EP0138692B1 - Dispositif de combustion en lit fluidisé de combustibles pauvres notamment de schistes houillers ou bitumineux - Google Patents

Dispositif de combustion en lit fluidisé de combustibles pauvres notamment de schistes houillers ou bitumineux Download PDF

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EP0138692B1
EP0138692B1 EP84401960A EP84401960A EP0138692B1 EP 0138692 B1 EP0138692 B1 EP 0138692B1 EP 84401960 A EP84401960 A EP 84401960A EP 84401960 A EP84401960 A EP 84401960A EP 0138692 B1 EP0138692 B1 EP 0138692B1
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grate
fluidized bed
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fuel
combustion
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EP0138692A2 (fr
EP0138692A3 (en
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Paul Cosar
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Fives Cail Babcock SA
Original Assignee
Fives Cail Babcock SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/002—Fluidised bed combustion apparatus for pulverulent solid fuel

Definitions

  • the subject of the present invention is a device for combustion in a fluidized bed of poor fuels, in particular coal shale or bituminous, comprising a substantially vertical front wall, provided with a fuel supply means in the form of particles, two side walls, a grid extending from the front towards the rear and inclined upward over at least part of its length, said grid being arranged between said side walls and at a certain distance from them, and a plurality of boxes air vents arranged under the grid.
  • a fluidized bed hearth with a movable mechanical grid of the IGNIFLUID type is also described by FR-A-2 528 543 (published 16.12.83).
  • Document EP-A-6307 describes a fluidized bed combustion device of the type concerned in which the fluidized bed is limited towards the rear by a solid wall, and the ashes are evacuated at the front of the bed by an orifice provided in the bottom of the bed at the lowest point of the grid. So that the proportion of unburnt matter extracted with the ashes is not too high, the fluidized bed must essentially consist of inert materials, ashes and additives, which makes it necessary to give the bed a volume much greater than the useful volume, it i.e. the volume occupied by the fuel.
  • the object of the invention is to allow the combustion, in a device of the type concerned, of fuels the combustion of which in a fludized bed does not cause the agglomeration of the ash, without it being necessary to give the fluidized bed a clearly defined volume. greater than the useful volume.
  • the combustion device which is the subject of the invention is characterized in that the grate is fixed and in that the blowing boxes extend over the entire length of the grate, including under its rear end, so that in operation the fluidized bed covers the entire grid and the ash formed from the fuel having traveled the entire length of the bed overflows above the upper end of the grid forming a weir.
  • the grid advantageously has, at the level of the spillway, a short horizontal section forming an overflow threshold.
  • the device includes means for evacuating agglomerates which could accidentally form.
  • Said means may comprise a horizontal sliding register cooperating with an orifice drilled in a flat surface bordering the grid in the vicinity of its front end.
  • the grid is first horizontal, then has an inclined section which optionally connects to the section constituting the overflow threshold.
  • a single blowing box is advantageously provided under each section.
  • the grid has a decreasing permeability from front to back.
  • the reference 1 designates the front wall of the fireplace, and the references 2 and 3 its side walls.
  • the wall 1 is provided with a chute 4 for supplying raw or previously crushed coal.
  • the bottom of the chamber delimited by said walls is constituted by a fixed grid 5 inclined upwards from front to back.
  • the longitudinal profile of the grid 5 has substantially the shape of a straight line, at least over most of its length.
  • the reference 6 designates the fuel slope formed against the wall 1
  • the references 7 and 8 respectively designate the fuel slope formed against the side walls 2 and 3. These slopes rest, of course, on flat surfaces, respectively 6 ', 7' and 8 ', bordering the grille 5 at the front and on these sides.
  • FIG. 2 shows boxes for blowing oxidant gas.
  • two boxes 9a and 9b are juxtaposed, each of them extending over a half-width of the grid 5.
  • Tubes 10a and 10b arranged in opposition, supply the boxes 9a and 9b respectively.
  • a plurality of twin boxes, such as 9a and 9b, are provided over the entire length of the grid 5, below the latter. It goes without saying that each pair of boxes could be replaced by a single box supplied on one or both sides.
  • the reference 11 designates the fluidized bed which forms above the grid 5 under the effect of the blowing.
  • the grid 5 has at the weir 12 a short horizontal section 5 'forming the overflow threshold. A minimum blowing is provided under this section in order to maintain the mobility of the ash by fluidization.
  • the grid 5 is horizontal over most of its length, while the section 5 'is arranged at a higher level; the grid is connected to said section by a 5 "inclined intermediate section.
  • the permeability of the grid is advantageously chosen to be different, more precisely decreasing, from front to rear, so as to adapt to the carbon concentration of the bed which varies in the same direction. .
  • FIGS. 1 and 2 it is also possible to provide a grid with variable permeability under the same conditions.
  • the number of boxes 9a, 9b can possibly be reduced and the blowing regime must then be suitably adapted.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif de combustion en lit fluidisé de combustibles pauvres, notamment de schistes houillers ou bitumineux, comprenant une paroi avant sensiblement verticale, munie d'un moyen d'alimentation en combustible sous forme de particules, deux parois latérales, une grille s'étendant de l'avant vers l'arrière et inclinée vers le haut sur une partie au moins de sa longeur, ladite grille étant aménagée entre lesdites parois latérales et à une certaine distance de celles-ci, et une pluralité de caissons de soufflage disposés sous la grille.
  • Dans l'article "Le procédé Ignifluid parmi les procédés de combustion en lit fluidisé" de P. COSAR paru dans la Revue générale de thermique, vol. 21, N° 241 de janvier 1982, l'auteur décrit un dispositif de ce type utilisé pour la combustion de combustibles avec agglomération des cendres, décantation des agglomérats qui se déposent sur la grille et sont transportés hors du lit par la grille qui est mobile. Ce dispositif est inapte à brûler des combustibles dont la température de combustion en lit fluidisé est insuffisante pour provoquer l'agglomération des cendres.
  • Un foyer à lit fluidisé à grille mécanique mobile du type IGNIFLUID est décrit aussi par le FR-A-2 528 543 (publié le 16.12.83).
  • Le document EP-A- 6307 décrit un dispositif de combustion en lit fluidisé du type concerné dans lequel le lit fluidisé est limté vers l'arrière par une paroi pleine, et les cendres sont évacuées à l'avant du lit par un orifice ménagé au fond du lit au point le plus bas de la grille. Pour que la proportion d'imbrûlés extraits avec les cendres ne soit pas trop importante, il faut que le lit fluidisé soit essentiellement constitué d'inertes, cendres et additifs ce qui oblige à donner au lit un volume très supérieur au volume utile, c'est-à-dire au volume occupé par le combustible.
  • Le but de l'invention est de permettre la combustion, dans un dispositif du type concerné, de combustibles dont la combustion en lit fludisé ne provoque pas l'agglomération des cendres, sans qu'il soit nécessaire de donner au lit fluidisé un volume nettement supérieur au volume utile.
  • Le dispositif de combustion objet de l'invention est caractérisé en ce que la grille est fixe et en ce que les caissons de soufflage s'étendent sur toute la longueur de la grille, y compris sous son extrémité arrière, de sorte qu'en fonctionnement le lit fluidisé recouvre toute la grille et les cendres formées à partir du combustible ayant parcouru toute la longueur du lit débordent au-dessus de l'extrémité supérieure de la grille formant un déversoir.
  • La grille présente avantageusement, au niveau du déversoir, un court tronçon horizontal formant seuil de débordement.
  • Le dispositif comporte des moyens d'évacuation des agglomérats qui pourraient accidentellement se former.
  • Lesdits moyens peuvent comprendre un registre coulissant horizontal coopérant avec un orifice percé dans une surface plane bordant la grille au voisinage de son extrémité avant.
  • Suivant une disposition particulière, la grille est d'abord horizontale, puis présente un tronçon incliné qui se raccorde éventuellement au tronçon constituant le seuil de débordement.
  • Il est avantageusement prévu un seul caisson de soufflage sous chaque tronçon.
  • Quelle que soit la forme de réalisation, la grille présente une perméabilité décroissante de l'avant vers l'arrière.
  • L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif.
    • La figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale du dispositif, suivant la ligne B-B,de la figure 2.
    • La figure 2 en est une coupe transversale faite au niveau où le lit fluidisé atteint sa profondeur maximale, suivant la ligne A-A de la figure 1.
    • La figure 3 illustre une variante de réalisation.
  • Sur les figures 1 et 2, le repère 1 désigne la paroi avant du foyer, et les repères 2 et 3 ses parois latérales. La paroi 1 est munie d'une goulotte 4 d'alimentation en charbon brut ou préalablement concassé.
  • Le fond de la chambre délimité par lesdites parois est constitué par une grille fixe 5 inclinée vers le haut de l'avant vers l'arrière. Le profil longitudinal de la grille 5 présente sensiblement la forme d'une ligne droite, tout au moins sur la plus grande partie de sa longueur.
  • Le repère 6 désigne le talus de combustible formé contre la paroi 1, tandis que les repères 7 et 8 désignent respectivement les talus de combustible formés contre les parois latérales 2 et 3. Ces talus reposent, bien entendu, sur des surfaces planes, respectivement 6', 7' et 8', bordant la grille 5 à l'avant et sur ces côtés.
  • Au-dessous de cette dernière sont aménagés des caissons de soufflage de gaz comburant. Comme représenté sur la figure 2, deux caissons 9a et 9b sont juxtaposés, chacun d'eux s'étendant sur une demi-largeur de la grille 5. Des tubulures 10a et 10b, disposées en opposition, alimentent respectivement les caissons 9a et 9b, Une pluralité de caissons jumelés, tels que 9a et 9b, sont prévus sur toute la longueur de la grille 5, au-dessous de celle-ci. II va de soi que chaque paire de caissons pourrait être remplacée par un caisson unique alimenté d'un seul ou des deux côtés.
  • Le repère 11 désigne le lit fluidisé qui se forme au-dessus de la grille 5 sous l'effet du soufflage.
  • Au fur et à mesure que le charbon est déversé par la goulotte 4 dans le lit 11, ce dernier déborde à l'extrémité supérieure de la grille 5 formant déversoir 12. En fait les matières déversées sont essentiellement constituées de cendres formées à partir du charbon ayant parcouru toute la longueur du lit. Ces cendres sont évacuées par une tubulure 13.
  • Suivant la disposition représentée à la figure 1, la grille 5 présente au niveau du déversoir 12 un court tronçon horizontal 5' formant seuil de débordement. Il est prévu sous ce tronçon un minimum de soufflage afin de maintenir la mobilité des cendres par fluidisation.
  • En principe, aucune agglomération des cendres ne devrait se produire. Si, pour une raison accidentelle, quelques agglomérats se formaient ils viendraient se déposer à la partie la plus profonde du lit, à la base du talus 6. A cet endroit, il est prévu un registre coulissant horizontal 14 commandé par une tige 15. Ce registre coopère avec un orifice percé dans la surface plane avant 6'. Il est normalement en position de fermeture. L'ouverture pendant un très court laps de temps provoque l'effondrement partiel du talus 6 et l'évacuation des agglomérats par la tuyauterie 16.
  • Sur la figure 3 on a utilisé les mêmes repères que sur les figures précédentes pour désigner les éléments identiques ou équivalents.
  • Ici la grille 5 est horizontale sur la plus grande partie de sa longueur, tandis que le tronçon 5' est disposé à un niveau supérieur ; la grille est raccordée audit tronçon par un tronçon intermédiaire incliné 5".
  • La perméabilité de la grille (rapport des vides et des pleins) est avantageusement choisie différente, plus précisément décroissante, de l'avant à l'arrière, de manière à s'adapter à la concentration en carbone du lit qui varie dans le même sens.
  • Dans le cas de la figure 3, on peut prévoir seulement trois caissons 9a, 9b disposés respectivement sous les trois tronçons 5, 5', 5". On a ainsi un nombre limité de caissons et un plus grand volume de lit pour une surface donnée.
  • Dans le cas des figures 1 et 2 on peut également prévoir une grille à perméabilité variable dans les mêmes conditions. Le nombre de caissons 9a, 9b peut être éventuellement diminué et le régime de soufflage doit alors être convenablement adapté.

Claims (7)

1. Dispositif de combustion en lit fluidisé de combustibles pauvres, notamment de schistes houillers ou bitumineux, comprenant une paroi avant (1) sensiblement verticale, munie d'un moyen d'alimentation (4) en combustible sous forme de particules, deux parois latérales (2, 3), une grille (5) s'étendant de l'avant vers l'arrière et inclinée vers le haut sur une partie au moins de sa longueur, ladite grille étant aménagée entre lesdites parois latérales et à une certaine distance de celles-ci, et une pluralité de caissons de soufflage (9a, 9b) disposés sous la grille (5), caractérisé en ce que ladite grille est fixe et en ce que les caissons de soufflage (9a, 9b) s'étendent sur toute la longueur de la grille (5), y compris sous son extrémité arrière, de sorte qu'en fonctionnement le lit fluidisé recouvre toute la grille et les cendres formées à partir du combustible ayant parcouru toute la longueur du lit débordent au-dessus de l'extrémité supérieure de la grille formant un déversoir (12).
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la grille (5) présente au niveau du déversoir (12) un court tronçon horizontal (5') formant seuil de débordement.
3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'évacuation (14, 15, 16) des agglomérats qui pourraient accidentellement se former.
4. Dispositif suivant Ja revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un registre coulissant horizontal (14) coopérant avec un orifice percé dans une surface plane (6') bordant la grille au voisinage de son extrémité avant.
5. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la grille (5) est d'abord horizontale, puis présente un tronçon incliné (5").
6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un seul caisson de souffiage sous chaque tronçon (5, 5', 5").
7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille (5, 5', 5") présente une perméabilité décroissante de l'avant vers l'arrière.
EP84401960A 1983-10-13 1984-10-01 Dispositif de combustion en lit fluidisé de combustibles pauvres notamment de schistes houillers ou bitumineux Expired EP0138692B1 (fr)

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EP0138692A2 EP0138692A2 (fr) 1985-04-24
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