Procédé d'amélioration de l'utilisation des-combustibles solides
dits très cendreux.
L'invention a pour objet un procédé d'amélioration de
l'utilisation des combustibles solides dits très cendreux, c'est-
à-dire un procédé de production de chaleur sous forme d'une
flamme maintenue à une haute température, dans la combustion
aussi complète que possible d'un ensemble de matières combustibles, dont la teneur pondérale totale en cendre est inférieure
à celle qui serait normalement compatible avec le maintien de
la haute température désirée, procédé dans lequel on passe
d'une teneur pondérale totale en cendre normalement admissible,
<EMI ID=1.1>
1 <EMI ID=2.1>
de solides inertes introduits éventuellement dans la flamme pour les transformer.
On sait que quand on désire produire de la chaleur, soit pour la transformer en une autre forme d'énergie comme l'énergie électrique, par exemple, soit pour réaliser des trans- formations chimiques par voie thermique comme la fabrication
du ciment, par exemple, il est nécessaire de brûler en présence d'air une matière solide, liquide ou gazeuse, dite combustible. On appelle combustion, l'oxydation vive du carbone et de l'hydrogène renfermés dans le combustible; la- combinaison exothermique entre - ces éléments et l'oxygène dit comburant de l'air, produisant de l'anhydride carbonique et de la vapeur d'eau en dégageant de
la chaleur.
Ce processus est assez complexe et son déroulement,
et partant son rendement, diffère quelque peu d'après la nature du combustible et aussi selon qu'il est réalisé en continu ou non. Au premier stade on soumet le combustible à une pyrolyse en présence d'air ce qui produit des constituants gazeux activés
(moléculaires, atomiques, ioniques et/ou radicalaires) représentés ici schématiquement par l'hydrogène et le monoxyde de carbone. A un second stade ces constituants gazeux activés réagissent de manière exothermique pour fournir du dioxyde de carbone gazeux et de la vapeur d'eau.
Comme l'air renferme 20,9% d'oxygène et 79,1% de gaz non comburants (de l'azote principalement avec une faible proportion des gaz inertes dits nobles) les fumées chaudes renferment non seulement les deux oxydes produits, mais aussi les gaz non comburants. On notera en passant que pour simplifier
les calculs qui seront nécessaires en vue d'exposer l'invention, on supposera que les gaz comburants de l'air sont présents entièrement sous la forme d'azote, cette simplification étant parfaitement justifiée puisque l'erreur ainsi introduite reste inférieure à la précision des mesures expérimentales.
On conçoit que puisque .l'énergie libérée dans la conversion des éléments C et . H des combustibles en leurs oxydes l'est sous la forme de chaleur, le niveau de celle-ci est fonction de la proportion et de la chaleur spécifique des constituants des fumées produites, il va de soi par conséquent que la température de la flamme sera d'autant plus élevée que le milieu de combustion contient peu de matières inertes à réchauffer. Ce sera le cas de certains charbons gras, par exemple, qui ont une teneur en matières combustibles volatiles
<EMI ID=3.1>
Une technique qui a permis d'améliorer le bilan thermique des fours industriels continus consiste à injecter à débit constant dans le foyer à l'état fortement divisé un combustible de haut pouvoir calorifique inférieur, mélangé à la quantité d'air de combustion nécessaire pour assurer une combustion aussi complète que possible, d'autre part, pour les combustions en cimenteries et en particulier les fours continus à clinker, on est arrivé à diminuer de 15% environ la consommation de ce combustible dit noble grâce à une variante de cette technique, notamment en incorporant à l'air de combustion une certaine quantité d'oxygène pur.
Si le combustible noble est solide, il faut le sécher et, s'il n'est pas déjà disponible à l'état divine, il faut le broyer. Dans le cas d'un combustible liquide comme une fraction de la distillation du pétrole brut, aucun séchage ou broyage n'est nécessaire, mais on doit véhiculer le liquide dans les installations et l'injecter dans les tuyères de combustion après
<EMI ID=4.1>
température qui peut aller de 40[deg.]C, pour les fractions légères, jusqu'à 100[deg.]C pour le brai de pétrole; à cette température, le <EMI ID=5.1>
Du point de vue industriel en retiendra principalement les tractions extra lourdes et le brai dont nous résumons
<EMI ID=6.1>
TABLEAU 1
<EMI ID=7.1>
N.B.- On appelle pouvoir calorifique inférieur d'un combustible solide ou liquide la chaleur dégagée par la combustion d'un kg de ce combustible, les produits étant à l'état gazeux. Dans le
<EMI ID=8.1>
combustibles possèdent aussi un pouvoir calorifique supérieur, qui comprend en outre la valeur de la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau à l'état d'eau liquide mais cette grandeur n'intervient pas dans la présente discussion.
Dans la pratique, après les opérations de raffinage du pétrole, il reste un résidu solide appelé "coke de pétrole", qui joue le même rôle que le coke de charbon. C'est un cambustible solide qui peut être utilisé après broyage. Ces caractéris tiques utiles sont consignées au Tableau II ci-dessous :
TABLEAU II
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
Après la découverte de gisements de gaz naturel, les industries tendent à remplacer les combustibles nobles solides et liquides par le gaz naturel car celui-ci n'exige aucune
dépense calorifique pour le transport et l'injection. Les caractéristiques principales de ce gaz, constitué en majeure partie par du méthane, de l'éthane et du propane, peuvent être illustrées par celles du gaz naturel de Hollande, comme indiqué au
<EMI ID=11.1>
TABLEAU III
<EMI ID=12.1>
Pour réaliser la combustion industrielle suivant la technique d'injection de combustible noble f ortement divisé on a longtemps utilisé du coke, du semi coke (provenant des cokeries ou des usines à gaz) broyé à la finesse requise en vue de faciliter l'ignition; on utilise également le charbon industriel de haut pouvoir calorifique inférieur et de faible granu-
<EMI ID=13.1>
ainsi que les charbons pulvérisés, c'est-à-dire les poussiers et fines broyés et' séchés en-dessous de 100 microns.
TABLEAU IV
<EMI ID=14.1>
Les exploitants des houillères se sont toujours efforcés de valoriser les déchets de l'extraction du charbon, c'està-dire de récupérer au mieux par broyage, criblage, lavage et <EMI ID=15.1>
flottage les produits organiques encore renfermes dans les pierres accompagnant le charbon, ces pierres étant considérées à l'origine comme des rebuts et étant mises en terril.
<EMI ID=16.1>
plus simplement des combustibles nobles comme ceux décrits abondamment jusqu'ici, mais bien un combustible mixte constitué d'une partie de combustible noble, dit primaire, et d'une partie de combustible pauvre en matières organiques, dit secondaire.
Le combustible secondaire comporte une teneur variable en eau et en cendre (matières stériles ou inertes impropres
à entretenir la combustion) et il est introduit, avantageuse- ment après un broyage et un séchage, à l'état de particules sèches en vue de faciliter l'inflammation de son contenu organique.
Cette définition couvre des matières comme les cendres volantes, des schistes bitumineux, etc. mais plus particulièrement des schistes houillers et des schlamms obtenus par la récupération des produits de l'extraction du charbon, dont les caractéristiques principales sont consignées au Tableau V ci-dessous:
TABLEAU V
<EMI ID=17.1>
On a constaté que si le combustible primaire s'enflamme bien et donne une flamme vive, le fait d'injecter le combustible secondaire peut présenter l'inconvénient de donner une flamme ir-
<EMI ID=18.1>
industriel dans lequel la flamme est utilisée. Ce phénomène provient du fait que les cendres mélangées intimement aux gaz de combustion se trouvent quasi instantanément à la même température que ceux-ci, et donc absorbent dès leur libération une partie de la chaleur disponible. Il s'ensuit donc une diminution de la température de la flamme.
Pour éviter ces inconvénients d'irrégularité et de température trop basse de la flamme qui se produisent lorsqu'on accroît la teneur pondérale totale en cendre de 35 à 65% et maintenir la combustion aussi complète que possible, suivant le procédé de l'invention, on retire du milieu de combustion une fraction des gaz non comburants de l'air de combustion, soit un ballast d'azote et de gaz nobles, tout en conservant la quantité d'oxygène nécessaire pour assurer le même degré de combustion qu'auparavant, la quantité de chaleur, précédemment absorbée dans le réchauffement du ballast, étant ainsi libérée et pouvant maintenant compenser l'effet de refroidissement de la flamme, dû à l'excédent de cendre, en réchauffant cet excédent à la température désirée.
En modifiant ainsi le rapport azote retiré/cendres ajoutées,on parvient à modifier la température de la flamme. Pour une valeur particulière de ce rapport, on conservera une température de flamme identique à celle obtenue avant d'utiliser cette technique.
Suivant l'invention on réchauffe l'excédent de cendre en effectuant la combustion dans de l'air enrichi,en oxygène, puisqu'il s'agit là d'un moyen pour diminuer le ballast d'azote tout en gardant la même quantité d'oxygène utile.
Le volume d'oxygène pur nécessaire pour constituer l'air enrichi, disponible sous forme d'oxygène dit soit à haute,
soit à basse pureté, est introduit dans la zone de combustion soit seul, soit avec de l'air ordinaire., soit avec au moins une fraction de l'ensemble des matières combustibles, une fraction de ces matières au moins pouvant être injectée avec de l'air ordinaire dans la zone
de combustion.
Conformément au procédé de l'invention on réalise un
<EMI ID=19.1> comprise entre 35 et 65% soit en utilisant des matières ayant cette teneur en cendre, soit en mélangeant entre eux d'une part, des combustibles, dits primaires, choisis dans le groupe formé par les charbons, les cokes de charbon et de pétrole, les fractions extra lourdes de la distillation des pétroles, les brais, les gaz naturels et les gaz industriels comme le gaz de coke ayant une teneur pondérale en cendre inférieure à 35% et un haut pouvoir calorifique inférieur et, d'autre part, des combustibles, dits secondaires, choisis
<EMI ID=20.1>
schlamms et les cendres volantes, ayant une teneur pondérale en
<EMI ID=21.1>
Puisqu'il est de pratique courantede rechercher pour
<EMI ID=22.1>
des raisons économiques une teneur pondérale en cendre la plus élevée possible, on peut considérer que normalement, on se trouve au minimum de température de flamme compatible avec un processus industriel. A partir de cette limite toute augmentation de la teneur en cendre se traduirait par un refroidissement exagéré de la flamme.
Il faut donc que le ballast d'azote, retiré grâce
à la technique d'enrichissement de l'air en oxygène, soit tel que la chaleur sensible d'échauffement des cendres supplémentaires soit égale
à la chaleur sensible d'échauffement de l'azote retiré.
Cette chaleur sensible de la cendre exprimée en thermies est égale au poids de l'excédent de cendre exprimé en kg, multiplié
par la chaleur spécifique moyenne de la cendre exprimée en thermies
<EMI ID=23.1>
chaleur sensible de l'azote retiré est égale au volume d'azote retiré,
<EMI ID=24.1>
constante de l'azote exprimé en thermies par Nm<3> et par [deg.]C, multiplié par la température de la flamme.
Une analyse plus fine du problème doit tenir compte du fait qu'un combustible sans cendre, n'a pas nécessairement la même température de flamme que le combustible primaire utilisé.
<EMI ID=25.1>
Il est donc nécessaire de calculer les températures théoriques de flamme .
La température théorique de flamme est celle qui est calculée en supposant que la chaleur libérée par la combustion
(pouvoir calorifique inférieur) est utilisée uniquement pour échauffer les produits de la combustion (vu leur état pulvérulent les cendres sont considérées comme un produit de la combustion).
Il y a lieu aussi de tenir compte des variations possibles de l'excès d'air (ou d'oxygène) nécessaire pour obtenir une combustion complète, car on sait qu'en diluant des fumées, l'excès d'air diminue la 'température de flamme. En fait,' l'excès d'air nécessaire est une donnée qui est spécifique à chaque four et qui est déterminée par l'expérience; il est donc impossible de-prédire d'une -façon générale comment va évoluer cet excès- d'air lorsqu'on- ajoute un combustible de bas pouvoir ca-
<EMI ID=26.1>
On est cependant endroit de penser que l'excès d'air nécessaire pourra être diminué à cause.de l'apport d'oxygène.
En effet, la raison même de l'excès d'oxygène (apporté par l:air) est de permettre que la probabilité que chaque molécule de gaz de combustible (principalement CO et H2) s'unisse à de l'oxygène, approche la certitude. Moins ces gaz combustibles sont dilués
<EMI ID=27.1>
gène ou d'air en excès.
Dans les calculs qui suivront, on n'essaiera pas de prédire l'évolution de la quantité d'excès d'oxygène nécessaire, mais on montrera l'incidence d'une variation de l'excès d'oxygène pur à ajouter lorsqu'on remplace une fraction du combustible primaire (pauvre en cendre) par du combustible secondaire à haute teneur en cendre tel qu'un schlamm ou un schiste houiller.
On peut calculer la quantité d'oxygène à ajouter en fonction du taux de remplacement en partant de l'hypothèse de la conservation de la température théorique de la flamme.
On considérera d'abord le cas de la combustion stoechiométrique avec excès d'air mais sans addition d'oxygène
d'un combustible mixte dont la teneur pondérale totale est compatible avec l'obtention d'une température théorique de
<EMI ID=28.1>
Il va de soi que la chaleur dégagée dans la combustion doit se retrouver dans les divers constituants des deux c,ombustibles. Si, dès lors, on suppose que le combustible mixte fournit une quantité de chaleur égale à une thermie (th=106 calories) et que les apports des combustibles primaire A (pauvre en cendre) et secondaire B (plus riche en cendre) à cette quan-
<EMI ID=29.1>
écrire :
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
tible primaire A (chaleur dégagée = 1 th);
<EMI ID=33.1>
<EMI ID=34.1>
th <EMI ID=35.1> <EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1> combustion du combustible primaire A
- et Cpair,A = la chaleur spécifique moyenne à pression constante <EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1> <EMI ID=41.1> les constituants du combustible secondaire
eo proportion d'air en excès exprimée par rapport
à la quantité d'air nécessaire pour une combustion
<EMI ID=42.1>
Qst,o = poids de cendre (stérile) du combustible secondaire
B contenu dans 1 thermie de chaleur dégagée, multiplié par la chaleur spécifique moyenne de la
<EMI ID=43.1>
kg x [deg.]C
en cendre compatib-le avec l'obtention de la température T .
Si l'on remplace maintenant l'air de combustion par de l'air enrichi en oxygène, les proportions des combustibles de-
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
reste le même sauf que sa teneur en matière stérile a pu varier;
on dira donc que la chaleur spécifique moyenne reste la même
<EMI ID=46.1>
Dans ces nouvelles conditions on supposera que l'excès
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
le biais de la chaleur d'échauffement de l'azote que l'injection d'oxygène pur aura permis d'éviter. En calculant comme précédemment sur une thermie de chaleur dégagée en tenant compte de ce que l'air se compose de 79,1% d'azote et de 20,9% d'oxygène, la 'chaleur d'échauffement de l'azote sera ,
<EMI ID=49.1>
l'astérisque représente la quantité d'azote retiré, exprimée en Nm<3>.
5 <EMI ID=50.1>
expression pour la nouvelle température de flamme:
<EMI ID=51.1>
Puisque l'objet du procédé est de maintenir la tem-
<EMI ID=52.1>
membres des équations a et b, ce qui permet de trouver la valeur
<EMI ID=53.1>
Après réarrangement des facteurs, on peut écrire :
<EMI ID=54.1>
Cette façon d'écrire les résultats est intéressante car elle met en évidence l'influence d'une modification de l'excès d'air et l'influence d'une modification de la teneur en cendre du combustible secondaire B. En effet, si "a" est
<EMI ID=55.1>
voir calorifique du combustible sans cendre, le combustible peut être représenté par a kg de cendres + (1-a) kg de combus- tible sans cendre: par définition, la chaleur dégagée par la combustion de ce dernier est (1-a) Hi th.
<EMI ID=56.1>
<EMI ID=57.1>
dans 1 thermie de chaleur dégagée, on a:
<EMI ID=58.1>
(équation d)
Si la nature des cendres ne change pas mais unique-
<EMI ID=59.1>
terme de l'équation est parfaitement défini et l'on trouvera
<EMI ID=60.1>
On démontrera aisément l'efficacité de l'équation c, en l'appliquant à. des problèmes concrets de combustion tirés de l'industrie.
On prendra comme données, les chaleurs spécifiques
<EMI ID=61.1>
soit
<EMI ID=62.1>
<EMI ID=63.1>
20,9
En supposant que le pouvoir calorifique du charbon sans cendre Hi = 8,35 th/kg, et en appliquant l'équation d, on peut déterminer Qst pour des teneurs en cendre croissantes.
<EMI ID=64.1>
Pour un charbon à 10% de cendre:
<EMI ID=65.1>
Pour un schiste houiller à 50% de cendre:
<EMI ID=66.1>
<EMI ID=67.1>
<EMI ID=68.1>
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
Pour une fraction extra lourde de pétrole, on prendra:
9, 68 th/kg, 1,103 Nm<3> air/th et
<EMI ID=71.1>
conséquent:
<EMI ID=72.1>
Pour le gaz naturel de Hollande, on prendra:
Hi = 7,6 th/Nm<3>
1,1066 Nm<3> air/th, et
<EMI ID=73.1>
conséquent:
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
tion extra lourde de pétrole.
<EMI ID=77.1>
cendre. La combustion se fait avec 10% d'excès d'air. On. désire augmenter la proportion du même schiste houiller.
On supposera que l'excès d'air reste inchangé, soit
<EMI ID=78.1>
Donc, par exemple, pour que la proportion calorifique
<EMI ID=79.1>
<EMI ID=80.1>
la combustion.
Pour chaque kg de fraction lourde qu'on remplace par son équivalent calorifique de schiste houiller, il faut ajouter:
<EMI ID=81.1>
EXEMPLE 2.
<EMI ID=82.1>
à 10% de cendres.
On désire le remplacer totalement par un schiste houil-
<EMI ID=83.1>
L'équation générale donne la solution, à condition de faire :
<EMI ID=84.1>
Si l'excès d'air ne change pas, on a donc besoin de 0,02192 Nm<3> d'oxygène par thermie dégagée.
<EMI ID=85.1>
que sur les 0,209 x 1,1 x 1,09 = 0,25059 nécessaire pour dégager <EMI ID=86.1>
On calcule que ceci correspond à un air contenant
<EMI ID=87.1>
<EMI ID=88.1>
<EMI ID=89.1>
La part de l'oxygène provenant de l'air est donc de
<EMI ID=90.1>
Ces 0,22867 Nm<3> 02 sont accompagnés de
<EMI ID=91.1>
20,9
Le total de ces deux gaz est alors de
<EMI ID=92.1>
<EMI ID=93.1>
Vu la plus grande probabilité de l'oxygène de rencontrer
<EMI ID=94.1>
inerte), on peut escompter une combustion satisfaisante avec un excès d'air moindre.
Pour une diminution de 2% de l'excès d'air (par exemple
<EMI ID=95.1>
EXEMPLE 3.
Un four de cimenterie est chauffé uniquement au gaz naturel de Hollande.
On désire remplacer une partie du gaz naturel par du
<EMI ID=96.1>
<EMI ID=97.1>
Dans l'équation générale il faut faire
<EMI ID=98.1>
Si l'excès d'air reste identique, on voit donc que par
<EMI ID=99.1>
Nm<3> de gaz naturel remplacé.
<EMI ID=100.1>
Un four de cimenterie est chauffé par 75% de gaz naturel
<EMI ID=101.1>
deux combustibles étant exprimés en thermies d'un combustible par rapport aux thermies totales. On veut augmenter la quantité de
<EMI ID=102.1>
La quantité d'oxygène sera donnée par:
<EMI ID=103.1>
La quantité d'oxygène qu'on doit utiliser par Nm<3> de gaz naturel
<EMI ID=104.1>
EXEMPLE 5.
Soient les conditions de l'exemple 4 sauf que le schiste est à
<EMI ID=105.1>
On détermine la quantité d'oxygène:
<EMI ID=106.1>
<EMI ID=107.1>
<EMI ID=108.1>
On retrouve la valeur prévue dans l'exemple 3- <EMI ID=109.1>
On reprend les conditions des exemples 4 et 5 mais on remplace le schiste houiller à 80% par du schiste houiller à
<EMI ID=110.1>
<EMI ID=111.1>
La quantité d'oxygène sera donnée par :
<EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
EXEMPLE ?
Dans l'exemple précédent on remplace le combustible
<EMI ID=114.1>
On obtient :
<EMI ID=115.1>
La quantité d'oxygène sera donnée par :
<EMI ID=116.1>
<EMI ID=117.1>
remplacé lorsque l'excès d'air reste inchangée sera donc :
<EMI ID=118.1>
De ces exemples 3, 4, 5, 6 et 7, on voit que pour le gaz naturel de Hollande, la quantité d'oxygène qu'on doit introduire quand on remplace 1 Nm de gaz par son équivalent calorifique
<EMI ID=119.1>
<EMI ID=120.1>
le gaz naturel.
Des exemples similaires peuvent être obtenus avec soit le charbon, soit le coke, soit les produits lourds de la distillation du pétrole brut.
<EMI ID=121.1>
Dans ces exemples l'excès d'air nécessaire a la combustion a été supposé identique avant et après l'introduction d'oxygène. On pourrait concevoir que cet excès d'air diminue après incorporation de l'oxygène dans la combustion. Dans ce cas, les
<EMI ID=122.1>
combustible primaire remplacé peuvent diminuer comme cela est démoutré dans l'exemple 2.
EXEMPTA 8
<EMI ID=123.1>
de long on a incorporé de l'oxygène à la tuyère à schiste. Le
<EMI ID=124.1>
Avant incorporation de l'oxygène, le bilan thermique
<EMI ID=125.1>
<EMI ID=126.1>
<EMI ID=127.1>
d'économiser 450 kg de fuel oil par heure et de modifier la ré-
<EMI ID=128.1>
nant du schiste et 65% des calories provenant du fuel oil.
Pour chaque kg de fuel oil remplacé, on a utilisé <EMI ID=129.1> <EMI ID=130.1>
dans ce cas pratique, la température de flamme est légèrement plus élevée, ce qui explique la différence entre les deux valeurs pour le volume d'oxygène.
EXEMPLE 9
<EMI ID=131.1>
heure et on a déterminé le gain en fuel oil qui a été de 359 kg de
<EMI ID=132.1>
gène/ kg de fuel économisé.
Ce chiffre est très proche de celui de l'exemple 1.
On peut signaler en outre qu'on a observa un gain de
<EMI ID=133.1>
une diminution à la formation d'anneaux dans le four.
EXEMPLE 10
Dans le même four, on a obtenu les résultats suivants:
Avant l'introduction d'oxygène, il était utilisé comme combustible par heure: 2640 kg de fuel extra-lourd en mélange avec 2.250 kg de
<EMI ID=134.1>
Ce mélange de combustible contenait donc:
<EMI ID=135.1>
<EMI ID=136.1>
heure, il a été possible de maintenir un même apport de calories de chauffage par un mélange horaire constitué de 1500 kg de fuel
<EMI ID=137.1>
Ce mélange de combustible contenait donc :
<EMI ID=138.1>
L'économie de fuel a été de 750 kg par heure. Cette réduction conduit à une consommation d'oxygène par kg de fuel
<EMI ID=139.1>
Ce qui précède a été établi en partant d'oxygène mais il est bien évident que le raisonnement reste parfaitement valable même si la source d'oxygène ne fournit pas de l'oxygène pur. En effet, quel que soit le mode d'injection utilisé, on se retrouve toujours avec de l'air enrichi en oxygène.
Par exemple, si l'on dispose d'un mélange contenant
en volumes 40% d'oxygène et 60% d'azote, on a en fait
<EMI ID=140.1>
0,791
D'autre part on a signalé précédemment que l'incorpora-
<EMI ID=141.1>
continu alimenté en combustible noble permet d'économiser une <EMI ID=142.1> dément du four.
L'explication du phénomène est évidente si l'on se rappelle que le débit de combustible est généralement limité par le débit de fumées provenant de la combustion; comme l'oxygène pur ajouté permet de diminuer le ballast d'azote on pourra brûler davantage de combustible.
Par ailleurs, comme les pertes par rayonnement d'un four sont généralement constantes, la production supplémentaire n'entraîne pas de perte additionnelle; en d'autres termes, cette production supplémentaire est obtenue avec une consommation spécifique de chaleur nettement moindre que la production normale.
<EMI ID=143.1>
en régime normal et en régime poussé avec oxygène, on peut établir:
- une équation linéaire (moyennant certaines hypothèses) reliant la consommation d'oxygène à la production supplémentaire
- une valeur de la quantité de chaleur nécessaire pour produire une tonne supplémentaire de produit grâce à l'emploi d'oxygène.
<EMI ID=144.1>
(c) précédemment établie, il est donc possible de calculer pour une augmentation de production désirée, la nouvelle consommation spécifique de chaleur, la quantité d'oxygène pur nécessaire et, partant, le taux de remplacement du combustible principal par un 1 combustible très cendreux, tel que du schiste houiller.
De même, on aurait pu partir d'un taux de remplacement désiré et arriver à l'augmentation de production possible, grâce
à l'oxygène injecté.
Bien entendu, ce raisonnement ne signifie pas que l'utilisation d'oxygène en vue de permettre l'emploi de schiste houiller implique obligatoirement une augmentation de production.
Il permet seulement de calculer l'augmentation de production maximum possible.
<EMI ID=145.1>
On a mentionne le fait que le volume des fumées était le facteur principal limitant la production d'un four.
A ce sujet, si l'on compare le volume des fumées résul-
<EMI ID=146.1>
i on a :
<EMI ID=147.1>
On voit donc que l'emploi de charbon diminue le volume des fumées et, partant, permet d'augmenter la production.
<EMI ID=148.1>
<EMI ID=149.1>
à grille. En effet, il est connu que nombre de foyers prévus ini- ' tialejnent pour brûler uniquement du charbon ont été convertis pour une marche mixte fuel-oil-charbon.
i On peut donc se permettre une production de cendre au moins égale à celle qu'aurait donné l'utilisation exclusive d'un charbon avec un taux de cendre normal.
Dans un four de cimenterie, les cendres ne sont gêné- ralement pas un handicap puisqu'elles sont un des éléments constitutifs du clinker. Il suffit donc de modifier la composition
des matières enfournées pour tenir compte de l'apport de matière
par la flamme.
Bien entendu, l'invention m'est pas limitée aux formes d'exécution qui ont été décrites à titre d'exemples et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'amélioration de l'utilisation des combustibles dits très cendreux, c'est-à-dire un procédé de production de chaleur sous forme d'une flamme maintenue à une haute température, dans la combustion aussi complète que possible d'un ensemble de matières combustibles, dont la teneur pondérale totale en cendre est supérieure à celle qui serait normalement compatible avec le maintien de la haute température désirée, procédé dans lequel on passe d'une teneur pondérale totale en cendre normalement admissi-
<EMI ID=150.1>
<EMI ID=151.1>
solides inertes introduits éventuellement dans la flamme pour les transformer, caractérisé en ce qu'on retire du milieu de combustion une fraction des gaz non comburants de l'air de combustion, soit un ballast d'azote et de gaz nobles, tout en conservant la quantité d'oxygène nécessaire pour assurer le même degré de combustion qu'auparavant, la quantité de chaleur, précédemment absorbée dans le réchauffement du ballast, étant ainsi libérée et pouvant maintenant compenser l'effet de refroidissement de la flamme, dû
à l'excédent de cendre, en réchauffant cet excédent à la température désirée.
Process for improving the use of solid fuels
said to be very ashy.
The invention relates to a method of improving
the use of so-called very ashy solid fuels, that is,
i.e. a process for producing heat in the form of a
flame maintained at a high temperature, in combustion
as complete as possible of a set of combustible materials with a lower total ash content by weight
to that which would normally be compatible with the maintenance of
the desired high temperature, process in which one passes
of a normally permissible total ash content,
<EMI ID = 1.1>
1 <EMI ID = 2.1>
inert solids possibly introduced into the flame to transform them.
We know that when we want to produce heat, either to transform it into another form of energy such as electrical energy, for example, or to carry out chemical transformations by thermal means such as manufacturing
cement, for example, it is necessary to burn in the presence of air a solid, liquid or gaseous material, called fuel. We call combustion, the rapid oxidation of the carbon and the hydrogen contained in the fuel; the exothermic combination between - these elements and oxygen known as oxidizer of the air, producing carbon dioxide and water vapor by releasing
the heat.
This process is quite complex and its course,
and hence its efficiency, differs somewhat according to the nature of the fuel and also according to whether it is carried out continuously or not. In the first stage, the fuel is subjected to pyrolysis in the presence of air, which produces activated gaseous constituents.
(molecular, atomic, ionic and / or radical) represented here schematically by hydrogen and carbon monoxide. In a second stage these activated gaseous constituents react exothermically to provide gaseous carbon dioxide and water vapor.
As the air contains 20.9% of oxygen and 79.1% of non-oxidising gases (nitrogen mainly with a small proportion of the so-called noble inert gases) the hot fumes contain not only the two oxides produced, but also non-oxidizing gases. It will be noted in passing that to simplify
the calculations which will be necessary in order to expose the invention, it will be assumed that the oxidizing gases in the air are present entirely in the form of nitrogen, this simplification being perfectly justified since the error thus introduced remains less than the precision experimental measurements.
It will be understood that since. The energy released in the conversion of the elements C and. H of fuels in their oxides is in the form of heat, the level of this being a function of the proportion and of the specific heat of the constituents of the fumes produced, it goes without saying therefore that the temperature of the flame will be the higher the less the combustion medium contains inert matter to be heated. This will be the case with some fatty coals, for example, which have a volatile combustible content.
<EMI ID = 3.1>
A technique which has made it possible to improve the thermal balance of continuous industrial furnaces consists in injecting at a constant rate into the hearth in the strongly divided state a fuel of high calorific value lower, mixed with the quantity of combustion air necessary to ensure combustion that is as complete as possible, on the other hand, for combustions in cement factories and in particular continuous clinker furnaces, the consumption of this so-called noble fuel has been reduced by around 15% thanks to a variant of this technique, in particular by incorporating a certain quantity of pure oxygen into the combustion air.
If the noble fuel is solid, it must be dried, and if it is not already available in the divine state, it must be crushed. In the case of a liquid fuel such as a fraction of the distillation of crude oil, no drying or grinding is necessary, but the liquid must be conveyed through the installations and injected into the combustion nozzles afterwards.
<EMI ID = 4.1>
temperature which can range from 40 [deg.] C, for light fractions, up to 100 [deg.] C for petroleum pitch; at this temperature, the <EMI ID = 5.1>
From the industrial point of view will mainly retain the extra heavy traction and pitch which we summarize
<EMI ID = 6.1>
TABLE 1
<EMI ID = 7.1>
N.B.- The lower calorific value of a solid or liquid fuel is the heat given off by the combustion of one kg of this fuel, the products being in the gaseous state. In the
<EMI ID = 8.1>
fuels also have a higher calorific value, which further includes the value of the latent heat of condensation of water vapor in the state of liquid water, but this quantity is not involved in the present discussion.
In practice, after petroleum refining operations, a solid residue called "petroleum coke" remains, which plays the same role as coal coke. It is a solid burner which can be used after grinding. These useful characteristics are listed in Table II below:
TABLE II
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
After the discovery of natural gas deposits, industries tend to replace noble solid and liquid fuels with natural gas because it does not require any
calorific expenditure for transport and injection. The main characteristics of this gas, consisting mainly of methane, ethane and propane, can be illustrated by those of natural gas from Holland, as indicated in
<EMI ID = 11.1>
TABLE III
<EMI ID = 12.1>
To achieve industrial combustion using the injection technique of highly divided noble fuel, coke, semi-coke (from coking plants or gas plants) has long been used, ground to the required fineness in order to facilitate ignition; industrial coal with a high lower calorific value and low granularity is also used.
<EMI ID = 13.1>
as well as pulverized coals, ie dust and fines crushed and dried below 100 microns.
TABLE IV
<EMI ID = 14.1>
Coal operators have always strived to recover waste from coal mining, that is to say to recover as much as possible by grinding, screening, washing and <EMI ID = 15.1>
floating the organic products still contained in the stones accompanying the coal, these stones being originally considered as waste and being put in heaps.
<EMI ID = 16.1>
more simply noble fuels such as those described at length so far, but a mixed fuel consisting of a part of noble fuel, called primary, and a part of fuel poor in organic matter, called secondary.
The secondary fuel has a variable content of water and ash (sterile or inert materials unsuitable
to maintain combustion) and it is introduced, advantageously after grinding and drying, in the form of dry particles in order to facilitate the ignition of its organic content.
This definition covers materials such as fly ash, oil shale, etc. but more particularly of coal shales and slurries obtained by the recovery of the products of coal extraction, the main characteristics of which are given in Table V below:
TABLE V
<EMI ID = 17.1>
It has been observed that if the primary fuel ignites well and gives an alive flame, the fact of injecting the secondary fuel can present the disadvantage of giving an ir- flame.
<EMI ID = 18.1>
industry in which the flame is used. This phenomenon arises from the fact that the ashes intimately mixed with the combustion gases are found almost instantaneously at the same temperature as the latter, and therefore absorb part of the available heat upon their release. This therefore results in a reduction in the temperature of the flame.
To avoid these drawbacks of irregularity and too low flame temperature which occur when increasing the total ash content by weight from 35 to 65% and to keep the combustion as complete as possible, according to the process of the invention, a fraction of the non-oxidizing gases from the combustion air, i.e. a ballast of nitrogen and noble gases, is removed from the combustion medium, while retaining the quantity of oxygen necessary to ensure the same degree of combustion as before, the quantity of heat, previously absorbed in the heating of the ballast, being thus released and being able to now compensate for the cooling effect of the flame, due to the excess ash, by heating this excess to the desired temperature.
By thus modifying the ratio of nitrogen removed / ash added, it is possible to modify the temperature of the flame. For a particular value of this ratio, a flame temperature identical to that obtained before using this technique will be kept.
According to the invention, the excess ash is reheated by carrying out the combustion in air enriched with oxygen, since this is a means of reducing the nitrogen ballast while keeping the same quantity of useful oxygen.
The volume of pure oxygen necessary to constitute the enriched air, available in the form of so-called high oxygen,
either at low purity, is introduced into the combustion zone either alone, or with ordinary air., or with at least a fraction of all the combustible materials, a fraction of these materials at least being able to be injected with ordinary air in the area
combustion.
In accordance with the method of the invention, a
<EMI ID = 19.1> between 35 and 65% either by using materials with this ash content, or by mixing together, on the one hand, so-called primary fuels, chosen from the group formed by coals, cokes coal and petroleum, extra heavy fractions from the distillation of oils, pitches, natural gases and industrial gases such as coke gas having an ash content by weight of less than 35% and a lower high calorific value and, d on the other hand, so-called secondary fuels, chosen
<EMI ID = 20.1>
schlamms and fly ash, having a weight content of
<EMI ID = 21.1>
Since it is common practice to search for
<EMI ID = 22.1>
For economic reasons, an ash content by weight as high as possible, it can be considered that normally, there is a minimum flame temperature compatible with an industrial process. From this limit any increase in the ash content would result in an exaggerated cooling of the flame.
It is therefore necessary that the nitrogen ballast, removed thanks to
to the technique of enriching the air with oxygen, either such that the sensible heat of heating the additional ash is equal
to the sensible heat of heating the nitrogen removed.
This sensible heat of the ash expressed in therms is equal to the weight of the excess ash expressed in kg, multiplied
by the average specific heat of the ash expressed in therms
<EMI ID = 23.1>
sensible heat of the nitrogen withdrawn is equal to the volume of nitrogen withdrawn,
<EMI ID = 24.1>
nitrogen constant expressed in therms by Nm <3> and by [deg.] C, multiplied by the temperature of the flame.
A more detailed analysis of the problem must take into account the fact that an ashless fuel does not necessarily have the same flame temperature as the primary fuel used.
<EMI ID = 25.1>
It is therefore necessary to calculate the theoretical flame temperatures.
The theoretical flame temperature is that which is calculated assuming that the heat released by combustion
(lower calorific value) is used only to heat the products of combustion (given their pulverulent state the ashes are considered as a product of combustion).
It is also necessary to take into account the possible variations of the excess air (or oxygen) necessary to obtain complete combustion, because it is known that by diluting the fumes, the excess air decreases the ' flame temperature. In fact, 'the excess air required is a given which is specific to each furnace and which is determined by experience; it is therefore impossible to-predict in a general way how this excess air will evolve when a low-capacity fuel is added.
<EMI ID = 26.1>
However, there is reason to believe that the excess air required may be reduced because of the supply of oxygen.
Indeed, the very reason for the excess oxygen (supplied by the air) is to allow the probability that each molecule of fuel gas (mainly CO and H2) unites with oxygen, approaches the certainty. The less these combustible gases are diluted
<EMI ID = 27.1>
gene or excess air.
In the calculations which follow, we will not try to predict the evolution of the quantity of excess oxygen required, but we will show the incidence of a variation in the excess of pure oxygen to be added when replaces a fraction of the primary fuel (low in ash) with secondary fuel with a high ash content such as schlamm or coal shale.
The quantity of oxygen to be added can be calculated as a function of the replacement rate, starting from the hypothesis of the conservation of the theoretical temperature of the flame.
We will first consider the case of stoichiometric combustion with excess air but without addition of oxygen.
a mixed fuel, the total weight content of which is compatible with obtaining a theoretical temperature of
<EMI ID = 28.1>
It goes without saying that the heat given off in combustion must be found in the various constituents of the two combustible materials. If, therefore, it is assumed that the mixed fuel supplies a quantity of heat equal to one therm (th = 106 calories) and that the inputs of the primary A (low in ash) and secondary B (richer in ash) fuels at this when
<EMI ID = 29.1>
to write :
<EMI ID = 30.1>
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
primary target A (heat released = 1 th);
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1>
th <EMI ID = 35.1> <EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
<EMI ID = 38.1> combustion of primary fuel A
- and Cpair, A = the average specific heat at constant pressure <EMI ID = 39.1>
<EMI ID = 40.1> <EMI ID = 41.1> the constituents of the secondary fuel
eo proportion of excess air expressed in relation
to the quantity of air necessary for combustion
<EMI ID = 42.1>
Qst, o = ash weight (waste) of the secondary fuel
B contained in 1 therm of heat released, multiplied by the average specific heat of the
<EMI ID = 43.1>
kg x [deg.] C
in ash compatib-le with obtaining the temperature T.
If the combustion air is now replaced by oxygen enriched air, the proportions of the fuels from-
<EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
remains the same except that its sterile content may have varied;
we will therefore say that the average specific heat remains the same
<EMI ID = 46.1>
Under these new conditions we will assume that the excess
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
through the heating heat of the nitrogen that the injection of pure oxygen will have avoided. By calculating as previously on a heat release, taking into account that the air is composed of 79.1% nitrogen and 20.9% oxygen, the heat of heating nitrogen will be ,
<EMI ID = 49.1>
the asterisk represents the quantity of nitrogen withdrawn, expressed in Nm <3>.
5 <EMI ID = 50.1>
expression for the new flame temperature:
<EMI ID = 51.1>
Since the object of the process is to maintain the temperature
<EMI ID = 52.1>
members of equations a and b, which makes it possible to find the value
<EMI ID = 53.1>
After rearranging the factors, we can write:
<EMI ID = 54.1>
This way of writing the results is interesting because it shows the influence of a modification of the excess air and the influence of a modification of the ash content of the secondary fuel B. Indeed, if "a" is
<EMI ID = 55.1>
see calorific value of ashless fuel, the fuel can be represented by a kg of ash + (1-a) kg of ashless fuel: by definition, the heat released by the combustion of the latter is (1-a) Hi th.
<EMI ID = 56.1>
<EMI ID = 57.1>
in 1 thermal heat released, we have:
<EMI ID = 58.1>
(equation d)
If the nature of the ashes does not change but only-
<EMI ID = 59.1>
term of the equation is perfectly defined and we will find
<EMI ID = 60.1>
We can easily demonstrate the efficiency of equation c, by applying it to. concrete combustion problems drawn from industry.
We will take as data, the specific heats
<EMI ID = 61.1>
is
<EMI ID = 62.1>
<EMI ID = 63.1>
20.9
Assuming that the calorific value of ashless coal Hi = 8.35 th / kg, and applying equation d, we can determine Qst for increasing ash contents.
<EMI ID = 64.1>
For a charcoal with 10% ash:
<EMI ID = 65.1>
For a coal shale with 50% ash:
<EMI ID = 66.1>
<EMI ID = 67.1>
<EMI ID = 68.1>
<EMI ID = 69.1>
<EMI ID = 70.1>
For an extra heavy fraction of oil, we will take:
9, 68 th / kg, 1,103 Nm <3> air / th and
<EMI ID = 71.1>
therefore:
<EMI ID = 72.1>
For natural gas from Holland, we will take:
Hi = 7.6 th / Nm <3>
1.1066 Nm <3> air / th, and
<EMI ID = 73.1>
therefore:
<EMI ID = 74.1>
<EMI ID = 75.1>
<EMI ID = 76.1>
extra heavy tion of oil.
<EMI ID = 77.1>
ash. Combustion takes place with 10% excess air. We. wishes to increase the proportion of the same coal shale.
We will assume that the excess air remains unchanged, i.e.
<EMI ID = 78.1>
So, for example, so that the calorific proportion
<EMI ID = 79.1>
<EMI ID = 80.1>
combustion.
For each kg of heavy fraction that is replaced by its calorific equivalent of coal shale, it is necessary to add:
<EMI ID = 81.1>
EXAMPLE 2.
<EMI ID = 82.1>
at 10% ash.
We want to replace it completely with a coal shale.
<EMI ID = 83.1>
The general equation gives the solution, provided you do:
<EMI ID = 84.1>
If the excess air does not change, then 0.02192 Nm <3> of oxygen is needed per released thermal.
<EMI ID = 85.1>
than on the 0.209 x 1.1 x 1.09 = 0.25059 needed to clear <EMI ID = 86.1>
We calculate that this corresponds to an air containing
<EMI ID = 87.1>
<EMI ID = 88.1>
<EMI ID = 89.1>
The share of oxygen coming from the air is therefore
<EMI ID = 90.1>
These 0.22867 Nm <3> 02 are accompanied by
<EMI ID = 91.1>
20.9
The total of these two gases is then
<EMI ID = 92.1>
<EMI ID = 93.1>
Considering the greater probability of oxygen to encounter
<EMI ID = 94.1>
inert), satisfactory combustion can be expected with less excess air.
For a 2% decrease in excess air (for example
<EMI ID = 95.1>
EXAMPLE 3.
A cement kiln is heated only with natural gas from Holland.
We want to replace part of the natural gas with
<EMI ID = 96.1>
<EMI ID = 97.1>
In the general equation we must do
<EMI ID = 98.1>
If the excess air remains the same, we can therefore see that by
<EMI ID = 99.1>
Nm <3> of natural gas replaced.
<EMI ID = 100.1>
A cement kiln is heated by 75% natural gas
<EMI ID = 101.1>
two fuels being expressed in therms of a fuel compared to total therms. We want to increase the amount of
<EMI ID = 102.1>
The quantity of oxygen will be given by:
<EMI ID = 103.1>
The amount of oxygen that must be used per Nm <3> of natural gas
<EMI ID = 104.1>
EXAMPLE 5.
Let the conditions of example 4 be given except that the shale is at
<EMI ID = 105.1>
The quantity of oxygen is determined:
<EMI ID = 106.1>
<EMI ID = 107.1>
<EMI ID = 108.1>
We find the value provided in example 3- <EMI ID = 109.1>
We take the conditions of Examples 4 and 5 but we replace the 80% coal shale by
<EMI ID = 110.1>
<EMI ID = 111.1>
The quantity of oxygen will be given by:
<EMI ID = 112.1>
<EMI ID = 113.1>
EXAMPLE?
In the previous example, the fuel is replaced
<EMI ID = 114.1>
We obtain :
<EMI ID = 115.1>
The quantity of oxygen will be given by:
<EMI ID = 116.1>
<EMI ID = 117.1>
replaced when the excess air remains unchanged will therefore be:
<EMI ID = 118.1>
From these examples 3, 4, 5, 6 and 7, it can be seen that for natural gas from Holland, the quantity of oxygen that must be introduced when 1 Nm of gas is replaced by its calorific equivalent
<EMI ID = 119.1>
<EMI ID = 120.1>
natural gas.
Similar examples can be obtained with either coal, coke, or the heavy products of the distillation of crude oil.
<EMI ID = 121.1>
In these examples, the excess air required for combustion was assumed to be identical before and after the introduction of oxygen. One could conceive that this excess air decreases after the incorporation of oxygen in the combustion. In this case, the
<EMI ID = 122.1>
The primary fuel replaced may decrease as is demolished in Example 2.
EXEMPTA 8
<EMI ID = 123.1>
long, oxygen was incorporated into the shale nozzle. The
<EMI ID = 124.1>
Before incorporation of oxygen, the thermal balance
<EMI ID = 125.1>
<EMI ID = 126.1>
<EMI ID = 127.1>
to save 450 kg of fuel oil per hour and to modify the
<EMI ID = 128.1>
from shale and 65% of calories from fuel oil.
For each kg of fuel oil replaced, <EMI ID = 129.1> <EMI ID = 130.1> was used
in this practical case, the flame temperature is slightly higher, which explains the difference between the two values for the volume of oxygen.
EXAMPLE 9
<EMI ID = 131.1>
hour and the fuel oil gain was determined which was 359 kg of
<EMI ID = 132.1>
gene / kg of fuel saved.
This figure is very close to that of example 1.
We can also point out that we observed a gain of
<EMI ID = 133.1>
a decrease in the formation of rings in the furnace.
EXAMPLE 10
In the same oven, the following results were obtained:
Before the introduction of oxygen, it was used as fuel per hour: 2,640 kg of extra-heavy fuel oil mixed with 2,250 kg of
<EMI ID = 134.1>
This fuel mixture therefore contained:
<EMI ID = 135.1>
<EMI ID = 136.1>
hour, it was possible to maintain the same supply of heating calories by an hourly mixture consisting of 1500 kg of fuel
<EMI ID = 137.1>
This fuel mixture therefore contained:
<EMI ID = 138.1>
The fuel economy was 750 kg per hour. This reduction leads to oxygen consumption per kg of fuel
<EMI ID = 139.1>
The above has been established on the basis of oxygen, but it is quite obvious that the reasoning remains perfectly valid even if the source of oxygen does not provide pure oxygen. In fact, whatever the injection method used, we always end up with air enriched with oxygen.
For example, if we have a mixture containing
in volumes 40% oxygen and 60% nitrogen, we have in fact
<EMI ID = 140.1>
0.791
On the other hand, it was previously pointed out that the incorpora-
<EMI ID = 141.1>
Continuous fed with noble fuel saves an insane <EMI ID = 142.1> from the furnace.
The explanation of the phenomenon is obvious if we remember that the fuel flow is generally limited by the flow of fumes from combustion; as the pure oxygen added makes it possible to reduce the nitrogen ballast, more fuel can be burned.
Moreover, since the radiation losses of a furnace are generally constant, the additional production does not entail additional loss; in other words, this additional production is obtained with a specific heat consumption markedly less than the normal production.
<EMI ID = 143.1>
in normal regime and in high regime with oxygen, it is possible to establish:
- a linear equation (subject to certain assumptions) linking oxygen consumption to additional production
- a value of the quantity of heat necessary to produce an additional ton of product thanks to the use of oxygen.
<EMI ID = 144.1>
(c) previously established, it is therefore possible to calculate for a desired increase in production, the new specific heat consumption, the amount of pure oxygen required and, therefore, the rate of replacement of the main fuel by a very ashy fuel. , such as coal shale.
Likewise, we could have started from a desired replacement rate and arrived at the possible increase in production, thanks to
with injected oxygen.
Of course, this reasoning does not mean that the use of oxygen to allow the use of coal shale necessarily implies an increase in production.
It only allows you to calculate the maximum possible production increase.
<EMI ID = 145.1>
It was mentioned that the volume of fumes was the main factor limiting the production of a furnace.
In this regard, if we compare the volume of smoke resulting from
<EMI ID = 146.1>
i we have:
<EMI ID = 147.1>
It can therefore be seen that the use of charcoal reduces the volume of fumes and, consequently, allows production to be increased.
<EMI ID = 148.1>
<EMI ID = 149.1>
grid. Indeed, it is known that a number of stoves initially intended to burn only coal have been converted to a mixed fuel-oil-coal market.
i It is therefore possible to afford an ash production at least equal to that which would have been given by the exclusive use of coal with a normal ash content.
In a cement kiln, ash is generally not a handicap since it is one of the constituent elements of clinker. So just change the composition
of the materials placed in the oven to take into account the input of material
by the flame.
Of course, the invention is not limited to the embodiments which have been described by way of examples and one would not depart from its scope by making modifications thereto.
CLAIMS.
1.- Process for improving the use of so-called very ashy fuels, that is to say a process for producing heat in the form of a flame maintained at a high temperature, in the combustion as complete as possible d 'a set of combustible materials, the total ash content by weight of which is greater than that which would normally be compatible with maintaining the desired high temperature, a process in which one passes from a total ash content by weight normally permissible.
<EMI ID = 150.1>
<EMI ID = 151.1>
inert solids possibly introduced into the flame in order to transform them, characterized in that a fraction of the non-oxidising gases of the combustion air, that is to say a ballast of nitrogen and noble gases, is removed from the combustion medium, while retaining the quantity of oxygen necessary to ensure the same degree of combustion as before, the quantity of heat, previously absorbed in the heating of the ballast, being thus released and being able now to compensate for the cooling effect of the flame, due
to the excess ash, by reheating this excess to the desired temperature.