the chamber by the slit in the form of very wide band.
  • the main flow in the reaction space, remains generally of revolution about the axis of the half-cylinder of the partially enveloping surface
  • a third device that can be called a "lean gas burner”. It is indeed a device that can be introduced into the central chamber of a boiler designed to put a conventional oil burner or gas. In the place of the conventional burner, the device is introduced which brings combustion air into the combustion chamber by a supply line, of gradually decreasing section, advantageously of square section and can gradually decrease the introduction lines, flattened, connected to the supply line, return the oxidizer by rotating it around the room.
  • a supply line of gradually decreasing section, advantageously of square section and can gradually decrease the introduction lines, flattened, connected to the supply line, return the oxidizer by rotating it around the room.
  • a supply line of gradually decreasing section, advantageously of square section and can gradually decrease the introduction lines, flattened, connected to the supply line, return the oxidizer by rotating it around the room.
  • a supply line of gradually decreasing section, advantageously of square section and can gradually decrease the introduction lines, flattened, connected to the supply line, return the oxidizer by rotating it around the room.
  • straight introduction pipes
  • the injection of oxidant is made in the chamber and vigorously rotates the gases in this chamber.
  • the chamber can advantageously be the chamber of a boiler in which the flame of oil or gas would develop if it were equipped with a burner. oil or gas.
  • the device that can be called “lean gas burner” ensures a stable and fairly homogeneous combustion of the fuel gas, which can be a lean gas gasifier, in a boiler built to receive a conventional burner.
  • the combustion space is advantageously at least partially defined by a cylindrical material chamber wall of revolution.
  • FIG. 1 represents a cylindrical combustion chamber of revolution corresponding to the first case above, seen in section along a plane perpendicular to the axis of the chamber, in which the injection of the oxidant and the fuel are made through the wall; outside the chamber by two slots having a wall in common. It shows the outer wall (1), the insulation layer (2) and the inner wall (3) thin sheet. It also shows the flattened lines (4) which bring the gases and the air in parallel plane layers and having a common face. It shows the leading edge (5) of the aerodynamic profile of these flattened pipes and the trailing edge (6) through which the fuel in the center and the oxidant in thin layer out on both sides.
  • baffles (7) which guide the air space so that it is well perpendicular to the radius and thus in the direction of the general flow when it leaves. It shows, grouped together in one space the fuel supply boxes (8) and air (9) feeding the various flattened pipes. It shows the pipe (10) which brings air to the supply box (9) which concerns it. Finally, there is a flange (11) which makes it easier to assemble and connect the boxes. It shows the plates (12) for fixing the ignition burners and the gas starting line (13).
  • FIG. 2 represents the same chamber as FIG. 1, seen in section along a particular axial plane.
  • the fact that the pitch of the speed propeller is increasing leads to the gradual increase of the angle with respect to the axis of the fuel and air injection pipes when approaching the exit of the gases. .
  • FIG. 3 is a perspective view of a combustion chamber integrated into a device corresponding to the second case above and to a configuration in which the fuel enters through flattened ducts located in planes perpendicular to the axis of the chamber. (One of the formulas mentioned in the description) while the air enters by an aerodynamic conduit parallel to the axis of the chamber and fed at one end.
  • the flattened pipes (4) are located in planes perpendicular to Taxe and bring the fuel gas from the box (8).
  • the oxidant is not distributed around the pipes bringing the fuel as in the previous case but it is distributed along the trailing edge of the sheet metal (15) by a slot. It is brought into this sheet metal (15) whose aerodynamic shape will be noted, by an air duct (16) immersed in the insulation of the bottom of the chamber. Note the inlet (17) of the flame of the ignition burner in the chamber.
  • FIG. 4 represents a section of the chamber seen in perspective in FIG.
  • Figures 5, 6 and 7 relate to the third case described above.
  • FIG 5 shows a lean gas burner (20) in the inner chamber (21) of a commercial boiler.
  • the conduit (22) brings the fuel rotating around the central air supply line (18).
  • Figure 6 shows an enlargement of the aerodynamic flattened and curved lines (19).
  • FIG. 7 represents a section of one of the flattened ducts (19) which inject the air into the chamber represented in FIG. 5. It will be noted the thin slot (23) through which the air is injected and the aerodynamic shape of the air. the cup.
  • Figures 8, 9 and 10 show another version of lean gas burner (20) can be introduced into the inner chamber of a commercial boiler. It shows the air supply line (18) which will be in the axis of the inner chamber of the boiler, the aerodynamic intermediate ducts (24) and the flattened introduction ducts (19) which inject air into the boiler. bedroom.
  • Figure 9 shows an overview of the device.
  • Figure 8 shows a more detailed perspective view of a part of the same device.
  • Figure 10 shows a sectional detail of a small part of the device on which can be seen on a distribution line one of the thin slots (23) through which the air is injected.
  • the arrows in thick lines represent the flow of air from the supply line to the intermediate pipes.
  • the first described version of the invention can advantageously be used in gasification plants of various materials and in particular more or less wet biomass in which it will advantageously achieve a high temperature elevation chamber of the intermediate gases of the oxidation gasifier. partial of these gases by air.
  • the second version of the invention described above can advantageously be used in compact and monobloc biomass gasification plants where it will advantageously make it possible to produce a high temperature elevation chamber for the intermediate gases of the gasifier by partial oxidation of these gases by air.
  • the third version has a large number of industrial applications insofar as it advantageously makes it possible to post-burn lean gas both by using cold air and heated air, and in particular to make this post-combustion by Instead of a burner that would supply a boiler, making existing boilers likely to be supplied with lean gas, including gas gasification air biomass or coal.

Abstract

The invention relates to an exothermic reaction method in which the reagents are mixed with the reaction products, the whole being rotated and reaching a temperature such that the reagents, diluted in the reaction products, react with one another. Said method is particularly suitable for performing a stable, partial or total combustion of lean gas at a temperature that is low enough to only produce small amounts of NOx. The invention also relates to devices which allow the method to be implemented.

Description

Procédé de réaction homogénéisée, telle qu'une combustion de gaz pauvre, et dispositifs le mettant en œuvre  Homogenized reaction process, such as a poor gas combustion, and devices implementing it
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
L'invention fait partie des procédés et techniques permettant de faire réagir entre eux des réactifs difficiles à faire réagir entre eux spontanément, comme par exemple des gaz de haut-fourneaux et de l'air ou des gaz pauvres de gazéification et de l'air. The invention is part of the processes and techniques for reacting reactants between them difficult to react spontaneously with each other, such as for example blast furnace gas and air or poor gases gasification and air .
L'application de l'invention à une combustion, qui sera alors réalisé de façon fortement homogène, n'est pas la seule application industrielle intéressante du procédé objet du présent brevet Ce procédé peut aussi être utilisé plus généralement pour des réactions gaz-gaz, des réactions de matières en suspension dans un ou plusieurs gaz et même pour des réactions entre liquides dans lesquelles on désire homogénéiser les milieux et / ou les températures. The application of the invention to combustion, which will then be performed in a highly homogeneous manner, is not the only interesting industrial application of the process that is the subject of this patent. This process can also be used more generally for gas-gas reactions. reactions of suspended matter in one or more gases and even for reactions between liquids in which it is desired to homogenize the media and / or temperatures.
TECHNIQUE ANTERIEURE Pour obtenir une combustion stable d'un combustible aussi bien riche que pauvre, on utilise souvent des brûleurs dits à pré-mélange ou des brûleurs réalisant des mélanges entre jets plus ou moins tournants en général rendus turbulents : dans les brûleurs à pré-mélange, le combustible est mélangé de façon la plus homogène possible au comburant (par exemple de l'air) et le mélange est allumé dans une chambre de combustion. Il se développe alors une flamme par le processus habituel de propagation de front de flamme. Mais si le gaz à brûler est un gaz pauvre ou très pauvre, vu la faible teneur en composants combustibles de ce gaz, la vitesse de propagation de la flamme risque d'être faible ou très faible, ce qui risque de conduire à des flammes instables. PRIOR ART To obtain a stable combustion of a fuel that is both rich and poor, it is often possible to use so-called pre-mix burners or burners that make mixtures between more or less rotating jets that are generally rendered turbulent: in the burners with When the mixture is mixed, the fuel is mixed as homogeneously as possible with the oxidant (for example air) and the mixture is ignited in a combustion chamber. It then develops a flame by the usual process of flame front propagation. But if the gas to be burned is a poor or very poor gas, given the low content of components If this gas is fired, the flame propagation velocity may be low or very low, which may lead to unstable flames.
Les problèmes posés par la stabilité de flamme de la combustion augmentent lorsque l'on a à faire à des gaz pauvres ou particulièrement pauvres, ce qui amène, pour brûler ces gaz pauvres, à des solutions particulières souvent peu satisfaisantes. Pour la combustion, par exemple de gaz de hauts-fourneaux, il n'est pas facile de stabiliser une flamme libre. On n'obtient une bonne stabilité de la combustion que par un réchauffage initial de l'air de combustion, réchauffage qui, d'ailleurs, augmente la température des fumées. Mais réchauffer l'air de combustion a pour inconvénient, indépendamment d'un surcoût dû au prix de l'échangeur utilisé pour cela, d'augmenter au moins d'autant les hautes températures atteintes dans la flamme et de ce fait d'augmenter les NOx produits. The problems posed by the flame stability of combustion increase when one has to deal with poor or particularly poor gases, which leads, to burn these poor gases, to particular solutions often unsatisfactory. For the combustion of, for example, blast furnace gas, it is not easy to stabilize a free flame. Good stability of the combustion is obtained only by an initial heating of the combustion air, heating which, moreover, increases the temperature of the fumes. But to heat the combustion air has the disadvantage, regardless of an additional cost due to the price of the exchanger used for this, to increase at least all the high temperatures reached in the flame and thereby increase the NO x products.
L'innovation objet du présent brevet répond à divers besoins et en particulier au suivant : réaliser une combustion partielle ou totale stable de gaz (qui peut être pauvre du- fait de sa composition et en particulier du fait d'une teneur en azote et vapeur d'eau très importantes) sans produire trop de NOx. Ceci est important par exemple lorsque l'on veut brûler des gaz pauvres. The innovation that is the subject of this patent meets various needs and in particular the following: achieve a stable partial or total combustion of gas (which can be poor because of its composition and in particular because of a nitrogen and vapor content very large quantities of water) without producing too much NO x . This is important for example when you want to burn poor gases.
En général, la combustion en flamme s'appuie sur l'existence de zones particulièrement chaudes (flammes) dans lesquelles la production de NOx est activée du fait de la température très élevée qui règne dans ces zones. La technique utilisée actuellement pour faire des brûleurs à « bas NOx » (par exemple brûleurs à méthane ou à différents hydrocarbures) consiste à recycler dans la zone de combustion une certaine quantité des fumées. Mais le fait de mélanger des fumées au combustible et au comburant appauvrit le mélange combustible-comburant et conduit aux mêmes difficultés de stabilisation de flamme que celles auxquelles on est confronté pour la combustion de gaz pauvres. Le recyclage des fumées est pourtant une façon avantageuse d'obtenir une combustion de gaz homogène In general, flaming combustion is based on the existence of particularly hot areas (flames) in which the production of NO x is activated because of the very high temperature prevailing in these zones. The technique currently used to make burners "low NO x " (for example methane burners or different hydrocarbons) is to recycle in the combustion zone a certain amount of fumes. But the fact of mixing fumes with fuel and with the oxidant depletes the fuel-oxidant mixture and leads to the same difficulties of flame stabilization as those which one faces for the combustion of poor gases. However, the recycling of fumes is an advantageous way to obtain a homogeneous gas combustion
Le principe d'un recyclage des fumées dans le mélange de combustible et de comburant a inspiré les travaux qui ont abouti à l'invention développée ici. EXPOSE DE L'INVENTION The principle of a recycling of fumes in the mixture of fuel and oxidant inspired the work that led to the invention developed here. SUMMARY OF THE INVENTION
Commençons par décrire le procédé objet du présent brevet dans le cas où les réactifs auxquels il s'applique sont un comburant et un combustible gazeux. Dans ce cas, les produits de la réaction peuvent être qualifiés de fumées. Let us begin by describing the process which is the subject of this patent in the case where the reagents to which it applies are an oxidant and a gaseous fuel. In this case, the products of the reaction may be called smoke.
Dans ce cas, l'invention décrite ici réalise une combustion se rapprochant d'une combustion homogène qui a donc l'avantage d'être sans point particulièrement chaud. De plus, elle permet de réaliser de façon stable la combustion totale ou partielle de gaz combustibles même pauvres. In this case, the invention described here produces a combustion approaching a homogeneous combustion which has the advantage of being without a particularly hot point. In addition, it makes it possible to stably achieve total or partial combustion of even poor fuel gases.
Appelons chambre le lieu dans lequel se déroule la combustion. Call room the place in which the combustion takes place.
Selon cette invention, le combustible et le comburant introduits dans la chambre sont vigoureusement et rapidement mélangés à des volumes importants de fumées très chaudes (car réchauffées par la combustion) qui sont très rapidement re-circulées dans la chambre par un mouvement essentiellement rotatif de l'ensemble des gaz dans cet espace. Le mélange important obtenu grâce à la rotation des gaz dans la chambre de combustion, permet que le combustible et le comburant soient rapidement portés à une température suffisante pour que la combustion ait lieu et cela sans pour autant atteindre localement les températures très élevées qu'il faudrait obtenir pour une combustion en flamme stable dans ce mélange. Les températures atteintes doivent seulement être celles qui sont nécessaires à la combustion homogène par contact du comburant dilué avec le combustible dilué aussi par les fumées. According to this invention, the fuel and the oxidant introduced into the chamber are vigorously and rapidly mixed with large volumes of very hot fumes (because heated by combustion) which are rapidly re-circulated in the chamber by a substantially rotary movement of the fuel. set of gases in this space. The important mixture obtained thanks to the rotation of the gases in the combustion chamber, allows the fuel and the oxidizer to be rapidly brought to a temperature sufficient for the combustion to take place and this without, however, locally reaching the very high temperatures that would have to be obtained for a stable flame combustion in this mixture. The temperatures reached must only be those which are necessary for the homogeneous combustion by contact of the diluted oxidant with the diluted fuel also by the fumes.
Le présent brevet présente un procédé et des dispositifs permettant de le mettre en œuvre qui réalisent de plusieurs façons la combustion assez homogène visée. Ce procédé et les dispositifs permettant de le mettre en œuvre s'appliquent avantageusement par exemple à la combustion totale ou partielle d'un gaz pauvre de gazéification à l'air, cas auquel il ne se limite évidemment pas. Le procédé nécessite d'introduire le combustible et le comburant dans la masse de gaz à haute température tournant dans une chambre de combustion dans laquelle a lieu un écoulement en gros circulaire autour d'un axe que l'on appellera axe de la chambre, la dimension de la chambre dans la direction de l'axe de la chambre étant appelé longueur de la chambre, les faces de la chambre la limitant en longueur étant appelées extrémités de la chambre et les autres faces de la chambre étant appelées les parois de la chambre. This patent presents a method and devices for implementing it that achieve in several ways the rather homogeneous combustion referred to. This method and the devices for implementing it are advantageously applied for example to the total or partial combustion of a lean gas gasification gas, in which case it is obviously not limited. The method involves introducing the fuel and the oxidant into the mass of high temperature gas rotating in a combustion chamber in which a circular bulk flow takes place around an axis that will be called the axis of the chamber. dimension of the chamber in the direction of the axis of the chamber being called length of the chamber, the faces of the chamber limiting it in length being called ends of the chamber and the other faces of the chamber being called the walls of the chamber .
Dans le procédé décrit ici, les températures, les conditions de mélange entre combustible, comburant et fumées tournant dans la chambre, ainsi que les mouvements des gaz dans la chambre sont tels que le comburant et le combustible sont mélangés en moins d'un tour autour de l'axe de la chambre. Il est avantageux que le combustible et le comburant réagissent entre eux en moins d'un tour. In the process described here, the temperatures, the mixing conditions between fuel, oxidizer and fumes rotating in the chamber, as well as the movements of the gases in the chamber are such that the oxidant and the fuel are mixed in less than one turn around. from the axis of the chamber. It is advantageous for the fuel and the oxidant to react with each other in less than one turn.
L'injection de combustible et de comburant dans la chambre est faite soit en périphérie de la chambre, par des ouvertures à travers les parois ou les extrémités de la chambre, soit par des conduites amenant combustible ou comburant jusqu'à l'intérieur de la chambre, ces conduites étant munies d'orifices en leur partie terminale. Le mouvement des gaz dans la chambre peut être entretenu par l'apport de quantité de mouvement au gaz tournant dans la chambre que fait l'injection de combustible ou de comburant dans la chambre. Cet apport est d'autant plus grand que la vitesse du gaz injecté est grande. L'injection d'un réactif dans la chambre apporte d'autant plus de quantité de mouvement au mouvement de rotation dans ia chambre que cette injection a lieu dans la direction du mouvement des gaz au point d'injection considéré, soit approximativement perpendiculairement à Taxe de rotation et au rayon de courbure du mouvement de rotation en ce point. Le mouvement des gaz dans la chambre peut aussi être entretenu par un moyen mécanique de mise en rotation comme par exemple un ventilateur résistant aux températures qui régnent dans la chambre, ou par une combinaison d'apport de quantité de mouvement par l'injection des réactifs et par un moyen mécanique de mise en rotation comme un ventilateur. The injection of fuel and oxidant into the chamber is made either at the periphery of the chamber, through openings through the walls or at the ends of the chamber, or through pipes supplying fuel or oxidant to the interior of the chamber. chamber, these pipes being provided with orifices in their end part. The movement of the gases in the chamber can be maintained by the supply of momentum to the gas rotating in the chamber that is the injection of fuel or oxidant into the chamber. This contribution is even greater than the speed of the injected gas is large. The injection of a reagent into the chamber brings all the more momentum to the rotational movement in the chamber that this injection takes place in the direction of the movement of the gases at the injection point in question, ie approximately perpendicular to the axis of rotation and the radius of curvature of the rotational movement at this point. The movement of the gases in the chamber can also be maintained by a mechanical means of rotation such as a fan resistant to the temperatures that prevail in the chamber, or by a combination of supply of momentum by the injection of reagents and by mechanical means of rotating such as a fan.
En tous les cas, il convient que la quantité de mouvement transmise aux gaz tournants soit suffisante pour maintenir la rotation des gaz dans la chambre malgré les pertes de charges créées dans l'écoulement par la présence de parois et des éventuelles conduites introduisant combustible et comburant dans la chambre. In any case, the amount of movement transmitted to the rotating gases should be sufficient to maintain the rotation of the gases in the chamber despite the losses created in the flow by the presence of walls and possible pipes introducing fuel and combustion in the room.
Cela sera d'autant plus facile que les éventuelles conduites amenant combustible et/ou comburant à l'intérieur de la chambre seront conçues de façon à perturber le moins possible l'écoulement des gaz dans la chambre, c'est-à-dire seront aérodynamiques vis-à-vîs de l'écoulement des gaz dans ia chambre. Cela conduira donc habituellement à ce que les conduites qui ne sont pas approximativement dans l'axe de la chambre soient de forme aplatie dans la direction de l'écoulement.  This will be all the easier as the possible fuel and / or combustive conduits inside the chamber will be designed so as to disturb as little as possible the flow of gases in the chamber, that is to say will be aerodynamic vis-à-vis the flow of gases in the chamber. This will therefore usually lead to the pipes that are not approximately in the axis of the chamber being of flattened shape in the direction of flow.
Pour que l'injection de combustible et/ou de comburant participe de façon significative au maintient du mouvement de rotation des gaz dans ia chambre, la quantité de mouvement rajoutée par le ou les gaz injectés doit être suffisamment importante, ce qui impose des vitesses assez importantes d'au moins un des gaz injectés. In order for the injection of fuel and / or oxidant to participate significantly in maintaining the rotational movement of the gases in the chamber, the amount of movement added by the injected gas (s) must be sufficiently high, which imposes sufficient speeds. of at least one of the injected gases.
A débit de réactif constant, injecter ce gaz par de petits orifices plutôt que par de larges orifices permet d'en augmenter la vitesse d'injection. Une telle disposition a par ailleurs comme avantage de faciliter le mélange du réactif considéré aux gaz circulant dans la chambre.  At a constant reagent flow, injecting this gas through small orifices rather than through large orifices makes it possible to increase the injection speed. Such an arrangement also has the advantage of facilitating the mixing of the reagent in question with the gases circulating in the chamber.
Selon les cas, les conduites qui amènent un réactif dans la chambre peuvent être composées d'une ou plusieurs parties. Dans tous les cas, au moins une partie de ces conduites comporte les orifices d'injection de réactif dans les gaz circulant dans la chambre. Cette partie de la conduite ou, le cas échéant la conduite entière, est appelée conduite d'introduction. Les conduites d'introduction peuvent être alimentées par une autre conduite appelée conduite d'alimentation, soit directement, soit par l'intermédiaire de conduites dites conduites intermédiaires. Comme on l'a dit ci-dessus, on a intérêt à ce que les conduites amenant les réactifs jusqu'aux orifices par lesquels ils sont injectés dans la chambre soient aérodynamiques vis-à-vis de l'écoulement des gaz dans la chambre. Depending on the case, the lines that bring a reagent into the chamber may be composed of one or more parts. In all cases, at least a portion of these pipes comprises the reagent injection ports in the gases flowing in the chamber. This part of the pipe or, where appropriate the entire pipe, is called the introduction pipe. The introduction lines may be fed by another pipe called supply line, either directly or via pipes called intermediate pipes. As mentioned above, it is advantageous that the conduits supplying the reagents to the orifices through which they are injected into the chamber are aerodynamic vis-à-vis the flow of gases in the chamber.
On a également expliqué qu'il est avantageux que les injections de réactifs aient lieu dans une direction à la fois perpendiculaire à Taxe de la chambre et au rayon de courbure de l'écoulement au point d'injection. It has also been explained that it is advantageous for the injections of reagents to take place in a direction both perpendicular to the chamber axis and the radius of curvature of the injection point flow.
Faire en sorte que les injections de réactifs dans la chambre aient lieu dans la direction de l'écoulement des gaz dans la chambre par le bord de fuite des conduites d'introduction est donc avantageux. Le combustible et le comburant peuvent être amenés aux orifices par lesquels ils sont injectés dans la chambre par des conduites séparées ou par des conduites ayant une face commune.  Ensuring that the injections of reagents into the chamber take place in the direction of the flow of gases in the chamber through the trailing edge of the introduction lines is therefore advantageous. The fuel and the oxidant can be supplied to the orifices through which they are injected into the chamber by separate pipes or by pipes having a common face.
Les conduites d'introduction peuvent avoir la forme d'un aileron remplissant tout ou partie d'un quart de cercle de la section de la chambre de combustion, aileron dont le bord d'attaque est arrondi et qui introduit le combustible ou le comburant par son bord de fuite (à environ 90e du bord d'attaque). L'aileron ne va pas forcément jusqu'à l'axe de la chambre. The introduction pipes may be in the form of a fin filling all or part of a quarter circle of the section of the combustion chamber, a fin whose leading edge is rounded and which introduces the fuel or oxidant by its trailing edge (about 90 th from the leading edge). The flap does not necessarily go to the axis of the room.
Les conduites d'introduction, ou les conduites intermédiaires ou d'alimentation, peuvent aussi être aplaties et de forme aérodynamique vis-à-vis de l'écoulement qui les entoure et parallèles à l'axe de révolution de la chambre. Les conduites peuvent comporter des tronçons droits ou cintrés. The introduction lines, or the intermediate or supply lines, can also be flattened and aerodynamically shaped vis-à-vis the flow that surrounds and parallel to the axis of revolution of the chamber. The pipes may comprise straight or curved sections.
Il est avantageux de disposer une conduite d'alimentation approximativement dans l'axe de la chambre dans le but de minimiser les perturbations qu'elle induit dans l'écoulement. It is advantageous to provide a supply line approximately in the axis of the chamber in order to minimize the disturbances it induces in the flow.
La partie des conduites qui rejoint l'extérieur de la chambre peut être alimentée par un caisson extérieur à la chambre. On notera que le fait que, malgré la dominance de la composante tangentielle de la vitesse dans la chambre, le fait que les gaz sortent finalement de ia chambre peut induire une composante axiale de vitesse. C'est la composition de la composante de rotation et la composante axiale qui définit la vitesse en les divers points de la chambre. Les vitesses ne sont donc pas précisément dans un plan perpendiculaire à l'axe de la chambre mais plus exactement, dans le cas d'une sortie des gaz par une extrémité de la chambre de combustion, sur une hélice à pas croissant vers la sortie dont l'axe est l'axe de la chambre. Cela peut amener à ce que- les ailerons ou les conduites aplaties amenant comburant et combustible ne soient pas exactement des secteurs de disques mais plutôt des secteurs d'hélices. The part of the pipes that joins the outside of the chamber can be powered by a box outside the chamber. It should be noted that, despite the dominance of the tangential component of the velocity in the chamber, the fact that the gases finally exit the chamber can induce an axial component of velocity. It is the composition of the rotational component and the axial component that defines the velocity at the various points of the chamber. The speeds are therefore not precisely in a plane perpendicular to the axis of the chamber but more precisely, in the case of a gas outlet at one end of the combustion chamber, on a helix with increasing pitch towards the outlet of which the axis is the axis of the chamber. This can cause fins or flattened conduits carrying oxidant and fuel to be not exactly disk sectors but rather sectors of propellers.
La description du procédé dans le cas le plus général où les réactifs ne sont pas un comburant et un combustible gazeux est la même que celle décrite dans ce cas en remplaçant le combustible et le comburant par les réactifs de la réaction, les fumées par les produits de la réaction, les gaz présents dans la chambre par les réactifs et les produits de réaction présents dans la chambre et la combustion ou l'oxydation par la réaction. On voit que ce procédé ne peut être appliqué qu'à une réaction exothermique entre plusieurs réactifs dont Jes températures initiales, le dosage et les natures sont telles que, si la réaction a lieu, les produits de la réaction soient portés par la réaction à une température suffisante pour que, à cette température, la réaction ait lieu. The description of the process in the most general case where the reactants are not an oxidant and a gaseous fuel is the same as that described in this case by replacing the fuel and the oxidant with the reactants of the reaction, the fumes by the products. of the reaction, the gases present in the chamber by the reagents and the reaction products present in the chamber and the combustion or oxidation by the reaction. It can be seen that this process can be applied only to an exothermic reaction between several reactants whose initial temperatures, dosage and nature are such that, if the reaction takes place, the products of the reaction are carried by the reaction to a reaction. sufficient temperature so that at this temperature the reaction takes place.
Notons en particulier que ce procédé peut concerner la réaction entre un combustible et un comburant non gazeux. It should be noted in particular that this process may concern the reaction between a fuel and a non-gaseous oxidant.
Il est possible d'introduire dans la chambre plus de deux réactifs. It is possible to introduce more than two reagents into the chamber.
En particulier, il est possible d'introduire dans la chambre, en plus d'au moins deux substances qui réagissent entre elles de façon exothermique, une substance qui va y être mélangée aux substances qui réagissent entre elles de façon exothermique et aux produits de leur réaction, et qui va y subir diverses transformations liées aux conditions qui régnent dans la chambre. In particular, it is possible to introduce into the chamber, in addition to at least two substances which react with each other exothermically, a substance which will be mixed with the substances which react with each other exothermically and with the products of their reaction, and will undergo various transformations related to the conditions that prevail in the room.
Par exemple, on peut introduire dans la chambre, en plus d'un comburant et d'un combustible, une substance qui va y subir une gazéification. For example, it is possible to introduce into the chamber, in addition to an oxidizer and a fuel, a substance which will undergo gasification therein.
MANIERES DE REALISER L'INVENTION MANNER OF REALIZING THE INVENTION
Les dispositifs permettant d'appliquer ce procédé peuvent être divers. On citera en particulier trois dispositifs qui mettent en œuvre le procédé de l'invention : Devices for applying this method may be various. In particular, three devices are used which implement the method of the invention:
- un dispositif d'élévation à haute température (jusqu'à 1000 - 1200°C) de gaz intermédiaires d'un gazéifieur à l'air de biomasse, dispositif situé dans une chambre fermée, de forme avantageusement cylindrique de révolution (mais qui pourrait aussi être cylindrique de section carrée, polyédrique ou autre). L'écoulement à l'intérieur de la chambre est globalement hélicoïdal autour de l'axe de la chambre. a high temperature elevation device (up to 1000-1200 ° C.) of intermediate gases of a biomass air gasifier, a device located in a closed chamber, advantageously cylindrical in shape of revolution (but which could also be cylindrical of square section, polyhedral or other). The flow inside the chamber is generally helical around the axis of the chamber.
- un dispositif, correspondant à un réacteur ouvert dans lequel la forme de la chambre est celle d'une rigole renversée de fond demi-cylindrique prolongée par des faces planes parallèles, ce qui correspond à un réacteur dont la chambre est ouverte par une bande longitudinale qui peut être très large sur une autre zone de l'appareil qui le contient et qu'il peut alimenter en gaz très chaud, gaz qui sort de la chambre par la fente en forme de bande très large. On notera que, dans ce dispositif, l'écoulement principal, dans l'espace de réaction, reste globalement de révolution autour de l'axe du demi-cylindre de la surface l'enveloppant partiellement a device, corresponding to an open reactor in which the shape of the chamber is that of an upside down trough of semi-cylindrical bottom extended by parallel flat faces, which corresponds to a reactor whose chamber is opened by a longitudinal strip; which can be very wide on another zone of the apparatus which contains it and that it can supply very hot gas, gas which leaves the chamber by the slit in the form of very wide band. It will be noted that, in this device, the main flow, in the reaction space, remains generally of revolution about the axis of the half-cylinder of the partially enveloping surface
- un troisième dispositif qui peut être appelé « brûleur à gaz pauvre ». Il s'agit en effet d'un dispositif qui peut être introduit dans la chambre centrale d'une chaudière conçue- pour y mettre un brûleur classique à fioul ou à gaz. A la place du brûleur classique, on introduit le dispositif qui fait rentrer l'air comburant dans la chambre de combustion par une conduite d'alimentation, de section pouvant diminuer progressivement, avantageusement de section carrée et pouvant diminuer progressivement Les conduites d'introduction, aplaties, branchées sur la conduite d'alimentation, font rentrer le comburant en le faisant tourner autour de Taxe de la chambre. Pour faciliter la construction et diminuer la perte de charge dans le comburant, on peut choisir d'utiliser des conduites d'introduction droites et inclinées d'un angle aigu par rapport à la conduite d'alimentation sur laquelle on les connecte directement, la section de la conduite d'alimentation étant carrée et constante. L'introduction du combustible est faite autour de la conduite d'alimentation en comburant en le faisant tourner autour de la conduite d'alimentation en comburant. a third device that can be called a "lean gas burner". It is indeed a device that can be introduced into the central chamber of a boiler designed to put a conventional oil burner or gas. In the place of the conventional burner, the device is introduced which brings combustion air into the combustion chamber by a supply line, of gradually decreasing section, advantageously of square section and can gradually decrease the introduction lines, flattened, connected to the supply line, return the oxidizer by rotating it around the room. To facilitate the construction and reduce the pressure drop in the oxidant, it is possible to choose to use straight introduction pipes inclined at an acute angle with respect to the supply pipe to which they are connected directly, the section of the supply line being square and constant. Fuel introduction is made around the oxidizer feed line by rotating it around the oxidizer feed line.
L'injection de comburant se fait dans la chambre et fait tourner vigoureusement les gaz dans cette chambre, La chambre peut avantageusement être la chambre d'une chaudière dans laquelle se développerait la flamme de fioul ou de gaz si elle était équipée d'un brûleur à fioul ou à gaz. The injection of oxidant is made in the chamber and vigorously rotates the gases in this chamber. The chamber can advantageously be the chamber of a boiler in which the flame of oil or gas would develop if it were equipped with a burner. oil or gas.
Le dispositif que l'on peut appeler « bûleur à gaz pauvre » assure une combustion stable et assez homogène du gaz combustible, qui peut être un gaz pauvre de gazéifieur, dans une chaudière construite pour recevoir un brûleur classique.  The device that can be called "lean gas burner" ensures a stable and fairly homogeneous combustion of the fuel gas, which can be a lean gas gasifier, in a boiler built to receive a conventional burner.
Dans ces trois cas, l'espace de combustion est avantageusement au moins partiellement délimité par une paroi de chambre matérielle cylindrique de révolution. In these three cases, the combustion space is advantageously at least partially defined by a cylindrical material chamber wall of revolution.
Les détails concernant ces dispositifs sont donnés ci-après, dans la partie de description des dessins.  The details concerning these devices are given below, in the description part of the drawings.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS SUMMARY DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La figure 1 représente une chambre de combustion cylindrique de révolution correspondant au premier cas ci-dessus, vue en coupe selon un plan perpendiculaire à l'axe de la chambre, dans laquelle l'injection du comburant et du combustible se font à travers la paroi extérieure de la chambre par deux fentes ayant une paroi en commun. On y voit la paroi extérieure (1), la couche d'isolant (2) et la paroi intérieure (3) en tôle mince. On y voit aussi les conduites aplaties (4) qui amènent les gaz et l'air en couches planes parallèles et ayant une face commune. On y voit le bord d'attaque (5) du profil aérodynamique de ces conduites aplaties et le bord de fuite (6) par lequel sortent le combustible au centre et le comburant en couche mince sur ses deux faces. On y voit des déflecteurs (7) qui guident la lame d'air de sorte qu'elle soit bien perpendiculaire au rayon et donc dans le sens de l'écoulement général lors de sa sortie. On y voit, regroupés dans un même espace les caissons d'alimentation en combustible (8) et en air (9) alimentant les diverses conduites aplaties. On y voit le tuyau (10) qui amène l'air au caisson d'alimentation (9) qui le concerne. On y voit enfin une bride (11) qui permet de faciliter le montage et le raccordement des caissons. On y voit les tôleries (12) de fixation des brûleurs d'allumage et la conduite de départ de gaz (13). FIG. 1 represents a cylindrical combustion chamber of revolution corresponding to the first case above, seen in section along a plane perpendicular to the axis of the chamber, in which the injection of the oxidant and the fuel are made through the wall; outside the chamber by two slots having a wall in common. It shows the outer wall (1), the insulation layer (2) and the inner wall (3) thin sheet. It also shows the flattened lines (4) which bring the gases and the air in parallel plane layers and having a common face. It shows the leading edge (5) of the aerodynamic profile of these flattened pipes and the trailing edge (6) through which the fuel in the center and the oxidant in thin layer out on both sides. We see baffles (7) which guide the air space so that it is well perpendicular to the radius and thus in the direction of the general flow when it leaves. It shows, grouped together in one space the fuel supply boxes (8) and air (9) feeding the various flattened pipes. It shows the pipe (10) which brings air to the supply box (9) which concerns it. Finally, there is a flange (11) which makes it easier to assemble and connect the boxes. It shows the plates (12) for fixing the ignition burners and the gas starting line (13).
La figure 2 représente la même chambre que la figure 1, vue en coupe selon un plan axial particulier. Le fait que le pas de l'hélice des vitesses soit croissant conduit à l'augmentation progressive de l'angle par rapport à l'axe des conduites d'injection de combustible et d'air lorsqu'on se rapproche de la sortie des gaz. FIG. 2 represents the same chamber as FIG. 1, seen in section along a particular axial plane. The fact that the pitch of the speed propeller is increasing leads to the gradual increase of the angle with respect to the axis of the fuel and air injection pipes when approaching the exit of the gases. .
La figure 3 est une vue en perspective d'une chambre de combustion intégrée à un dispositif correspondant au deuxième cas ci-dessus et à une configuration dans laquelle le combustible rentre par des conduits aplatis situés dans des plans perpendiculaires à l'axe de la chambre (une des formules évoquées dans la description) alors que l'air rentre par une conduite de forme aérodynamique parallèle à l'axe de la chambre et alimentée à une extrémité. On y remarquera la paroi extérieure (1), l'isolation thermique (2), la paroi intérieure (3) qui est ici de section polyédrique, plus fermée qu'un demi-cylindre, et complétée par des parois planes (14) de chaque côté. Ici, les conduites aplaties (4) sont situées dans des plans perpendiculaires à Taxe et amènent le gaz combustible à partir du caisson (8). Ici, le comburant n'est pas distribué autour des conduites amenant le combustible comme dans le cas précédent mais il est distribué le long du bord de fuite de la tôlerie (15) par une fente. Il est amené dans cette tôlerie (15) dont on notera la forme aérodynamique, par une conduite (16) d'air immergée dans l'isolation du fond de la chambre. On notera l'entrée (17) de la flamme du brûleur d'allumage dans la chambre. FIG. 3 is a perspective view of a combustion chamber integrated into a device corresponding to the second case above and to a configuration in which the fuel enters through flattened ducts located in planes perpendicular to the axis of the chamber. (One of the formulas mentioned in the description) while the air enters by an aerodynamic conduit parallel to the axis of the chamber and fed at one end. It will be noted the outer wall (1), the thermal insulation (2), the inner wall (3) which is here of polyhedral section, more closed than a half-cylinder, and completed by flat walls (14) of each side. Here the flattened pipes (4) are located in planes perpendicular to Taxe and bring the fuel gas from the box (8). Here, the oxidant is not distributed around the pipes bringing the fuel as in the previous case but it is distributed along the trailing edge of the sheet metal (15) by a slot. It is brought into this sheet metal (15) whose aerodynamic shape will be noted, by an air duct (16) immersed in the insulation of the bottom of the chamber. Note the inlet (17) of the flame of the ignition burner in the chamber.
La figure 4 représente une coupe de la chambre vue en perspective sur la figure 3. FIG. 4 represents a section of the chamber seen in perspective in FIG.
Les figures 5, 6 et 7sont relatives au troisième cas décrit plus haut. Figures 5, 6 and 7 relate to the third case described above.
La figure 5 représente un brûleur à gaz pauvre (20) dans la chambre intérieure (21) d'une chaudière du commerce. On y remarquera la conduite (18) d'alimentation centrale en air, les conduites aplaties aérodynamiques (19) qui transportent et injectent l'air dans l'écoulement à partir de la conduite (18). La conduite (22) amène le combustible tournant autour de la conduite d'alimentation centrale en air (18). Figure 5 shows a lean gas burner (20) in the inner chamber (21) of a commercial boiler. The central air supply duct (18), the aerodynamic flat ducts (19), which transport and inject air into the flow from the duct (18), will be noted. The conduit (22) brings the fuel rotating around the central air supply line (18).
La figure 6 représente un agrandissement des conduites aplaties et cintrées aérodynamiques (19). Figure 6 shows an enlargement of the aerodynamic flattened and curved lines (19).
La figure 7 représente une coupe de l'une des conduites aplaties (19) qui injectent l'air dans la chambre représentée figure 5. On y remarquera la fente mince (23) par où l'air est injecté et la forme aérodynamique sommaire de la coupe. Les figures 8, 9 et 10 représentent une autre version de brûleur à gaz pauvre (20) pouvant être introduit dans la chambre intérieure d'une chaudière du commerce. On y remarque la conduite (18) d'alimentation en air qui sera dans l'axe de la chambre intérieure de la chaudière, les conduites intermédiaires (24) aérodynamiques et les conduites d'introduction (19) aplaties qui injectent l'air dans la chambre. FIG. 7 represents a section of one of the flattened ducts (19) which inject the air into the chamber represented in FIG. 5. It will be noted the thin slot (23) through which the air is injected and the aerodynamic shape of the air. the cup. Figures 8, 9 and 10 show another version of lean gas burner (20) can be introduced into the inner chamber of a commercial boiler. It shows the air supply line (18) which will be in the axis of the inner chamber of the boiler, the aerodynamic intermediate ducts (24) and the flattened introduction ducts (19) which inject air into the boiler. bedroom.
La figure 9 présente une vue d'ensemble du dispositif.  Figure 9 shows an overview of the device.
La figure 8 présente une vue perspective plus détaillée d'une partie du même dispositif.  Figure 8 shows a more detailed perspective view of a part of the same device.
La figure 10 présente un détail en coupe d'une petite partie du dispositif sur lequel on peut remarquer sur une conduite de distribution une des fentes minces (23) par où l'air est injecté. Les flèches en traits épais représentent le flux d'air de la conduite d'alimentation vers les conduites intermédiaires. APPLICATIONS INDUSTRIELLES Figure 10 shows a sectional detail of a small part of the device on which can be seen on a distribution line one of the thin slots (23) through which the air is injected. The arrows in thick lines represent the flow of air from the supply line to the intermediate pipes. INDUSTRIAL APPLICATIONS
La première version décrite de l'invention peut avantageusement servir dans des installations de gazéification de diverses matières et en particulier de biomasse plus ou moins humide dans laquelle elle permettra de réaliser avantageusement une chambre d'élévation à haute température des gaz intermédiaires du gazéifieur par oxydation partielle de ces gaz par de l'air. The first described version of the invention can advantageously be used in gasification plants of various materials and in particular more or less wet biomass in which it will advantageously achieve a high temperature elevation chamber of the intermediate gases of the oxidation gasifier. partial of these gases by air.
La deuxième version de l'invention décrite ci-dessus peut avantageusement servir dans des installations de gazéification de biomasse compactes et monobloc où elle permettra de réaliser avantageusement une chambre d'élévation à haute température des gaz intermédiaires du gazéifieur par oxydation partielle de ces gaz par de l'air. La troisième version a des applications industrielles très nombreuses dans la mesure où elle permet avantageusement de faire une post-combustion de gaz pauvre aussi bien en utilisant de l'air froid que de l'air réchauffé et en particulier de faire cette post-combustion en lieu et place d'un brûleur qui alimenterait une chaudière, ce qui rend les chaudières existantes susceptibles d'être alimentées en gaz pauvre, entre autres en gaz de gazéification à l'air de biomasse ou de charbon. L'application de l'invention, qui permet en particulier de réaliser une combustion fortement homogène développée tout au long du texte qui suivra n'est pas la seule application industrielle intéressante du procédé qui peut aussi être utilisé plus généralement pour des réactions gaz-gaz, des réactions de matières en suspension dans un ou plusieurs gaz et même pour des réactions entre liquides dans lesquelles on désire homogénéiser les milieux. The second version of the invention described above can advantageously be used in compact and monobloc biomass gasification plants where it will advantageously make it possible to produce a high temperature elevation chamber for the intermediate gases of the gasifier by partial oxidation of these gases by air. The third version has a large number of industrial applications insofar as it advantageously makes it possible to post-burn lean gas both by using cold air and heated air, and in particular to make this post-combustion by Instead of a burner that would supply a boiler, making existing boilers likely to be supplied with lean gas, including gas gasification air biomass or coal. The application of the invention, which allows in particular to achieve a highly homogeneous combustion developed throughout the following text is not the only interesting industrial application of the process that can also be used more generally for gas-gas reactions , reactions of suspended matter in one or more gases and even for reactions between liquids in which it is desired to homogenize the media.
Les applications industrielles du procédé et des dispositifs permettant de le mettre en œuvre objets du présent brevet ne se limitent pas aux cas cités ci- dessus. The industrial applications of the process and the devices making it possible to implement it objects of the present patent are not limited to the cases cited above.

Claims

Revendications claims
1) procédé permettant de réaliser une réaction exothermique entre plusieurs réactifs dont les températures initiales, le dosage et les natures sont telles que, si la réaction a lieu, les produits de la réaction soient portés par la réaction à une température suffisante pour que, à cette température, la réaction ait lieu, le lieu dans lequel se déroule le procédé étant appelé chambre, procédé caractérisé en ce que : 1) a process for carrying out an exothermic reaction between several reactants whose initial temperatures, dosage and nature are such that, if the reaction takes place, the products of the reaction are carried by the reaction at a sufficient temperature so that, at this temperature, the reaction takes place, the place in which the process takes place being called chamber, characterized in that:
1) dans la chambre, les réactifs et les produits de la réaction sont en mouvement de rotation autour d'un axe que l'on appellera axe de la chambre, entraînés dans ce mouvement par mélange de quantité de mouvement des réactifs rentrant dans la chambre et des produits de réaction et réactifs qui y sont ou par l'usage d'un moyen mécanique de mise en rotation, la dimension de la chambre dans la direction de l'axe de rotation étant appelée longueur de la chambre et les faces de la chambre la limitant en longueur étant appelées extrémités de (a chambre 1) in the chamber, the reagents and the products of the reaction are in rotation movement about an axis that will be called axis of the chamber, driven in this movement by mixing the amount of movement of the reagents entering the chamber and reaction products and reagents therein or by the use of a mechanical rotating means, the dimension of the chamber in the direction of the axis of rotation being referred to as the length of the chamber and the faces of the room limiting it in length being called ends of (a room
2) les réactifs sont injectés dans l'écoulement de façon répartie sur la longueur de la chambre et mélangés aux produits de réaction présents dans la chambre  2) the reactants are injected into the flow in a distributed manner along the length of the chamber and mixed with the reaction products present in the chamber
3) la vitesse de rotation du mélange dans la chambre et les caractéristiques de l'injection des réactifs dans la chambre sont telles que les réactifs sont mélangés aux produits de la réaction en moins d'un tour autour de l'axe de la chambre  3) the rate of rotation of the mixture in the chamber and the characteristics of the injection of the reagents into the chamber are such that the reactants are mixed with the reaction products in less than one turn around the axis of the chamber
2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les réactifs sont un combustible et un comburant, le procédé étant alors qualifié de procédé de combustion et le réacteur de chambre de combustion, 2) Process according to claim 1 characterized in that the reactants are a fuel and an oxidizer, the process then being called a combustion process and the combustion chamber reactor,
3) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la réaction entre les réactifs a lieu moins d'un tour après leur introduction dans la chambre. 4) Procédé selon Tune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les produits de réaction sortent soit par au moins l'une des extrémités de la chambre soit par une fente en forme de bande orientée dans le sens de la longueur de la chambre, soit des deux façons 3) Process according to any one of the preceding claims characterized in that the reaction between the reagents takes place less than one turn after their introduction into the chamber. 4) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction products exit either by at least one of the ends of the chamber or by a slot-shaped strip oriented in the direction of the length of the chamber, or both ways
5) Dispositif permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'injection dans l'écoulement d'au moins l'un des réactifs est faite par au moins une conduite de forme aérodynamique vis-à-vis de l'écoulement que l'on appellera conduite d'introduction. 5) Device for implementing the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection into the flow of at least one of the reagents is made by at least one aerodynamically shaped pipe vis- with respect to the flow that will be called introduction pipe.
6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le fluide qui passe par une conduite d'introduction sort de cette conduite vers l'écoulement par au moins un orifice ou fente situé sur le bord de fuite de cette conduite. 6) Device according to claim 5 characterized in that the fluid which passes through an introduction conduit out of this pipe to the flow by at least one orifice or slot located on the trailing edge of this pipe.
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 caractérisé en ce qu'au moins une des conduites d'introduction injectant un réactif dans l'écoulement a une paroi commune avec au moins une conduite injectant un autre réactif dans l'écoulement. 7) Device according to any one of claims 5 and 6 characterized in that at least one of the introduction pipes injecting a reagent into the flow has a common wall with at least one pipe injecting another reagent into the flow .
8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'au moins un tronçon d'une conduite d'introduction est soit parallèle à l'axe de la chambre, soit approximativement perpendiculaire à l'axe de la chambre. 8) Device according to any one of claims 5 to 7 characterized in that at least one section of an introduction pipe is either parallel to the axis of the chamber, or approximately perpendicular to the axis of the chamber .
9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'une ou plusieurs conduites d'introduction sont alimentées soit directement soit par l'intermédiaire d'au moins une conduite dite conduite intermédiaire, de forme aérodynamique vîs-à-vis de l'écoulement, par une conduite dite d'alimentation approximativement parallèle à l'axe de la chambre s 10) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'au moins une conduite d'alimentation est située approximativement dans l'axe de la chambre. 9) Device according to any one of claims 5 to 8 characterized in that one or more introduction lines are fed directly or or via at least one pipe called intermediate pipe, of aerodynamic shape vis-à-vis the flow, by a so-called supply pipe approximately parallel to the axis of the chamber s 10) Device according to the claim 9 characterized in that at least one supply line is located approximately in the axis of the chamber.
11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé eno ce que dans la partie proche du branchement d'une conduite d'introduction sur la conduite qui l'alimente, l'angle entre la direction de l'écoulement dans ces deux conduites est un angle aigu. 11) Device according to any one of claims 9 and 10 characterized in that in the near part of the branch of an introduction line on the pipe which feeds, the angle between the direction of flow in these two pipes is an acute angle.
12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11 caractérisé en5 ce qu'au moins certaines conduites d'introduction sont cintrées perpendiculairement à leur bord de fuite pour faciliter le passage des réactifs de la conduite qui alimente ces conduites d'introduction à ces conduites d'introduction. 0 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 12 caractérisé en ce que les conduites d'introduction sont alimentées, directement ou par l'intermédiaire de conduites intermédiaires, par au moins une conduite d'alimentation située approximativement dans l'axe de la chambre et en ce que l'ensemble de ces conduites peut être enfilé dans la chambre de combustion5 d'une chaudière par l'orifice réservé à l'installation d'un brûleur classique, de sorte que cet ensemble puisse être facilement substitué à un brûleur classique 14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un moyen permettant de régler la quantité de chaque réactif introduit dans la chambre en fonction d'une température ou d'une teneur en un composant, par exemple oxygène, du mélange sortant de la chambre. 12) Device according to any one of claims 9 to 11 characterized in that at least some introduction pipes are bent perpendicularly to their trailing edge to facilitate the passage of reagents of the pipe which feeds these lines of introduction to these introductory lines. 0 13) Device according to any one of claims 5 to 12 characterized in that the introduction lines are fed directly or via intermediate pipes, by at least one feed pipe located approximately in the axis of the chamber and in that all of these pipes can be threaded into the combustion chamber5 of a boiler through the orifice reserved for the installation of a conventional burner, so that this assembly can be easily substituted for a classic burner 14) Device according to any one of the preceding claims characterized in that it comprises means for adjusting the amount of each reagent introduced into the chamber as a function of a temperature or a content of a component, for example oxygen , mixture coming out of the chamber.
15) Dispositif de gazéification de matière carbonée caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'élévation de gaz à haute température selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15) Carbonaceous material gasification device characterized in that it comprises a high temperature gas elevating device according to any one of the preceding claims.
16) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, en plus des réactifs, on introduit dans la chambre, une matière qui va y être mélangée au mélange de réactifs et de produits de réaction et va y subir différentes transformations liées aux conditions chimiques et thermiques qui régnent dans la chambre. 16) Device according to any one of the preceding claims characterized in that, in addition to the reactants, is introduced into the chamber, a material which will be mixed with the mixture of reagents and reaction products and will undergo different transformations related thereto the chemical and thermal conditions that prevail in the room.
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