WO2003006879A1 - Dispositif de pulverisation et procede de mise en oeuvre - Google Patents

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WO2003006879A1
WO2003006879A1 PCT/FR2002/002224 FR0202224W WO03006879A1 WO 2003006879 A1 WO2003006879 A1 WO 2003006879A1 FR 0202224 W FR0202224 W FR 0202224W WO 03006879 A1 WO03006879 A1 WO 03006879A1
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spraying
liquid
fluid
spray
sprayed
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PCT/FR2002/002224
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Olivier Delabroy
Pierre Bodelin
Patrick Recourt
Jacques Mulon
François Lacas
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L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
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    • B05B7/0491—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid the liquid and the gas being mixed at least twice along the flow path of the liquid

Definitions

  • the invention relates to the field of liquid spraying, assisted with the aid of a spraying fluid or gas, in particular oxygen.
  • It also relates to a sprayer and a spraying method, as well as a spraying line using a sprayer according to the invention.
  • the fluids traditionally used as spraying fluid for combustion are water vapor or air.
  • the drawback of water vapor is that it injects a non-reactive gas into the heart of the flame, which will pump energy from the flame and possibly harm the stabilization of said flame.
  • the nitrogen contained in the air is a source of pollutants produced during combustion and in particular of nitrogen oxide (NOx). Pure oxygen is therefore used more and more as a spraying fluid to overcome on the one hand pollution, in the case of the use of air, or modifications of the characteristics of the flame, in the case of water vapor.
  • NOx nitrogen oxide
  • the invention allows the spraying of light or heavy fuel oil, but also the spraying of other liquids, for example liquids composed of liquid waste (ensuring the role of fuel). It also allows the spraying of liquid oxygen, ensuring the role of oxidizer, while the spraying gas is a gaseous hydrocarbon, ensuring the role of fuel. It also applies to a liquid consisting of sludge, embers or any fuel with high viscosity.
  • Oxygen combustion is used in many applications (glass melting, non-ferrous melting, heating of steels, etc.).
  • fuels used there are liquid fuels, for example light fuel oil or heavy fuel oil. This liquid is sprayed so that it can then burn.
  • One of the most common methods of spraying (dispersing the liquid) and making droplets is to serve as a second fluid, generally a gas; this is assisted spraying.
  • the quality of a sprayer is measured by the size of the drops it generates.
  • the generally used parameter is the Sauter Mean Diameter (SMD), which is preferably less than 50 ⁇ .
  • the mechanisms responsible for spraying can schematically be divided into two distinct groups: impact spraying mechanisms (Figure 1A) or destabilization spraying mechanisms ( Figure 1B).
  • the spraying is linked to the impact between the liquid 4 and the spraying fluid 6 or the liquid 4 and a wall or even between the liquid and itself. It is then the kinetic energy of the spray fluid which contributes to fractionating the liquid jet into drops.
  • the spraying depends on the interactions at the interface of the liquid 4 and the spraying fluid 6. These interactions will generate instabilities which, once amplified, lead to the rupture of the liquid jet and to making drops. This destabilization is all the more amplified and effective the greater the speed differential at the interface, and the thinner the interface. State-of-the-art sprayers use only one of these two mechanisms.
  • Some sprayers only use the impact mechanism. This is, for example, the case of the sprayers described in documents US Pat. No. 5,393,220 and US Pat. No. 5,681,162. In document US Pat. No. 5,681,162, the spraying is carried out using two independent and very distinct spraying fluids. The control of their flow is done independently.
  • Some sprayers only use the destabilization mechanism. This is for example the case of document EP 755 720 where all the fluids flow in parallel in order to promote the destabilization processes of the interface.
  • the typical operating pressure is 1 to 5 bar relative.
  • the pressure level used for the spraying fluid is between (“airblast plainjet”) 1 and 7 bar (relative) or (“airblast prefilming") 1 and 10 bar (relative). It is between 1 and 6 bar (relative) in the second case ("air assisted").
  • the minimum pressure to have an SMD of the order of 50 to 100 ⁇ is 1.5 barg (some applications indeed allow drops of diameter greater than 50 ⁇ m). This has a consequence on the structure of the spray lines of an oxygen distribution system. Such a distribution system according to the prior art is illustrated in FIG. 2.
  • Such a system makes it possible to supply oxygen, with a purity of between 88% and 100% using adsorption technology, and in particular the VSA (“Vacuum Swing Adsorption”), or VPSA (“Vacuum Pressure”) technique. Swing Adsorption ”) or PSA (“ Pressure Swing Adsorption ").
  • VSA Vauum Swing Adsorption
  • VPSA Vauum Pressure
  • Swing Adsorption VPSA
  • PSA Pressure Swing Adsorption
  • these different techniques generally all have in common that the complement to oxygen is argon (in general from 2 to 5%), the molecule of which is very close to the oxygen molecule, and nitrogen, that we cannot totally eliminate but whose concentration can drop to less than 1%. In general, it is hardly possible, with these techniques, to obtain an oxygen purity greater than 97%.
  • the relative pressure of the oxygen thus obtained is low, less than 1 bar relative.
  • a compressor 14 is therefore mounted at the outlet of these means 12.
  • the spray line 10 further comprises a main line 16 which is divided, for example, into several burner supply lines. In Figure 2 only one spray line is shown. Each burner supply line is divided into a combustion line 17 and a spray line 18 which leads to a sprayer 2. The whole is then brought to the burner 19 to which is also connected an oil supply 21. The pressure drops in the main line 16 and the spray line 18 are respectively of the order of 150 mbarg and 250 mbarg.
  • the pressures at the compressor outlet are therefore not sufficient to provide the 1,900 mbarg required by an oxygen spray line. There is therefore a need to add a booster 20 which will raise the pressure to the level sufficient to allow the spraying of oxygen.
  • Such a booster also obviously has a cost.
  • the problem therefore arises of finding a sprayer capable of operating with a reduced spray fluid pressure in order to be able to spray combustible liquid, for example light fuel oil or heavy fuel oil.
  • the invention aims to solve these problems. It first relates to a spraying device for spraying a liquid using a spraying fluid, comprising: - a pipe for injecting a liquid to be sprayed,
  • the invention relates to a spraying device for spraying a liquid using a spraying fluid, comprising:
  • the spraying using two spraying phenomena makes it possible to produce drops with a correct diameter (of the order of 50 ⁇ or less), with a reduced relative pressure for the spraying fluid.
  • the means for forming a film of liquid to be sprayed comprise, according to one embodiment, a first and a second wall parallel to each other, for example formed respectively by the outer wall of a central duct of a distributor, and through the inner wall of an injector.
  • the invention also relates to a system for spraying a liquid, comprising means for producing a spraying fluid, and a spraying device according to the invention.
  • the invention also relates to a method of spraying a liquid using a spraying fluid, using a device or a system according to the invention.
  • the invention makes it possible to use only one spraying fluid, and with a reduced pressure, between 100 mbarg and 1 barg. Only two flow rates are therefore to be managed, the flow rate of the liquid to be sprayed and the flow rate of the spraying fluid.
  • FIG. 2 represents a known spray line according to the prior art
  • FIG. 3 represents an embodiment of a sprayer according to the invention
  • FIGS. 4 and 5 illustrate the determination of the parameters of a sprayer according to the invention
  • FIG. 6 shows a spray line according to the invention, using a sprayer according to the invention.
  • a dispenser 31 has a central duct 32 through which a liquid to be sprayed arrives.
  • conduits move towards the central axis of the injector, in the direction of flow of the liquid.
  • these two lateral conduits 34, 36 can be identical by producing a single cylindrical conduit around the distributor 31.
  • a central zone 46 constitutes a zone or a chamber or a spray duct, in which or in which the liquid to be sprayed ends up on the one hand, and the spraying fluid on the other hand.
  • the spraying fluid is injected into the zone 46, on the one hand by a central spraying duct 38 (of internal diameter Dj nt ) to which one (or more, for example between one and four) leads transverse duct 40, which starts from the lateral duct 36, and on the other hand by one or more (for example between one and eight) lateral orifice (s) / aux 42 made in the injector 44.
  • a central spraying duct 38 of internal diameter Dj nt
  • the spraying fluid is injected by several routes, which makes it possible to reduce the pressure necessary for correct operation of the sprayer.
  • the liquid to be sprayed flows, from the central injection duct 32, into one or more (for example between one and four) channels 37, then into a channel 48 formed between the outer wall of the central spray duct 38 and the inner wall of the injector 44. If these two walls are cylindrical with relative diameters D " ⁇ q and D + ij q , a film of liquid produced by flow in the channel 48 has a thickness equal to (D + ⁇ q - D " ⁇ iq ) / 2.
  • the film of spray liquid thus produced meets the spray liquid injected through the side ports 42, with which impact spraying occurs. It also enters into surface interaction (or destabilization) with the spraying fluid injected into the zone 46 via the conduit 38, directed in a direction parallel or tangential to the film of liquid to be sprayed and which also contributes to the spraying of the film. liquid to spray.
  • the two spraying mechanisms occur simultaneously and contribute to a good spraying of the liquid, as well as to the reduction of the pressure necessary for the sprayer to function correctly, that is to say by producing a drop diameter (SMD) on the order of 50 ⁇ m or less.
  • SMD drop diameter
  • the assembly made up of parts 31 and 44 is housed in a nozzle 50.
  • the nozzle draws the contours of, or guide, the flow of the spraying fluid which will be distributed between the passage or transverse conduit 40 and the part 60 of the lateral conduit 36 which will approach the axis of the injector.
  • a tangential component to the spraying fluid injected by the lateral orifices 42.
  • This part of the spraying fluid therefore has on the one hand a spraying effect and on the other hand a destabilizing effect .
  • the destabilization phenomena are then amplified by the speed differential at the interface.
  • Adding a tangential component plays an important role: by a centrifugal effect, the axial speed component is increased in the vicinity of the interface. Thus, the speed differential is locally increased. Adding a swiri angle is therefore also beneficial for the quality of the spray.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce the injection pressure of the spraying fluid, while requiring only the management of two flow rates: the liquid flow rate and that of a single spraying fluid.
  • the upstream pressure of the spraying fluid is between 100 mbarg and 1 barg for spraying combustible liquid, for example light fuel oil or heavy fuel oil (for example: 300 mbarg for heavy fuel oil).
  • This reduced pressure makes it possible to produce a spraying line without a booster.
  • the state of the art uses two spray fluids (for example US 5,681,162 or US 3,733,165).
  • the two spraying mechanisms impact and destabilization
  • the liquid film is both faced with an impact (the kinetic energy of the fluid coming from the channel (s) / at 32 will disintegrate the liquid film) and by a destabilization (the speed of the spraying fluid coming from conduit 38 will destabilize 'liquid interface).
  • the coexistence of these two phenomena makes it possible to reduce by three the pressures of use compared to the state of the art.
  • the pressure recommended in EP 755 720 is between 1 bar and 5 bar relative
  • the pressure recommended in US 3,733,165 is between 0.3 and 2 kg / cm 2 G (or 0.29 and 1.96 bar relative).
  • the pressure necessary to obtain a correct spraying is between 0.1 and 0.9 or 1 relative bar.
  • K be the ratio between the mass flow rate of the spraying fluid and the mass flow rate of liquid.
  • ⁇ be the fraction of the spray fluid flow rate which passes through the central circuit 40-38.
  • 0.1 ⁇ ⁇ 0.5 the fraction of the spray fluid flow rate which passes through the central circuit 40-38.
  • FIG. 4 describes the choice of the central diameter Dj nt : for a given liquid flow, the field of choice of D
  • D int is between 2 mm and 7 mm, or is equal to, or close to, 3 mm.
  • FIG. 5 describes the choice of the screen for the liquid flow (or thickness of the film of liquid to be sprayed).
  • the dimensions D + ⁇ q and D ⁇ ⁇ q have been defined above.
  • the speed of the liquid within the frame is greater than 1 m / s and less than 10 m / s.
  • the conical nozzle ends with a nozzle 54 of length L n and internal diameter D n .
  • the sprayer according to the invention uses only one spraying fluid, distributed between several passages or conduits (at least two, one being designated by the reference 40 in FIG. 2, the other by the reference 60 ). Only two flow rates are to be managed: the flow rate of the liquid to be sprayed and the flow rate of the spraying fluid.
  • a liquid film is also produced, which is subjected simultaneously to two sputtering phenomena, by impact and by destabilization.
  • the number of lateral orifices 42 used in a spraying device according to the invention is at least equal to one. Several orifices 42 can be distributed, symmetrically or not, around the combustion zone 46.
  • a sprayer according to the invention can be used in a spray line or an oxygen distribution system similar to that or that illustrated in FIG. 2 above.
  • a line of spraying is represented in FIG. 6, in which the references identical to those of FIG. 2 designate therein identical or similar elements.
  • the means 12 make it possible to produce impure oxygen by adsorption, the outlet pressure of which is less than approximately 3 bar relative.
  • the main line 16 comprises for example (is indicated in brackets, for each component, the pressure drop induced by this component): - a silencer 161 (20 mbarg),
  • Reference 168 designates a high pressure oxygen reserve (not used during normal operation of the installation).
  • Each spray line 18 is associated with an oven 19 and comprises, according to an example: - a quarter-turn valve 181 (10 mbarg),
  • the pressure of the furnace 19 is typically 15 mbar, which brings the total pressure drop in the spray line 18 to about 250 mbarg.
  • the combustion oxygen is directed to the burner 19 via a regulating valve 183, a quarter-turn valve 184 and a hose 185.
  • the pressure required at the outlet of the compressor 14 is therefore 700 mbarg, in the case of a sprayer 22 according to the invention operating with an injection pressure of 300 mbarg (with a screen of 1 mm and Dj nt equal to 3 mm).
  • the implementation of the invention allows the use of oxygen supplied by an in situ oxygen supply system (VSA / VPSA / PSA), the oxygen being supplied, in particular by adsorption, at a purity of between 88 % and 100%, the impurities being essentially argon and / or nitrogen, and the oxygen being supplied at a relative pressure of between 500 and 1,900 mbarg, preferably between 700 and 1,400 mbarg.
  • VSA / VPSA / PSA in situ oxygen supply system
  • the oxygen being supplied, in particular by adsorption, at a purity of between 88 % and 100%, the impurities being essentially argon and / or nitrogen, and the oxygen being supplied at a relative pressure of between 500 and 1,900 mbarg, preferably between 700 and 1,400 mbarg.
  • Variants can be implemented for producing a spray line or a distribution system with a sprayer according to the invention.
  • a regulator 184 on the spray line.
  • a regulator with a low pressure drop of between 100 and 200 mbar (preferably 150 mbar) will be chosen.
  • the use of this regulator makes it possible to completely overcome pressure fluctuations from the compressor (typically 25 mbar around the nominal pressure). By thus maintaining a constant pressure at the level of the sprayer, constant flame characteristics are obtained whatever the pressure variations coming from the compressor, the stoichiometry of the burner and the power of the burner.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de pulverisation pour pulveriser un liquide a L'aide d'un fluide de pulverisation, comportant :-un conduit (32) d'injection d'un liquide a pulveriser,-une zone ou un conduit (46) de pulverisation, -au moins un conduit d'injection (34, 36) d'un fluide de pulverisation,-au moins deux conduits (40, 60) de circulation du fluide de pulverisation partant de ce conduit d'injection et rejoignant la zone, ou le conduit (46) de pulverisation, le fluide de pulverisation etant divise en plusieurs parties entre les conduits de circulation.

Description

Dispositif de pulvérisation et procédé de mise en oeuyre
Domaine technique et art antérieur
L'invention concerne le domaine de la pulvérisation de liquide, assistée à l'aide d'un fluide ou d'un gaz de pulvérisation, notamment de l'oxygène.
Elle concerne également le domaine de la combustion assistée par pulvérisation.
Elle concerne aussi un pulvérisateur et un procédé de pulvérisation, de même qu'une ligne de pulvérisation mettant en oeuvre un pulvérisateur selon l'invention.
Les fluides traditionnellement utilisés comme fluide de pulvérisation pour la combustion sont la vapeur d'eau ou l'air. L'inconvénient de la vapeur d'eau est d'injecter au cœur de la flamme un gaz non réactif qui va pomper de l'énergie de la flamme et éventuellement nuire à la stabilisation de ladite flamme. L'azote contenu dans l'air est source de polluants produits lors de la combustion et notamment d'oxyde d'azote (NOx). L'oxygène pur est donc de plus en plus utilisé comme fluide de pulvérisation pour s'affranchir d'une part de la pollution, dans le cas de l'utilisation de l'air, ou des modifications des caractéristiques de la flamme, dans le cas de la vapeur d'eau.
L'invention permet la pulvérisation de fioul léger ou lourd, mais également la pulvérisation d'autres liquides, par exemple de liquides composés de déchets liquides (assurant le rôle de combustible). Elle permet également la pulvérisation d'oxygène liquide, assurant le rôle de comburant, tandis que le gaz pulvérisateur est un hydrocarbure gazeux, assurant le rôle de combustible. Elle s'applique encore à un liquide constitué de boues, de braies ou de tout combustible à haute viscosité.
La combustion à l'oxygène est utilisée dans de nombreuses applications (fusion du verre, fusion des non-ferreux, réchauffage des aciers, etc.). Parmi les combustibles utilisés, on trouve des combustibles liquides, par exemple le fioul léger ou le fioul lourd. On pulvérise ce liquide pour pouvoir ensuite le brûler.
Une des méthodes les plus communément utilisées pour pulvériser (disperser le liquide) et fabriquer des gouttelettes consiste à se servir d'un deuxième fluide, généralement un gaz ; il s'agit de la pulvérisation assistée.
En combustion, ces gouttelettes vont directement gouverner les caractéristiques de la flamme (longueur de flamme, stabilité, etc.) ainsi que les émissions produites (NOx, suies). La pulvérisation est donc une étape critique de la combustion des liquides.
On cherche à avoir un nombre suffisant de gouttes de petit diamètre pour assurer la stabilité de la combustion. En particulier, la qualité d'un pulvérisateur est mesurée à la taille des gouttes qu'il génère. Le paramètre généralement utilisé est le diamètre moyen de Sauter (Sauter Mean Diameter, SMD), celui-ci étant de préférence inférieur à 50 μ .
Les mécanismes responsables de la pulvérisation peuvent schématiquement être scindés en deux groupes distincts : les mécanismes de pulvérisation par impact (figure 1A) ou les mécanismes de pulvérisation par déstabilisation (figure 1 B).
Ces mécanismes se différencient par la manière dont le fluide de pulvérisation est utilisé dans le pulvérisateur 2.
Dans le premier cas (figure 1A), la pulvérisation est liée à l'impact entre le liquide 4 et le fluide de pulvérisation 6 ou le liquide 4 et une paroi ou encore entre le liquide et lui-même. C'est alors l'énergie cinétique du fluide de pulvérisation qui contribue à fractionner le jet liquide en gouttes.
Dans le deuxième cas (figure 1 B), la pulvérisation dépend des interactions à l'interface du liquide 4 et du fluide de pulvérisation 6. Ces interactions vont engendrer des instabilités qui, une fois amplifiées, conduisent à la rupture du jet liquide et à la fabrication des gouttes. Cette déstabilisation est d'autant plus amplifiée et efficace que le différentiel de vitesse à l'interface est grand, et que l'épaisseur de l'interface est fine. Les pulvérisateurs de l'état de l'art n'utilisent qu'un seul de ces deux mécanismes.
Certains pulvérisateurs utilisent uniquement le mécanisme d'impact. C'est, par exemple, le cas des pulvérisateurs décrits dans les documents US 5 393 220 et de US 5 681 162. Dans le document US 5 681 162, la pulvérisation s'effectue à l'aide de deux fluides de pulvérisation indépendants et bien distincts. Le contrôle de leur débit se fait d'ailleurs de manière indépendante.
Dans le cas du document US 5 393 220, il y a un seul fluide de pulvérisation, le deuxième fluide gazeux en jeu, sur la couronne extérieure, assurant la combustion complète. Il ne participe donc pas à la pulvérisation. Seul les mécanismes d'impact sont utilisés dans ce document.
Certains pulvérisateurs utilisent uniquement le mécanisme de déstabilisation. C'est par exemple le cas du document EP 755 720 où tous les fluides s'écoulent de manière parallèle pour favoriser les processus de déstabilisation d'interface. Dans ce document, la pression d'utilisation typique est de 1 à 5 bar relatif.
Le document US 3 733 165 utilise un écoulement central d'oxygène qui vient aspirer une partie du combustible liquide. Le mélange ainsi obtenu est ensuite pulvérisé par le mécanisme de déstabilisation à l'aide d'un deuxième fluide distinct du premier qui est de l'air ou de la vapeur d'eau.
Les pulvérisateurs à liquide connus, utilisant un fluide de pulvé- risation, se divisent en deux grandes catégories: les pulvérisateurs appelés "airblast' et les pulvérisateurs appelés " air-assisted' .
A ce sujet, on peut se reporter à l'ouvrage de A. Lefebvre, Atomization and Sprays, 1989, Taylor & Francis.
Dans le premier cas, le niveau de pression utilisé pour le fluide de pulvérisation est compris entre ("airblast plainjet") 1 et 7 bar (relatif) ou ("airblast prefilming") 1 et 10 bar (relatif). Il est compris entre 1 et 6 bar (relatif) dans le deuxième cas ("air assisted").
En outre, pour avoir une pulvérisation correcte, c'est-à-dire un diamètre de goutte (SMD par exemple) de l'ordre de 50 //m, il faut alors travailler avec une pression relative supérieure à 5 bar sur le fluide de pulvérisation.
En général, la pression minimum pour avoir un SMD de l'ordre de 50 à 100 μ est 1 ,5 barg (certaines applications tolèrent en effet des gouttes de diamètre supérieur à 50 μm). Ceci a une conséquence sur la structure des lignes de pulvérisation d'un système de distribution d'oxygène. Un tel système de distribution selon l'art antérieur est illustré sur la figure 2.
Un tel système permet de fournir de l'oxygène, de pureté comprise entre 88% et 100% à l'aide de la technologie par adsorption, et notamment de la technique VSA (« Vacuum Swing Adsorption »), ou VPSA ("Vacuum Pressure Swing Adsorption") ou PSA ("Pressure Swing Adsorption"). Ces différentes techniques ont en général toutes en commun que le complément à l'oxygène est de l'argon (en général de 2 à 5%), dont la molécule est très voisine de la molécule d'oxygène, et de l'azote, qu'on n'arrive pas à éliminer totalement mais dont la concentration peut descendre à moins de 1%. En général, on ne peut guère, avec ces techniques, obtenir une pureté d'oxygène supérieure à 97%.
Sur la figure 2, les moyens permettant d'obtenir l'oxygène de cette manière sont désignés par la référence 12.
Mais la pression relative de l'oxygène ainsi obtenu est faible, inférieure à 1 bar relatif.
A l'aide d'un surpresseur de faible coût, on peut légèrement augmenter cette pression, qui reste néanmoins insuffisante pour les injecteurs de fioul habituels.
Un compresseur 14 est donc monté en sortie de ces moyens 12.
La ligne de pulvérisation 10 comporte en outre une ligne principale 16 qui se divise par exemple en plusieurs lignes d'alimentation de brûleurs. Sur la figure 2 seule une ligne de pulvérisation est représentée. Chaque ligne d'alimentation de brûleur se divise en une ligne de combustion 17 et en une ligne de pulvérisation 18 qui aboutit à un pulvérisateur 2. Le tout est ensuite amené vers le brûleur 19 auquel est également connecté une alimentation 21 en fioul. Les pertes de charge, dans la ligne principale 16 et la ligne de pulvérisation 18 sont respectivement de l'ordre de 150 mbarg et 250 mbarg.
Ces pertes viennent s'ajouter aux 1 500 mbarg nécessaires à l'utilisation du pulvérisateur 2, comme déjà expliqué ci-dessus. L'installation nécessite donc une production d'oxygène avec une pression d'environ 1 900 mbarg. Or, dans le cas d'une production d'oxygène VSA, la pression disponible en sortie de compresseur 14 est de 700 mbarg pour un compresseur "Roots" et de 1 600 mbarg pour un compresseur de type "Piston low pressure". Dans le cas d'une production d'oxygène de type PSA, ces valeurs, en sortie de compresseur 14, sont respectivement de 1 100 et 2 000 mbarg.
Notamment, dans le cas d'une production PSA avec un compresseur de type "Piston low pressure", on atteint 2000 mbarg, ce qui est théoriquement satisfaisant, mais qui offre trop peu de marge par rapport à la limite inférieure imposée pour la pression.
Les pressions, en sortie de compresseur, ne sont donc pas suffisantes pour assurer les 1 900 mbarg que nécessite une ligne de pulvérisation à l'oxygène. Il y a donc nécessité d'ajouter un surpresseur 20 qui va remonter la pression au niveau suffisant pour permettre la pulvérisation d'oxygène.
Un tel surpresseur a en outre évidemment un coût.
Il se pose donc le problème de trouver un pulvérisateur pouvant fonctionner avec une pression de fluide de pulvérisation réduite pour pouvoir pulvériser du liquide combustible, par exemple du fioul léger ou du fioul lourd.
Il se pose également le problème de trouver un pulvérisateur permettant de supprimer le surpresseur 20 dans une ligne de pulvérisation telle que celle illustrée sur la figure 2. II se pose également le problème de trouver un nouveau dispositif et un nouveau procédé de pulvérisation permettant de générer les gouttes avec un diamètre moyen satisfaisant, et de préférence avec une pression réduite.
Exposé de l'invention
L'invention vise à résoudre ces problèmes. Elle concerne d'abord un dispositif de pulvérisation pour pulvériser un liquide à l'aide d'un fluide de pulvérisation, comportant : - un conduit d'injection d'un liquide à pulvériser,
- une zone ou un conduit de pulvérisation, - au moins un conduit d'injection d'un fluide de pulvérisation,
- au moins deux conduits de circulation du fluide de pulvérisation partant de ce conduit d'injection et rejoignant la zone, ou le conduit de pulvérisation, le fluide de pulvérisation étant divisé en plusieurs parties entre les conduits de circulation.
La présence d'au moins deux conduits de circulation du fluide de pulvérisation permet de réduire la pression d'injection de ce fluide.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de pulvérisation pour pulvériser un liquide à l'aide d'un fluide de pulvérisation, comportant :
- un conduit d'injection d'un liquide à pulvériser,
- au moins un conduit d'injection d'un fluide de pulvérisation,
- des moyens pour former un film dudit liquide à pulvériser,
- des moyens, pour réaliser un impact entre une première partie du fluide de pulvérisation et ledit film,
- des moyens pour réaliser une déstabilisation par interactions à l'interface entre ledit film de liquide à pulvériser et une deuxième partie du fluide de pulvérisation.
La pulvérisation mettant en oeuvre deux phénomènes de pulvérisation permet de produire des gouttes avec un diamètre correct (de l'ordre de 50 μ ou moins), avec une pression relative réduite pour le fluide de pulvérisation.
Les moyens pour former un film de liquide à pulvériser (d'épaisseur inférieure à 1 mm mais supérieure à 0,25 mm), comportent, selon un mode de réalisation, une première et une deuxième paroi parallèles entre elles, par exemple formées respectivement par la paroi extérieure d'un conduit central d'un distributeur, et par la paroi intérieure d'un injecteur.
L'invention concerne également un système de pulvérisation d'un liquide, comportant des moyens pour produire un fluide de pulvérisation, et un dispositif de pulvérisation selon l'invention.
L'invention concerne également un procédé de pulvérisation d'un liquide à l'aide d'un fluide de pulvérisation, mettant en oeuvre un dispositif ou un système selon l'invention. L'invention permet de n'utiliser qu'un seul fluide de pulvérisation, et avec une pression réduite, comprise entre 100 mbarg et 1 barg. Seuls deux débits sont donc à gérer, le débit du liquide à pulvériser et le débit du fluide de pulvérisation.
Brève description des figures - Les figures 1 A et 1 B représentent schématiquement les principes de deux mécanismes connus de pulvérisation,
- la figure 2 représente une ligne de pulvérisation connue selon l'art antérieur,
- la figure 3 représente un mode de réalisation d'un pulvérisa- teur selon l'invention,
- les figures 4 et 5 illustrent la détermination des paramètres d'un pulvérisateur selon l'invention,
- la figure 6 représente une ligne de pulvérisation selon l'invention, mettant en oeuvre un pulvérisateur selon l'invention.
Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
Un mode de réalisation d'un pulvérisateur 22 selon l'invention va être décrit en liaison avec la figure 3.
Sur cette figure, un distributeur 31 comporte un conduit central 32 par lequel arrive un liquide à pulvériser.
Il comporte également deux conduits latéraux 34, 36, par lesquels arrive un fluide de pulvérisation.
Ces conduits vont en se rapprochant de l'axe central de l'injecteur, dans le sens d'écoulement du liquide. Pratiquement, ces deux conduits latéraux 34, 36 peuvent être identiques par la réalisation d'un conduit cylindrique unique autour du distributeur 31.
Une zone centrale 46 constitue une zone ou une chambre ou un conduit de pulvérisation, dans lequel ou dans laquelle aboutissent d'une part le liquide à pulvériser, et d'autre part le fluide de pulvérisation.
Le fluide de pulvérisation est injecté dans la zone 46, d'une part par un conduit central 38 de pulvérisation (de diamètre intérieur Djnt) auquel aboutit un (ou plusieurs, par exemple entre un et quatre) conduit transverse 40, qui part du conduit latéral 36, et d'autre part par un ou plusieurs (par exemple entre un et huit) orifice(s) latéral/aux 42 pratiqué(s) dans l'injecteur 44. Ainsi, le fluide de pulvérisation est injecté par plusieurs voies, ce qui permet de diminuer la pression nécessaire pour un fonctionnement correct du pulvérisateur.
Le liquide à pulvériser s'écoule, depuis le conduit central 32 d'injection, dans un ou plusieurs (par exemple entre un et quatre) canaux 37, puis dans un canal 48 formé entre la paroi extérieure du conduit central 38 de pulvérisation et la paroi intérieure de l'injecteur 44. Si ces deux parois sont cylindriques avec des diamètres relatifs D"κq et D+ijq, un film de liquide produit par écoulement dans le canal 48 a une épaisseur égale à (D+πq - D"ιiq)/2.
Le film de liquide à pulvériser ainsi produit rencontre le liquide de pulvérisation injecté par les orifices latéraux 42, avec lequel une pulvérisation par impact se produit. Il entre également en interaction de surface (ou de déstabilisation) avec le fluide de pulvérisation injecté dans la zone 46 via le conduit 38, dirigé selon une direction parallèle ou tangentielle au film de liquide à pulvériser et qui contribue lui aussi à la pulvérisation du film de liquide à pulvériser.
Les deux mécanismes de pulvérisation se produisent simultanément et contribuent à une bonne pulvérisation du liquide, ainsi qu'à l'abaissement de la pression nécessaire au pulvérisateur pour fonctionner correctement, c'est-à-dire en produisant un diamètre de goutte (SMD) de l'ordre de 50 μm ou moins.
L'ensemble composé par les pièces 31 et 44 vient se loger dans une buse 50. Celle-ci contient une partie conique 52 et se termine par un embout 54 de section constante. La buse dessine les contours de, ou guide, l'écoulement du fluide de pulvérisation qui va se répartir entre le passage ou conduit transverse 40 et la partie 60 du conduit latéral 36 qui va en se rapprochant de l'axe de l'injecteur.
Dans cette dernière partie 60, il est possible de rajouter une composante tangentielle au fluide de pulvérisation injecté par les orifices latéraux 42. Cette partie du fluide de pulvérisation a donc d'une part un effet de pulvérisation et d'autre part un effet de déstabilisation. Les phénomènes de déstabilisation sont alors amplifiés par le différentiel de vitesse à l'interface. Le fait de rajouter une composante tangentielle ("swiri") joue un rôle important : par un effet de centrifugation, on augmente la composante axiale de vitesse au voisinage de l'interface. Ainsi, on augmente localement le différentiel de vitesse. L'ajout d'un angle de swiri est donc également bénéfique pour la qualité de la pulvérisation.
Le dispositif selon l'invention permet de réduire la pression d'injection du fluide de pulvérisation, tout en ne nécessitant que la gestion de deux débits : le débit de liquide et celui d'un seul fluide de pulvérisation.
Avec le pulvérisateur selon l'invention, la pression amont du fluide de pulvérisation est comprise entre 100 mbarg et 1 barg pour pulvériser du liquide combustible, par exemple du fioul léger ou du fioul lourd (par exemple : 300 mbarg pour du fioul lourd).
Cette pression réduite permet de réaliser une ligne de pulvérisation sans surpresseur.
L'état de l'art fait appel à deux fluides de pulvérisation (par exemple US 5 681 162 ou US 3 733 165). Selon l'invention, les deux mécanismes de pulvérisation (impact et déstabilisation) ont lieu quasiment simultanément. Le film liquide est à la fois confronté à un impact (l'énergie cinétique du fluide issu du ou des canal/aux 32 va désintégrer le film liquide) et à une déstabilisation (la vitesse du fluide de pulvérisation issu de conduit 38 va déstabiliser l'interface liquide). La coexistence de ces deux phénomènes permet de réduire par trois les pressions d'utilisations par rapport à l'état de l'art. Par exemple, la pression recommandée dans EP 755 720 est comprise entre 1 bar et 5 bar relatifs, la pression recommandée dans US 3 733 165 est comprise entre 0.3 et 2 kg/cm2G (soit 0.29 et 1.96 bar relatifs). Selon l'invention, la pression nécessaire pour obtenir une pulvérisation correcte est comprise entre 0.1 et 0,9 ou 1 bar relatif.
Les avantages génériques liés à l'utilisation de l'oxygène (d'une pureté comprise entre 88% et 100%) comme fluide de pulvérisation sont en particulier la réduction de la quantité de NOx, lié à la suppression de tout ou une partie de l'azote contenu dans l'air utilisé habituellement comme fluide de pulvérisation (l'air est par exemple utilisé comme fluide de pulvérisation dans US 3 733 165, EP 755 720).
Les réductions de NOx sont encore plus importantes pour les applications où le comburant utilisé pour la combustion est également de l'oxygène (d'une pureté comprise entre 88% et 100%). En plus de ces avantages génériques, l'utilisation, selon l'invention, de l'oxygène à basse pression apporte les avantages supplémentaires suivants. L'oxygène basse pression a une faible vitesse.
L'impulsion du jet de liquide pulvérisé est donc réduite, ainsi que celle de la flamme. Il en résulte :
- des températures de flamme plus basses,
- une distribution du flux thermique plus uniforme,
- des températures de voûte et des réfractaires plus basses,
- moins de NOx et SOx produits dans la flamme, - moins de volatilisation.
Soit K le rapport ente le débit massique du fluide de pulvérisation et le débit massique de liquide. On peut prendre, pour l'injecteur selon l'invention : 0,1 < K < 1.
Soit λ la fraction du débit du fluide de pulvérisation qui passe par le circuit central 40-38. On peut prendre, pour un injecteur selon l'invention 0,1 < λ < 0,5.
Le débit de fluide de pulvérisation qui passe par le circuit central 40-38 est donc égal à λ. K fois le débit massique de liquide (Qliq). Le minimum correspond donc à λ. K = 0.01 , et le maximum correspond à λ. K = 0.5.
Les figures suivantes détaillent les relations qui existent dans l'injecteur proposé, dans le cas où le liquide à pulvériser est du fioul lourd N°2 (F02), de débit à peu près égal à 100 kg/h
La figure 4 décrit le choix du diamètre central Djnt : pour un débit de liquide donné, le domaine de choix de D|nt est décrit par l'aire comprise entre :
• Un diamètre minimum de 1 mm (pour des raisons de faisabilité),
• les deux droites Vmini = 20 m/s et Vmaxi = 250 m/s (vitesses minimale et maximale dans un atomiseur pour un jet central), • les deux courbes correspondant aux débits de fluide de pulvérisation central minimum : (0,01*Qliq) et maximum : (0,5*Qliq).
On voit que, préférentiellement, Dint est compris entre 2 mm et 7 mm, ou est égal à, ou voisin de, 3 mm.
Un diamètre compris entre 3 mm et 7 mm permet un fonctionnement sur toute la plage de vitesses souhaitées. Un diamètre de l'ordre de 3 mm permet en outre de limiter l'encombrement de l'injecteur. La figure 5 décrit le choix de la trame de l'écoulement liquide (ou épaisseur du film de liquide à pulvériser). Les dimensions D+ιιq et D~πq ont été définies plus haut. De préférence, on cherche à satisfaire deux critères principaux : « la trame (D"ijq-D+πq)/2 est supérieure à 0,25 mm pour éviter tout risque de bouchage,
• la vitesse du liquide au sein de la trame est supérieure à 1 m/s et inférieure à 10 m/s.
Pour Q|jq = 100 kg/h, on choisira préférentiellement pour (D+ijq-D"|iq) une valeur comprise entre 0,8 mm ou 0,9 mm et 1 ,1 mm, ou 1 ,2 mm notamment la valeur de 1 mm.
En ce qui concerne la buse conique, elle se termine par un embout 54 de longueur Ln et de diamètre intérieur Dn.
Ces deux dimensions sont choisies de sorte que le mélange gaz-liquide sortant par le canal 46 n'impacte pas sur le rebord intérieur de cet embout 54.
L'angle d'un jet étant de 11 °, la condition précédente implique :
0 < Ln/(Dn-D+|iq) < 2,6
Le pulvérisateur selon l'invention ne met en oeuvre qu'un seul fluide de pulvérisation, distribué entre plusieurs passages ou conduits (au moins deux, l'un étant désigné par la référence 40 sur la figure 2, l'autre par la référence 60). Seuls deux débits sont à gérer : le débit du liquide à pulvériser et le débit du fluide de pulvérisation.
Un film liquide est par ailleurs produit, qui est soumis simultanément à deux phénomènes de pulvérisation, par impact et par déstabilisation. Le nombre d'orifices latéraux 42 utilisés dans un dispositif de pulvérisation selon l'invention est au minimum égal à un. Plusieurs orifices 42 peuvent être répartis, de manière symétrique, ou pas, autour de la zone de combustion 46.
Un pulvérisateur selon l'invention peut être utilisé dans une ligne de pulvérisation ou un système de distribution d'oxygène similaire à celle ou celui illustré sur la figure 2 ci-dessus. Une telle ligne de pulvérisation est représentée sur la figure 6, sur laquelle les références identiques à celles de la figure 2 y désignent des éléments identiques ou similaires.
En particulier, les moyens 12 permettent de produire de l'oxygène impur par adsorption, dont la pression de sortie est inférieure à environ 3 bar relatifs.
La ligne principale 16 comporte par exemple (est indiquée entre parenthèses, pour chaque composant, la perte de charge induite par ce composant) : - un silencieux 161 (20 mbarg),
- un échangeur de chaleur 162 (20 mbarg),
- des vannes de régulation 164, 166 (5 mbarg pour chaque vanne),
- des vannes quart de tour 163, 165 (5 mbarg pour chaque vanne),
- un débitmètre 167 (30 mbarg),
- un clapet anti-retour (20 mbarg),
- divers éléments tels que tuyauteries, coudes, etc. (40 mbarg). Au total, la perte de charge dans la ligne principale 16 est d'environ 150 mbarg.
La référence 168 désigne une réserve d'oxygène à haute pression (non utilisée lors du fonctionnement normal de l'installation).
Chaque ligne de pulvérisation 18 est associée à un four 19 et comporte, selon un exemple : - une vanne quart de tour 181 (10 mbarg),
- un débitmètre 182 (30 mbarg),
- un détendeur 190 (150 mbarg),
- un flexible 192 (20 mbarg),
- divers éléments tels que tuyauteries, coudes, etc. (25 mbarg). La pression du four 19 est typiquement de 15 mbar, ce qui porte la perte de charge totale dans la ligne de pulvérisation 18 à environ 250 mbarg.
L'oxygène de combustion est dirigé vers le brûleur 19 via une vanne régulante 183, une vanne quart de tour 184 et un flexible 185. La pression nécessaire en sortie de compresseur 14 est donc de 700 mbarg, dans le cas d'un pulvérisateur 22 selon l'invention fonctionnant avec une pression d'injection de 300 mbarg (avec une trame de 1 mm et Djnt égal à 3 mm).
Les niveaux de pression disponibles en sortie de compresseur 14 et déjà indiqués ci-dessus (Installation VSA : 700 mbarg pour un compresseur "Roots" et 1 600 mbarg pour un compresseur de type "Piston low pressure" ; installation PSA : respectivement 1 100 mbarg et 2 000 mbarg) sont donc désormais suffisants pour assurer les 700 mbarg nécessaires à la pulvérisation, ce qui permet de retirer le surpresseur 20 de l'installation. L'installation de la figure 6 ne comporte donc pas de surpresseur.
La mise en oeuvre de l'invention permet l'utilisation d'oxygène fournit par un système de fourniture d'oxygène in situ (VSA / VPSA / PSA), l'oxygène étant fourni, notamment par adsorption, à une pureté comprise entre 88% et 100%, les impuretés étant essentiellement de l'argon et/ou de l'azote, et l'oxygène étant fourni à une pression relative comprise entre 500 et 1 900 mbarg, de manière préférentielle entre 700 et 1 400 mbarg.
Des variantes peuvent être mises en oeuvre pour la réalisation d'une ligne de pulvérisation ou d'un système de distribution avec un pulvérisateur selon l'invention.
Cependant, il est préférable, comme illustré sur la figure 6, d'utiliser un détendeur 184 sur la ligne de pulvérisation. On choisira de préférence un détendeur à faible perte de charge comprise entre 100 et 200 mbar, de préférence 150 mbar). L'utilisation de ce détendeur permet de s'affranchir complètement des fluctuations de pression issues du compresseur (typiquement 25 mbar autour de la pression nominale). En maintenant ainsi une pression constante au niveau du pulvérisateur, on obtient des caractéristiques de flamme constantes quelles que soient les variations de pression issues du compresseur, la stoechiométrie du brûleur et la puissance du brûleur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de pulvérisation pour pulvériser un liquide à l'aide d'un fluide de pulvérisation, comportant : - un conduit (32) d'injection d'un liquide à pulvériser,
- une zone ou un conduit (46) de pulvérisation,
- au moins un conduit d'injection (34, 36) d'un fluide de pulvérisation,
- au moins deux conduits (40, 60) de circulation du fluide de pulvérisation partant de ce conduit d'injection et rejoignant la zone, ou le conduit (46) de pulvérisation, le fluide de pulvérisation étant divisé en plusieurs parties entre les conduits de circulation.
2. Dispositif selon la revendication 1 comportant : - des moyens (48) pour former un film du liquide à pulvériser ;
- des moyens (42) pour réaliser un impact entre une première partie du fluide de pulvérisation et le film de liquide à pulvériser,
- des moyens (38) pour réaliser une déstabilisation par interaction à l'interface entre ledit film du liquide à pulvériser et une deuxième partie du fluide de pulvérisation.
3. Dispositif de pulvérisation pour pulvériser un liquide à l'aide d'un fluide de pulvérisation, comportant :
- un conduit (32) d'injection d'un liquide à pulvériser, - une zone ou un conduit (46) de pulvérisation,
- au moins un conduit d'injection (34, 36) d'un fluide de pulvérisation,
- des moyens (48) pour former un film dudit liquide à pulvériser,
- des moyens (42) pour réaliser un impact entre une première partie du fluide de pulvérisation et ledit film,
- des moyens (38) pour réaliser une déstabilisation par interaction à l'interface entre ledit film de liquide à pulvériser et une deuxième partie du fluide de pulvérisation.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, les moyens pour former un film de liquide à pulvériser comportant une première et une deuxième parois (38, 44) parallèles entre elles.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, l'épaisseur du film de liquide étant supérieure à 0,25 mm.
6. Dispositif selon la revendication 5, l'épaisseur du film de liquide étant comprise entre 0,4 mm et 0,6 mm.
7. Dispositif selon la revendication 6, l'épaisseur du film de liquide étant égale à 0,5 mm.
8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, les moyens (42) pour réaliser un impact entre une première partie du fluide de pulvérisation et le film de liquide à pulvériser comportant des moyens pour diriger une première partie du fluide de pulvérisation vers le, ou en direction du film de liquide à pulvériser.
9. Dispositif selon la revendication 8, les moyens pour diriger une première partie du fluide de pulvérisation vers le, ou en direction du, film de liquide à pulvériser comportant au moins un orifice (42), réalisé dans le conduit (46) de pulvérisation, ou qui dirige ladite première partie du fluide de pulvérisation vers ladite zone de pulvérisation (46).
10. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, les moyens pour réaliser une déstabilisation par interaction à l'interface entre ledit film de liquide à pulvériser et une deuxième partie du fluide de pulvérisation comportant des moyens (38) pour diriger ladite deuxième partie du fluide de pulvérisation selon une direction parallèle ou tangentielle audit film de liquide à pulvériser.
11. Dispositif selon la revendication 10, la zone ou le conduit (46) de pulvérisation, ayant la forme d'un premier cylindre de révolution, de diamètre intérieur D+πq, les moyens (38) pour diriger ladite deuxième partie du fluide de pulvérisation selon une direction parallèle ou tangentielle audit film de liquide à pulvériser comportant un conduit central (38) de pulvérisation, ayant la forme d'un second cylindre de révolution, de diamètre extérieur (D"ιiq) inférieur au diamètre intérieur du premier cylindre.
12. Dispositif selon la revendication 11 , le conduit central (38) de pulvérisation ayant un diamètre intérieur (Djnt) compris entre 2 mm et 7 mm.
13. Dispositif selon la revendication 12, le conduit central (38) de pulvérisation ayant un diamètre intérieur (Dιnt) égal à, ou voisin de, 3 mm.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, l'un des conduits (60) de circulation du fluide de pulvérisation comportant en outre des moyens pour donner au fluide de pulvérisation une composante de vitesse tangentielle à la zone ou conduit (46) de pulvérisation.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, comportant une enveloppe extérieure conique, prolongée par un embout dont la forme intérieure est celle d'un cylindre de révolution de diamètre Dn et de longueur Ln, Dn et Ln étant tels que le mélange de liquide et de fluide de pulvérisation sortant de la zone (46) s'écoule sans impact contre l'intérieur de l'embout.
16. Dispositif selon la revendication 15, la zone, ou le conduit (46), de pulvérisation ayant la forme d'un cylindre de révolution, de diamètre intérieur D+πq, Dn, Ln et D+πq étant tels que :
0 < Ln/(Dn - D+ Iiq) < 2,6.
17. Système de pulvérisation d'un liquide comportant des moyens (12) pour produire un fluide de pulvérisation, et un dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 16.
18. Système selon la revendication 17, comportant en outre une ligne (18) de pulvérisation pour injecter le fluide de pulvérisation produit par les moyens (12) dans le, ou les, conduit(s) d'injection (34, 36) de fluide de pulvérisation.
19. Système selon la revendication 17 ou 18, les moyens (12) étant des moyens pour produire de l'oxygène par adsorption.
20. Système selon la revendication 19, les moyens (12) produisant de l'oxygène à pression inférieure à 3 bar relatifs.
21. Système selon l'une des revendications 17 à 20, la ligne
(18) de pulvérisation étant munie d'un détendeur à faible perte de charge.
22. Procédé de pulvérisation d'un liquide à l'aide d'un fluide de pulvérisation, dans lequel on injecte le liquide et le fluide de pulvérisation dans un dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 16 ou un système de pulvérisation selon l'une des revendications 17 à 21.
23. Procédé selon la revendication 22, le fluide de pulvérisation étant de l'oxygène.
24. Procédé selon la revendication 23, l'oxygène étant de pureté comprise entre 90 % et 100 %.
25. Procédé selon l'une des revendications 22 à 24, le fluide de pulvérisation étant injecté dans le dispositif de pulvérisation avec une pression comprise entre 100 mbarg et 1 barg.
26. Procédé selon l'une des revendications 22 à 25, le liquide à pulvériser étant du fioul, léger ou lourd, ou étant composé de déchets liquides, ou comportant un mélange d'oxygène liquide et d'hydrocarbure gazeux, ou comportant des boues, ou des braies, ou un combustible à haute viscosité.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007042210A1 (fr) * 2005-10-07 2007-04-19 Dieter Wurz Ajutage d'atomisation binaire
WO2010067094A1 (fr) * 2008-12-10 2010-06-17 Siemens Vai Metals Technologies Ltd. Buse d’évacuation électrostatique
GB2454134B (en) * 2006-09-04 2011-07-06 Itw Surfaces & Finitions Spray gun head, double spray

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104948272A (zh) * 2015-04-29 2015-09-30 潍柴动力股份有限公司 一种scr***及其尿素喷头
JP6749119B2 (ja) * 2016-03-29 2020-09-02 大阪瓦斯株式会社 燃料噴出ノズル
CN112354711A (zh) * 2020-12-16 2021-02-12 青岛诺诚化学品安全科技有限公司 一种抑制剂多级雾化方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1587249A (en) * 1922-10-23 1926-06-01 Kingsley L Martin Method of and apparatus for burning oil
GB1491383A (en) * 1974-10-07 1977-11-09 Parker Hannifin Corp Air-atomising fuel nozzle
US4616784A (en) * 1984-11-20 1986-10-14 Parker Hannifin Corporation Slurry atomizer
EP0593171A1 (fr) * 1992-10-13 1994-04-20 Texaco Development Corporation Méthode pour atomiser la charge dans un procédé de craquage catalytique en lit fluidisé
EP0660038A2 (fr) * 1993-12-23 1995-06-28 ROLLS-ROYCE plc Dispositif d'injection de carburant
US5681162A (en) * 1996-09-23 1997-10-28 Nabors, Jr.; James K. Low pressure atomizer
FR2779805A1 (fr) * 1998-06-15 1999-12-17 Air Liquide Injecteur de combustible sous forme de brouillard pour bruleur a fioul et bruleur muni d'un tel injecteur
EP1006314A1 (fr) * 1998-11-30 2000-06-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Système de combustion à combustible liquide

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1903595A1 (de) 1968-01-25 1969-10-09 Daido Sanso Kabushiki Kaisha O Verfahren und Vorrichtung zum fortlaufenden Erzeugen einer Flamme von hoher Temperatur
US5393220A (en) 1993-12-06 1995-02-28 Praxair Technology, Inc. Combustion apparatus and process
FR2737138B1 (fr) 1995-07-28 1997-08-22 Air Liquide Procede et dispositif de pulverisation d'un produit liquide

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1587249A (en) * 1922-10-23 1926-06-01 Kingsley L Martin Method of and apparatus for burning oil
GB1491383A (en) * 1974-10-07 1977-11-09 Parker Hannifin Corp Air-atomising fuel nozzle
US4616784A (en) * 1984-11-20 1986-10-14 Parker Hannifin Corporation Slurry atomizer
EP0593171A1 (fr) * 1992-10-13 1994-04-20 Texaco Development Corporation Méthode pour atomiser la charge dans un procédé de craquage catalytique en lit fluidisé
EP0660038A2 (fr) * 1993-12-23 1995-06-28 ROLLS-ROYCE plc Dispositif d'injection de carburant
US5681162A (en) * 1996-09-23 1997-10-28 Nabors, Jr.; James K. Low pressure atomizer
FR2779805A1 (fr) * 1998-06-15 1999-12-17 Air Liquide Injecteur de combustible sous forme de brouillard pour bruleur a fioul et bruleur muni d'un tel injecteur
EP1006314A1 (fr) * 1998-11-30 2000-06-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Système de combustion à combustible liquide

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007042210A1 (fr) * 2005-10-07 2007-04-19 Dieter Wurz Ajutage d'atomisation binaire
US8028934B2 (en) 2005-10-07 2011-10-04 Dieter Wurz Two-substance atomizing nozzle
EP2444161A1 (fr) * 2005-10-07 2012-04-25 Dieter Wurz Ajutage d'atomisation binaire
GB2454134B (en) * 2006-09-04 2011-07-06 Itw Surfaces & Finitions Spray gun head, double spray
WO2010067094A1 (fr) * 2008-12-10 2010-06-17 Siemens Vai Metals Technologies Ltd. Buse d’évacuation électrostatique

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