EP1445535A1 - Burner comprising a flame-holder and at least two axial and rotating primary air ducts which are concentric around at least one fuel duct - Google Patents

Burner comprising a flame-holder and at least two axial and rotating primary air ducts which are concentric around at least one fuel duct Download PDF

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EP1445535A1
EP1445535A1 EP04290293A EP04290293A EP1445535A1 EP 1445535 A1 EP1445535 A1 EP 1445535A1 EP 04290293 A EP04290293 A EP 04290293A EP 04290293 A EP04290293 A EP 04290293A EP 1445535 A1 EP1445535 A1 EP 1445535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
central
burner
outlet
primary
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04290293A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Claude Pillard
Jean-Claude Gauthier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Original Assignee
Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA filed Critical Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Publication of EP1445535A1 publication Critical patent/EP1445535A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/005—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or pulverulent fuel

Definitions

  • the present invention relates to a burner with a flame stabilizer and at least five substantially concentric conduits of which at least two fuel supply, at least one having a central outlet and the other an annular outlet, and of which at least three combustion air supply primary at least one having an axial air outlet and the other a rotating air outlet, which air outlets being concentric and arranged at the outside of the power outlet openings in combustible.
  • the technical field of the invention is the realization of a burner which can use one or multiple fuels with facilities air supply ducts.
  • the main application of this invention is its use in burners for tube furnaces rotary in which the primary combustion air is brought on the one hand to more than 80% by at least the two concentric axial air supply pipes and rotation, and secondly by at least a third conduit whose outlet is covered by the stabilizer and into which is injected at most 20% of primary air remaining.
  • said stabilizer flames has openings for the passage of this air, i.e.
  • the burner has a supply ring in pulverized solid fuel disposed between a central duct inside which is slid to the minus one fluid fuel supply rod at less starting and the two so-called annular conduits concentric in primary air supplying the burner to more than 80%, one as a draft swirling with flow components peripheral and the other as an air stream axial with flow components substantially axial.
  • the above objectives are achieved by arranging the annular supply duct solid fuel sprayed inside that said central supply of 20% at most preferably 10% primary air, as defined above, said pulverized solid fuel supply outlet opening inside the stabilizer.
  • said pulverized solid fuel line is arranged immediately and radially around a central tube in which the central supply duct is slid in fluid fuel.
  • the result is to bring the injection closer to solid fuel pulverized from the burner shaft, which removes it and delays contact with on the one hand the most of the primary air from the burner supplied by the axial concentric external circuits and in rotation, and secondly the hot secondary air peripheral, delaying dilution and by consequently reduces the oxygen available in the first flame zone while then maintaining more Long the periphery of the oxidizing flame, which meets the objective sought.
  • the volatilization rate of sulfur oxide SO 3 in the form of gaseous dioxide SO 2 is extremely sensitive to the oxygen content (this rate can indeed double when we go from 3% oxygen to 0, 5% oxygen in contact with the clinker): it is therefore absolutely necessary to avoid reducing conditions on the surface of the latter, which is obtained by bringing the injection of the solid fuel sprayed closer to the axis of the burner.
  • the transport fluid of pulverized solid fuel consists of a mixture of air and combustible gas, such as for example oxygen-depleted air by mixing with fumes of recycled combustion.
  • the flame tends to lengthen: also according to the present invention, in a particular mode of realization, we increase the specific impulse or the amount of axial movement of the burner using a primary air pressure, at the inlet of the circuits primary combustion air supply, at least equal to 3000 decaPascal: we thus obtain flames not only oxidizing, but also short and lively, while obtaining a reduction of nitrogen oxide.
  • the burner also includes a stabilizer 3 placed around said central fuel outlet 9 fluid at least starting, and projecting radially with respect to it until covering at least the outlet of the at least third air supply duct 11 primary said central opening through orifices 13 of said stabilizer.
  • the annular supply in fuel is a solid fuel supply sprayed (CSP) whose duct 15 is located at the interior of the central primary air supply 11 and its outlet 16 opens inside the stabilizer 3.
  • CSP solid fuel supply sprayed
  • the fuel line 15 pulverized solid is placed immediately and radially around a central tube 8 in which is slid the central supply duct 7 into fluid fuel.
  • the distance minimum radial of said outlet openings 12, 14 axial air and air set in rotation, constituting the major part of primary air emerging at the front of the burner head 1 and downstream of the stabilizer 3, which distance being counted from the center of the burner nozzle 1, is at least twice the radius of the corresponding central opening 17 substantially at the opening 9 of the fuel duct 7 central.
  • said stabilizer 3 clearly overflows in radial direction relative to the central opening 17 and its openings 13 for the passage of a small amount of primary combustion air called central are arranged at the outlet of the annular conduit 11 of air supply duct.
  • All of the duct openings opening out inside the stabilizer 3 are located upstream and at a distance X from the exit at least the orifice 12 of the annular axial air duct 5 primary.
  • the all of the primary air flowing into said stabilizer 3 by the said annular duct 11 to through the holes 13 represents at most a small amount of primary air preferably 2 to 10% of all of the primary air supplying said burner 1, so that in the central zone 2 located immediately downstream of said stabilizer 3 does not produce no significant fuel combustion qualifying said central zone 2 as dead.
  • the air supply duct 4 rotated east immediately, radially and concentrically arranged around the fuel supply circuit 15 solid pulverized and inside that 11 central primary air, the outlet 14 of this air set rotation opening inside the stabilizer central 3.
  • This zone then causes opposite eddies, on each of the circular edges, creating an obstacle to the two flows one outside and the other inside to the crown, and creates a low pressure effect.
  • the total quantity of primary radial air 4 and central air emerging inside the disc defined by the outer periphery of said stabilizer 3 represents at plus 30% of the total primary air supplied by the assembly conduits of said burner.
  • the all of the primary combustion air supplying said burner 1 through all of the conduits located in said burner is at most equal to 6% of the total air of combustion, the rest of the so-called secondary air arriving peripherally from outside the burner head 1 around the outer tube 6 thereof.
  • the other supply rods of this fuel are placed in the air supply duct 11 primary said central and lead into openings 13 of said stabilizer 3.

Abstract

The burner has five conduits of which two (7,15) supply a fuel, one (4) includes a central outlet (9) and others (5,11) include an annular outlet (16). A stabilizer (3) is placed around the central outlet and radially projected with respect to the fuel supply conduits. The annular outlet supplies a solid pulverized fuel, where the annular outlet is placed around the central outlet, and opened inside the stabilizer.

Description

La présente invention concerne un brûleur comportant un stabilisateur de flamme et au moins cinq conduits sensiblement concentriques dont au moins deux d'alimentation en combustible, l'un au moins ayant une sortie centrale et l'autre une sortie annulaire, et dont au moins trois d'alimentation en air de combustion primaire l'un au moins ayant une sortie d'air axial et l'autre une sortie d'air mis en rotation, lesquelles sorties d'air étant concentriques et disposées à l'extérieur des ouvertures de sortie d'alimentation en combustible.The present invention relates to a burner with a flame stabilizer and at least five substantially concentric conduits of which at least two fuel supply, at least one having a central outlet and the other an annular outlet, and of which at least three combustion air supply primary at least one having an axial air outlet and the other a rotating air outlet, which air outlets being concentric and arranged at the outside of the power outlet openings in combustible.

Le domaine technique de l'invention est la réalisation d'un brûleur pouvant utiliser un ou plusieurs combustibles avec des aménagements particuliers de conduits d'alimentation en air.The technical field of the invention is the realization of a burner which can use one or multiple fuels with facilities air supply ducts.

L'application principale de cette invention est son utilisation dans des brûleurs pour fours tubulaires rotatifs dans lesquels l'air de combustion primaire est amené d'une part à plus de 80% par au moins les deux conduits concentriques d'alimentation en air axial et en rotation, et d'autre part par au moins un troisième conduit dont la sortie est recouverte par le stabilisateur et dans lequel est injecté les au plus 20% d'air primaire restant. Pour cela ledit stabilisateur de flammes comporte des ouvertures pour le passage de cet air, soit au plus les 20% ci-dessus, et de préférence moins de 10% de cet air primaire, de telle façon que dans la zone située en aval de se stabilisateur ne se produise aucune combustion notable de combustible, alimenté par l'un ou l'autre des conduits dudit brûleur, qualifiant ladite zone de "morte" : un tel brûleur est décrit et revendiqué dans le brevet européen EP 421 903 publié le 10 avril 1991 et déposé par le même déposant que pour la présente invention.The main application of this invention is its use in burners for tube furnaces rotary in which the primary combustion air is brought on the one hand to more than 80% by at least the two concentric axial air supply pipes and rotation, and secondly by at least a third conduit whose outlet is covered by the stabilizer and into which is injected at most 20% of primary air remaining. For this said stabilizer flames has openings for the passage of this air, i.e. at most the 20% above, and preferably less than 10% of this primary air, so that in the area downstream of the stabilizer does not produce no significant fuel combustion, supplied by one or other of the conduits of said burner, qualifying said zone as "dead": such a burner is described and claimed in European patent EP 421 903 published April 10, 1991 and filed by the same applicant as for the present invention.

Celle-ci peut être en fait considérée comme un perfectionnement apporté à de tels brûleurs et plus généralement à tout brûleur que l'on peut qualifier de moderne, comportant des conduits d'alimentation en combustible et en air de combustion primaire, suivant l'application principale définie ci-dessus, lesquels conduits formant ensemble une buse destinée à être montée sur un orifice prévu pour cela dans la paroi de l'enceinte formant le foyer du four ou chambre à combustion, autour de laquelle est amené l'air secondaire.This can in fact be considered as a development of such burners and more generally any burner that can be described as modern, with supply pipes in fuel and primary combustion air, according to the main application defined above, which conduits together forming a nozzle intended to be mounted on an orifice provided for this in the wall of the enclosure forming the furnace hearth or chamber combustion, around which air is brought secondary.

Dans l'application spécifique de la présente invention, et tel qu'enseigné en option dans le brevet EP 421 903 le brûleur comporte une alimentation annulaire en combustible solide pulvérisé disposé entre un conduit central à l'intérieur duquel est glissé au moins une canne d'alimentation de combustible fluide au moins de démarrage et les deux dits conduits annulaires concentriques en air primaire alimentant le brûleur à plus de 80%, l'un sous forme de courant d'air tourbillonnant comportant des composantes d'écoulement périphérique et l'autre sous forme de courant d'air axial comportant des composantes d'écoulement sensiblement axial.In the specific application of this invention, and as optionally taught in the patent EP 421 903 the burner has a supply ring in pulverized solid fuel disposed between a central duct inside which is slid to the minus one fluid fuel supply rod at less starting and the two so-called annular conduits concentric in primary air supplying the burner to more than 80%, one as a draft swirling with flow components peripheral and the other as an air stream axial with flow components substantially axial.

L'objectif de la présente invention est

  • d'une part d'obtenir une ambiance oxydante à proximité et autour de la flamme afin d'éviter la volatilisation du soufre qui peut être présent dans la matière première des fours rotatifs à ciment sous forme d'oxyde de soufre SO3 et dans le combustible lui même, et de l'évacuer alors avec la matière cuite ("clinker")
  • et d'autre part de réduire la quantité d'oxygène disponible au contact de chaque grain de combustible solide pulvérisé (dit CSP tel que charbon, anthracite, coke de pétrole ou combustible solide alternatif) dans la zone d'inflammation afin de réduire les émissions d'oxyde d'azote (NOx).
The objective of the present invention is
  • on the one hand to obtain an oxidizing atmosphere near and around the flame in order to avoid volatilization of the sulfur which may be present in the raw material of rotary cement kilns in the form of sulfur oxide SO 3 and in the fuel itself, and then evacuate it with the cooked material ("clinker")
  • and on the other hand to reduce the quantity of oxygen available in contact with each grain of pulverized solid fuel (called CSP such as coal, anthracite, petroleum coke or alternative solid fuel) in the ignition zone in order to reduce emissions nitrogen oxide (NOx).

Suivant l'invention on atteint les objectifs ci-dessus en disposant le conduit d'alimentation annulaire en combustible solide pulvérisé à l'intérieur de celui dit central d'amenée des 20% au plus de préférence 10% d'air primaire, tel que défini précédemment, ladite sortie d'alimentation en combustible solide pulvérisé débouchant à l'intérieur du stabilisateur.According to the invention, the above objectives are achieved by arranging the annular supply duct solid fuel sprayed inside that said central supply of 20% at most preferably 10% primary air, as defined above, said pulverized solid fuel supply outlet opening inside the stabilizer.

Dans un mode préférentiel de réalisation ledit conduit de combustible solide pulvérisé est disposé immédiatement et radialement autour d'un tube central dans lequel est glissé le conduit central d'alimentation en combustible fluide.In a preferred embodiment said pulverized solid fuel line is arranged immediately and radially around a central tube in which the central supply duct is slid in fluid fuel.

Le résultat est de rapprocher l'injection de combustible solide pulvérisé de l'axe du brûleur, ce qui l'éloigne et en retarde le contact avec d'une part la plus grande partie d'air primaire du brûleur amené par les circuits extérieurs concentriques axiaux et en rotation, et d'autre part l'air secondaire chaud périphérique, ce qui en retarde la dilution et par voie de conséquence réduit l'oxygène disponible dans la première zone de flamme tout en maintenant alors plus Longtemps la périphérie de la flamme oxydante, ce qui répond à l'objectif recherché.The result is to bring the injection closer to solid fuel pulverized from the burner shaft, which removes it and delays contact with on the one hand the most of the primary air from the burner supplied by the axial concentric external circuits and in rotation, and secondly the hot secondary air peripheral, delaying dilution and by consequently reduces the oxygen available in the first flame zone while then maintaining more Long the periphery of the oxidizing flame, which meets the objective sought.

En effet le taux de volatilisation de l'oxyde de soufre SO3 sous forme de dioxyde SO2 gazeux est extrêmement sensible à la teneur en oxygène (ce taux peut en effet doublé lorsque l'on passe de 3% d'oxygène à 0,5% d'oxygène au contact du clinker ) : il faut donc absolument éviter les conditions réductrices à la surface de celui-ci, ce qui est obtenu par le rapprochement de l'injection du combustible solide pulvérisé de l'axe du brûleur. In fact, the volatilization rate of sulfur oxide SO 3 in the form of gaseous dioxide SO 2 is extremely sensitive to the oxygen content (this rate can indeed double when we go from 3% oxygen to 0, 5% oxygen in contact with the clinker): it is therefore absolutely necessary to avoid reducing conditions on the surface of the latter, which is obtained by bringing the injection of the solid fuel sprayed closer to the axis of the burner.

Dans des modes particuliers de réalisation afin de réduire encore plus les émissions d'oxyde d'azote, on réduit suivant l'invention la quantité d'air de transport du combustible solide pulvérisé, ou ce qui est la même chose on augmente la concentration de celui-ci par rapport au volume d'air de transport qui le véhicule, de telle façon que la concentration, rapportée au fluide gazeux de transport, en combustible solide pulvérisé dans son conduit d'alimentation est au moins égale à 4 Kg de combustible solide pulvérisé par kilo de fluide de transport.In particular embodiments so to further reduce nitrogen oxide emissions, we reduces according to the invention the amount of air from transport of pulverized solid fuel, or what is the same thing we increase the concentration of it in relation to the volume of transport air which vehicle, so that the concentration, reported with gaseous transport fluid, in solid fuel sprayed into its supply line is at least equal to 4 kg of solid fuel sprayed per kilo of transport fluid.

De même et dans le même objectif, suivant un mode particulier de réalisation, le fluide de transport de combustible solide pulvérisé est constitué d'un mélange d'air et de gaz combustible, tel que par exemple de l'air appauvri en oxygène par mélange avec des fumées de combustion recyclées.Similarly and for the same purpose, following a particular embodiment, the transport fluid of pulverized solid fuel consists of a mixture of air and combustible gas, such as for example oxygen-depleted air by mixing with fumes of recycled combustion.

Par ailleurs, du fait du rapprochement de l'injection du combustible solide pulvérisé de l'axe du brûleur, la flamme à tendance à se rallonger : aussi suivant la présente invention, dans un mode particulier de réalisation, on augmente l'impulsion spécifique ou la quantité de mouvement axiale du brûleur en utilisant une pression d'air primaire, à l'entrée des circuits d'alimentation en air de combustion primaire, d'au moins égale à 3000 decaPascal : on obtient ainsi des flammes non seulement oxydantes, mais aussi courtes et vives, tout en obtenant une réduction de l'oxyde d'azote.Furthermore, due to the merger of injection of solid fuel sprayed from the axis of the burner, the flame tends to lengthen: also according to the present invention, in a particular mode of realization, we increase the specific impulse or the amount of axial movement of the burner using a primary air pressure, at the inlet of the circuits primary combustion air supply, at least equal to 3000 decaPascal: we thus obtain flames not only oxidizing, but also short and lively, while obtaining a reduction of nitrogen oxide.

On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt.We could cite other advantages of present invention but those cited above show already enough to prove its novelty and interest.

La description ci-après et les figures ci-jointes représentent deux exemples de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif; d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de l'invention, qui peut en effet s'adapter à d'autres types de brûleurs ayant les caractéristiques principales rappelées précédemment et définies ci-après : en particulier le stabilisateur peut affecter n'importe quelle forme dès lors qu'il crée une surface plane générant un remous aérodynamique de stabilisation de front de flammes par effet de sillage.

  • La figure 1 est une demi-vue en coupe longitudinale simplifiée d'un exemple de brûleur selon l'invention et représentant un premier exemple de perfectionnement d'un brûleur tel que décrit dans le brevet EP 421 903.
  • La figure 2 est une demi-vue en coupe longitudinale simplifiée d'un autre exemple de brûleur selon l'invention avec une particularité supplémentaire par rapport à celui représenté sur la figure 1.
The description below and the attached figures represent two embodiments of the invention but are in no way limiting; other embodiments are possible within the scope and scope of the invention, which can indeed be adapted to other types of burners having the main characteristics recalled above and defined below: in particular the stabilizer can take any shape as long as it creates a flat surface generating an aerodynamic eddy to stabilize the flame front by the wake effect.
  • FIG. 1 is a simplified longitudinal sectional half-view of an example of a burner according to the invention and showing a first example of improvement of a burner as described in patent EP 421,903.
  • FIG. 2 is a half-view in simplified longitudinal section of another example of a burner according to the invention with an additional feature compared to that shown in FIG. 1.

La présente invention s'applique à tous brûleurs tels que représentés sur ces deux figures comportant au moins cinq conduits 4, 5, 7, 11 et 15 sensiblement concentriques dont

  • au moins deux d'alimentation en combustible 7, 15, l'un au moins ayant une sortie centrale 9 et l'autre une sortie annulaire 16, et
  • au moins trois d'alimentation en air de combustion primaire 4, 5, 11, l'un au moins ayant une sortie 12 d'air axial et l'autre une sortie 14 d'air mis en rotation, lesquelles sorties 12, 14 d'air axial et d'air primaire étant disposées à l'extérieur de toutes ouvertures de sortie de combustible.
The present invention applies to all burners as shown in these two figures comprising at least five conduits 4, 5, 7, 11 and 15 which are substantially concentric, of which
  • at least two fuel feeds 7, 15, at least one having a central outlet 9 and the other an annular outlet 16, and
  • at least three primary combustion air supply 4, 5, 11, at least one with an outlet 12 for axial air and the other with an outlet 14 for rotated air, which outlets 12, 14 d axial air and primary air being disposed outside of any fuel outlet openings.

Le brûleur comporte également un stabilisateur 3 placé autour de ladite sortie centrale 9 de combustible fluide au moins de démarrage, et débordant radialement par rapport à celle-ci jusqu'à recouvrir au moins la sortie du au moins troisième conduit 11 d'amené d'air primaire dit central débouchant à travers des orifices 13 dudit stabilisateur. The burner also includes a stabilizer 3 placed around said central fuel outlet 9 fluid at least starting, and projecting radially with respect to it until covering at least the outlet of the at least third air supply duct 11 primary said central opening through orifices 13 of said stabilizer.

Selon l'invention l'alimentation annulaire en combustible est une alimentation en combustible solide pulvérisé (CSP) dont le conduit 15 est situé à l'intérieur de celui 11 d'amené d'air primaire central et sa sortie 16 débouche à l'intérieur du stabilisateur 3.According to the invention the annular supply in fuel is a solid fuel supply sprayed (CSP) whose duct 15 is located at the interior of the central primary air supply 11 and its outlet 16 opens inside the stabilizer 3.

De préférence le conduit 15 de combustible solide pulvérisé est disposé immédiatement et radialement autour d'un tube central 8 dans lequel est glissé le conduit central 7 d'alimentation en combustible fluide.Preferably the fuel line 15 pulverized solid is placed immediately and radially around a central tube 8 in which is slid the central supply duct 7 into fluid fuel.

Comme dans le brevet EP 421 903, la distance radiale minimale desdites ouvertures de sorties 12, 14 d'air axial et d'air mis en rotation, constituant la majeur partie d'air primaire débouchant à l'avant de la tête du brûleur 1 et en aval du stabilisateur 3, laquelle distance étant comptée par rapport au centre de la buse du brûleur 1, est au moins égale à deux fois le rayon de l'ouverture centrale 17 correspondant sensiblement à l'orifice 9 du conduit 7 du combustible central.As in patent EP 421 903, the distance minimum radial of said outlet openings 12, 14 axial air and air set in rotation, constituting the major part of primary air emerging at the front of the burner head 1 and downstream of the stabilizer 3, which distance being counted from the center of the burner nozzle 1, is at least twice the radius of the corresponding central opening 17 substantially at the opening 9 of the fuel duct 7 central.

De plus ledit stabilisateur 3 déborde nettement en direction radiale par rapport à l'ouverture centrale 17 et ses ouvertures 13 pour le passage d'une petite quantité de l'air de combustion primaire dit central sont disposées à la sortie du conduit 11 annulaire de conduit d'alimentation de cet air.In addition, said stabilizer 3 clearly overflows in radial direction relative to the central opening 17 and its openings 13 for the passage of a small amount of primary combustion air called central are arranged at the outlet of the annular conduit 11 of air supply duct.

L'ensemble des ouvertures des conduits débouchant à l'intérieur du stabilisateur 3 sont situées en amont et à une distance X de la sortie au moins de l'orifice 12 du conduit annulaire 5 d'air axial primaire.All of the duct openings opening out inside the stabilizer 3 are located upstream and at a distance X from the exit at least the orifice 12 of the annular axial air duct 5 primary.

Selon l'invention et conformément aux caractéristiques du brevet précédent cité ci-dessus, la totalité de l'air primaire débouchant dans ledit stabilisateur 3 par le dit conduit annulaire 11 à travers les orifices 13 représente tout au plus une petite quantité d'air primaire de préférence de 2 à 10 % de la totalité de l'air primaire alimentant ledit brûleur 1, de telle façon que dans la zone centrale 2 située immédiatement en aval dudit stabilisateur 3 ne se produise aucune combustion notable du combustible qualifiant ladite zone centrale 2 de morte.According to the invention and in accordance with characteristics of the previous patent cited above, the all of the primary air flowing into said stabilizer 3 by the said annular duct 11 to through the holes 13 represents at most a small amount of primary air preferably 2 to 10% of all of the primary air supplying said burner 1, so that in the central zone 2 located immediately downstream of said stabilizer 3 does not produce no significant fuel combustion qualifying said central zone 2 as dead.

Dans le mode de réalisation de la figure 1 cette zone morte 2 forme un disque continu correspondant à la totalité de la surface des ouvertures de sorties des conduits situés à l'intérieur du stabilisateur 3 à savoir le conduit 7 d'amené du combustible fluide central dans la canne 10, le conduit 15 d'amené du charbon pulvérisé et le conduit annulaire 11 d'amené d'air primaire dans cette zone morte 2.In the embodiment of Figure 1 this dead zone 2 forms a continuous disc corresponding to the entire area of the outlet openings of the conduits located inside the stabilizer 3 to know the duct 7 for supplying the fluid fuel central in the rod 10, the conduit 15 for supplying the pulverized carbon and the annular supply duct 11 primary air in this dead zone 2.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, le conduit 4 d'alimentation en air mis en rotation est disposé immédiatement, radialement et concentriquement autour du circuit 15 d'alimentation en combustible solide pulvérisé et à l'intérieur de celui 11 d'amenée d'air primaire central, le sortie 14 de cet air mis en rotation débouchant à l'intérieur du stabilisateur central 3.In the embodiment of Figure 2, the air supply duct 4 rotated east immediately, radially and concentrically arranged around the fuel supply circuit 15 solid pulverized and inside that 11 central primary air, the outlet 14 of this air set rotation opening inside the stabilizer central 3.

En ce cas et comme dans l'autre mode de réalisation de la figure 1, l'air primaire dit central alimenté par ledit conduit 11 débouchant dans le stabilisateur 3 représente également tout au plus une petite quantité d'air primaire de 2 à 10% de la totalité de cet air primaire, de telle façon que dans la zone constituée par la couronne de sortie dudit air primaire central ne se produise aucune combustion notable du combustible qualifiant ladite zone primaire de morte.In this case and as in the other mode of realization of figure 1, the primary air said central supplied by said conduit 11 opening into the stabilizer 3 also represents at most a small amount of primary air from 2 to 10% of the total of this primary air, so that in the area constituted by the output crown of said primary air no significant combustion of the fuel qualifying said primary zone as dead.

Cette zone provoque alors des remous opposés, sur chacun de des bords circulaires, créant un obstacle aux deux écoulements l'un extérieur et l'autre intérieur à la couronne, et crée un effet dépressionnaire. This zone then causes opposite eddies, on each of the circular edges, creating an obstacle to the two flows one outside and the other inside to the crown, and creates a low pressure effect.

Dans cette variante de la figure 2, certes l'alimentation en combustible solide pulvérisé est moins éloignée de l'alimentation 4 en air mis en rotation mais est encore éloignée du circuit d'air primaire axial 5 et de l'air secondaire, ce qui maintient l'effet recherché. Par contre cette disposition présente l'avantage que l'effet aérodynamique du circuit d'air radial 4 sur la forme de l'écoulement du flux du combustible solide pulvérisé du conduit 15 est, du fait de leur proximité, beaucoup plus efficace : en effet l'écoulement d'air radial sortant de l'ouverture 14 tend à imposer sa forme au flux de combustible solide pulvérisé du fait de la proximité des lignes de courant, et comme l'on peut régler ce circuit d'air radial, on peut plus facilement régler et adapter ledit brûleur aux conditions d'utilisation particulière de chaque four rotatif.In this variant of Figure 2, certainly the supply of pulverized solid fuel is less distant from the air supply 4 in rotation but is still far from the axial primary air circuit 5 and secondary air, which maintains the desired effect. On the other hand, this provision has the advantage that the aerodynamic effect of the radial air circuit 4 on the solid fuel flow flow shape sprayed from the duct 15 is, due to their proximity, much more efficient: indeed the air flow radial emerging from the opening 14 tends to impose its shape to the flow of pulverized solid fuel due to the proximity to the current lines, and as we can adjust this radial air circuit, we can more easily adjust and adapt said burner to the conditions of particular use of each rotary oven.

Dans ce mode de réalisation de la figure 2, la quantité totale d'air primaire radial 4 et d'air central débouchant à l'intérieur du disque défini par le pourtour externe dudit stabilisateur 3, représente au plus 30% de l'air primaire total alimenté par l'ensemble des conduits dudit brûleur.In this embodiment of FIG. 2, the total quantity of primary radial air 4 and central air emerging inside the disc defined by the outer periphery of said stabilizer 3, represents at plus 30% of the total primary air supplied by the assembly conduits of said burner.

Dans le brûleur selon l'invention, comme dans le brûleur suivant le brevet précédent EP 421 903, la totalité de l'air de combustion primaire alimentant ledit brûleur 1 par l'ensemble des conduits situés dans ledit brûleur est au plus égal à 6% de l'air total de combustion, le reste de l'air dit secondaire arrivant périphériquement par l'extérieur de la tête du brûleur 1 autour du tube externe 6 de celui-ci.In the burner according to the invention, as in the burner according to previous patent EP 421 903, the all of the primary combustion air supplying said burner 1 through all of the conduits located in said burner is at most equal to 6% of the total air of combustion, the rest of the so-called secondary air arriving peripherally from outside the burner head 1 around the outer tube 6 thereof.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, les au plus 30% d'air primaire débouchant à l'intérieur du disque défini par le pourtour externe du stabilisateur 3 est donc de : 30% × 6% = 1,8% de l'air de combustion, ce qui est très peu; et dans les deux modes de réalisations des figures 1 et 2 l'air primaire débouchant à travers les orifices 13 du stabilisateur ne représente que 2 à 10% desdits 6% soit de 0,12 à 0,6 % de l'air de combustion total.In the embodiment of FIG. 2, the not more than 30% of primary air emerging inside the disc defined by the outer edge of the stabilizer 3 is therefore: 30% × 6% = 1.8% of the combustion air, this which is very little; and in the two embodiments of Figures 1 and 2 the primary air emerging through the holes 13 of the stabilizer represents only 2 to 10% of said 6% or 0.12 to 0.6% of the air of total combustion.

Cette faible quantité d'air confirme que la zone 2 située en aval dudit stabilisateur, qu'il soit en couronne périphérique du conduit d'air primaire radial 4 suivant la figure 2, ou formant un disque continu autour des seuls conduits d'alimentation en combustible 7 et 15 suivant la figure 1, constitue une zone dépréssionnaire dans laquelle ne se produit aucune combustion notable du combustible qualifiant bien ladite zone 2 de morte.This small amount of air confirms that the area 2 located downstream of said stabilizer, whether in peripheral ring of the radial primary air duct 4 according to figure 2, or forming a continuous disc around only fuel supply lines 7 and 15 according to figure 1, constitutes a depression zone in which no notable combustion of the fuel qualifying said zone 2 as dead.

Suivant la présente invention dans le cas où des combustibles alternatifs supplémentaires seraient utilisés, les autres cannes d'amenée de ce combustible sont placées dans le conduit 11 d'alimentation en air primaire dit central et débouchent dans des ouvertures 13 dudit stabilisateur 3.According to the present invention in the case where additional alternative fuels would used, the other supply rods of this fuel are placed in the air supply duct 11 primary said central and lead into openings 13 of said stabilizer 3.

Claims (12)

Brûleur comportant au moins cinq conduits (4, 5, 7, 11, 15) sensiblement concentriques dont au moins deux d'alimentations en combustible (7, 15), l'un au moins ayant une sortie centrale (9) et l'autre une sortie annulaire (16), et dont au moins trois d'alimentation en air de combustion primaire (4, 5, 11) l'un au moins ayant une sortie (12) d'air axial et l'autre une sortie (14) d'air mis en rotation, lesquelles sorties (12,14) d'air axial et d'air primaire étant disposées à l'extérieur de toute ouverture de sortie (9, 16) de combustible (7, 15), et un stabilisateur (3) placé autour de ladite sortie centrale (9) de combustible et débordant radialement par rapport à celle-ci jusqu'à recouvrir la sortie d'un conduit (11) d'amenée d'air primaire dit central débouchant à travers des orifices (13) dudit stabilisateur, caractérisé en ce que l'alimentation annulaire en combustible est une alimentation en combustible solide pulvérisé (CSP) dont le conduit (15) est situé à l'intérieur de celui (11) d'amenée d'air primaire central et sa sortie (16) débouche à l'intérieur du stabilisateur (3).Burner comprising at least five substantially concentric conduits (4, 5, 7, 11, 15) including at least two fuel supplies (7, 15), at least one having a central outlet (9) and the other an annular outlet (16), and at least three of which supply primary combustion air (4, 5, 11) at least one having an axial air outlet (12) and the other an outlet (14 ) of air set in rotation, which outlets (12,14) of axial air and primary air being arranged outside any outlet opening (9, 16) of fuel (7, 15), and a stabilizer (3) placed around said central fuel outlet (9) and projecting radially with respect to the latter until covering the outlet of a said primary air supply duct (11) opening through orifices (13) of said stabilizer, characterized in that the annular fuel supply is a supply of pulverized solid fuel (CSP) whose duct (15) is located at the i ntérieur of that (11) of central primary air supply and its outlet (16) opens inside the stabilizer (3). Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (15) de combustible solide pulvérisé est disposé immédiatement et radialement autour d'un tube central (8) dans lequel est glissé le conduit central (7) d'alimentation en combustible fluide.Burner according to claim 1, characterized in that the pulverized solid fuel pipe (15) is arranged immediately and radially around a central tube (8) into which the central fuel supply pipe (7) is slid. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la totalité de l'air primaire débouchant dans ledit stabilisateur (3) représente tout au plus une petite quantité d'air primaire de 2 à 10 % de la totalité de l'air primaire alimentant ledit brûleur (1) de telle façon que dans la zone centrale (2) située immédiatement en aval dudit stabilisateur (3) ne se produise aucune combustion notable du combustible qualifiant ladite zone centrale (2) de morte.Burner according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the totality of the primary air emerging in the said stabilizer (3) represents at most a small quantity of primary air from 2 to 10% of the totality of the primary air supplying said burner (1) so that in the central zone (2) located immediately downstream of said stabilizer (3) there is no significant combustion of the fuel qualifying said central zone (2) as dead. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en que le conduit (4) d'alimentation en air mis en rotation est disposé immédiatement, radialement et concentriquement autour dudit circuit (15) d'alimentation en combustible solide pulvérisé et à l'intérieur de celui (11) d'amené d'air primaire central, la sortie (14) de cet air mis en rotation débouchant à l'intérieur du stabilisateur central (3).Burner according to any one of Claims 1 to 2, characterized in that the conduit (4) rotated air supply is arranged immediately, radially and concentrically around of said solid fuel supply circuit (15) sprayed and inside that (11) of air supply central primary, the outlet (14) of this air set rotation opening inside the stabilizer central (3). Brûleur selon la revendications 4, caractérisé en ce que la quantité totale d'air primaire radial (4) et d'air central débouchant à l'intérieur du disque défini par le pourtour externe dudit stabilisateur (3) représente au plus 30% de l'air primaire total alimenté par l'ensemble des conduits dudit brûleur (1).Burner according to claim 4, characterized in that the total amount of primary radial air (4) and central air emerging inside the disc defined by the external periphery of said stabilizer (3) represents at most 30% of the total primary air supplied by all of the conduits of said burner (1). Brûleur selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'air primaire dit central alimenté par le conduit annulaire (11) débouchant dans le stabilisateur (3) représente tout au plus une petite quantité d'air primaire de 2 à 10 % de la totalité de l'air primaire de telle façon que dans la zone constituée par la couronne de sortie dudit air primaire central ne se produise aucune combustion notable du combustible qualifiant ladite zone annulaire de morte. Burner according to either of Claims 4 and 5, characterized in that the so-called central primary air supplied by the annular duct (11) opening into the stabilizer (3) represents at most a small quantity of primary air of 2 at 10% of the totality of the primary air so that in the zone formed by the outlet ring of said central primary air there does not occur any significant combustion of the fuel qualifying said annular zone of dead. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pression d'air primaire à l'entrée des circuits d'alimentation (4, 5, 11) en air de combustion primaire est au moins égale à 3 000 da Pa.Burner according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the primary air pressure at the inlet of the primary combustion air supply circuits (4, 5, 11) is at least 3,000 da Pa. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la concentration, rapportée au fluide gazeux de transport, en combustible solide pulvérisé dans le conduit (15) d'alimentation de ce combustible dans le brûleur (1), est au moins égale à 4 Kg de combustible solide pulvérisé par kilo de fluide de transport.Burner according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that the concentration, relative to the gaseous transport fluid, of solid fuel atomized in the duct (15) for supplying this fuel to the burner (1), is at least equal to 4 Kg of solid fuel sprayed per kilo of transport fluid. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le fluide de transport du combustible solide pulvérisé est constitué d'un mélange d'air et de gaz combustible.Burner according to any one of Claims 1 to 8, characterized in that the fluid for transporting the pulverized solid fuel consists of a mixture of air and combustible gas. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la distance radiale minima desdites ouvertures de sorties (12,14) d'air axial et d'air mis en rotation, constituant la majeure partie de l'air primaire débouchant à l'avant de la tête du brûleur (1) et en aval du stabilisateur (3) laquelle distance étant comptée par rapport au centre de la buse du brûleur (1), est au moins égale à deux fois le rayon de l'ouverture centrale (17) correspondant sensiblement à l'orifice (9) du conduit (7) de combustible central.Burner according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that the minimum radial distance from said outlet openings (12,14) for axial air and air set in rotation, constituting most of the primary air opening at the front of the burner head (1) and downstream of the stabilizer (3) which distance, counted from the center of the burner nozzle (1), is at least twice the radius of the central opening (17) corresponding substantially to the orifice (9) of the central fuel duct (7). Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le stabilisateur (3) comporte des ouvertures (13) pour le passage d'une petite partie de l'air de combustion primaire central et qui sont disposés à la sortie du conduit (11) annulaire d'alimentation de l'air dit central.Burner according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that the stabilizer (3) has openings (13) for the passage of a small part of the central primary combustion air and which are arranged at the outlet of the annular central air supply duct (11). Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la totalité de l'air de combustion primaire alimentant ledit brûleur (1) par l'ensemble des conduits situés dans ledit brûleur est au plus égal à 6% de l'air total de combustion.Burner according to any one of Claims 1 to 11, characterized in that the totality of the primary combustion air supplying said burner (1) via all of the conduits located in said burner is at most equal to 6% of l total combustion air.
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