BE441732A

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Info

Publication number: BE441732A
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Description

Procédé et dispositif pour la fabrication de gaz de protection par dissociation moléculaire et combustion dammoniac.

Pour le recuit en blanc de métaux, on emploie différents genres de gaz protecteurs, par exemple de l'hydrogène, du gaz d'éclairage brûlé ou du gaz de gazogène brûlé, du propane brûlé, de l'ammoniac dissocié et brûlé. Le choix du gaz protecteur employé dans chaque cas particulier dépend de la matière à recuire. Si plusieurs gaz protecteurs conviennent, il faut comparer les dépenses résultant des différents .genres.

Outre le recuit de métaux, les gaz protecteurs se sont encore introduits dans d'autres domaines de la technique, par exemple comme gaz protecteurs pour des réservoirs qui contiennent des liquides combustibles.

La présente invention s'occupe de la fabrication d'un gaz protecteur par la combustion d'ammoniac. Lors de cette combustion, l'ammoniac peut être mis enréaction en flammes fortement élargies directement avec des gaz oxydants fortement chauffés au préalable ou bien d'autre part l'ammoniac est dissocié avant la combustion, totalement ou partiellement, en azote et en hydrogène et le mélange d'azote et d'hydrogène est brûlé avec ou sans catalyseurs. La dissociation moléculaire de l'ammoniac et également la combustion ont été effectuées jusqu'à présent dans des récipients en des alliages métalliques fortement résistants à la chaleur, comme par exemple l'acier V2A. Comme catalyseur pour la combustion, on a employé de préférence des réseaux de fils de nickel.

La dissociation de l'ammoniac est une réaction endothermique. On dissocie d'autant plus d'ammoniac que la ternpé- rature est plus élevée en un endroit déterminé. En cet endroit également, en cas d'arrivée suffisante d'air, la combustion du mélange d'azote et d'hydrogène, qui est une réaction exothermique et s'effectue rapidement en comparaison de la combustion directe de l'ammoniac, est la plus violente. Par conséquent la température s'élève rapidement en cet endroit, de sorte que de nouveau la quantité d'ammoniac dissociée augmente encore. Si on utilise des réseaux de fils de nickel chauds pour la dissociation et comme catalyseurs pour la combustion, il se produit sur ces réseaux de fils malgré leur bonne conductibilité thermique, des accumulations de chaleur non désirées qui conduisent à des combustions des réseaux par places.

Aux endroits brûlés, il passe alors de l'ammoniac non transformé qui parvient donc dans le gaz protecteur.

Ces inconvénients sont évités suivant la présente invention lorsqu'on emploie le catalyseur sous une forme finement répartie, par exemple en précipité sur un support tel que de la terre réfractaire. Pour la transformation d'un mètre cube d'ammoniac par heure en gaz protecteur, il faut, comme des essais 1'ont montré, environ 1 litre d'espace. L'espace rempli de masse de catalyseur possède, suivant une autre caractéristique de l'invention, avantageusement une forme allongée, la longueur de la chambre de réaction devant être au moins huit fois plus grande que la largeur ou le diamètre.

On emploie de préférence pour la combustion des chambres en matière céramique réfractaire auxquelles l'air de combustion est amené en plusieurs étages. Il n'était pas du tout évident par soi-même d'employer de semblables chambres de combustion, car par suite des tensions thermiques se présentant lors de la mise en service et hors service, on ne peut éviter que la matière céramique soit traversée de fentes fines par lesquelles les gaz s'échappent ou bien, lorsqu'on prévoit une enveloppe métallique fermée, de l'ammoniac diffuse dans les fines fentes et parvient par des trajets accessoires, par exemple entre l'enveloppe métallique et la garniture de matière céramique, dans le gaz protecteur terminé et souille ce dernier.

On n'a donc pas fini en remplaçant simplement les alliages métalliques fortement résistants à la chaleur par des matières céra- miques, au contraire,,, la matière céramique est imprégnée avant son montage au moyen de solutions de sels métalliques appropriées et l'on y précipite, par chauffage à l'i:ncandescence ou réduction, du catalyseur finement réparti qui assure une transformation complète des petites quantités d'ammoniac pénétrant dans les craquelures et les fentes.

Le dessin représente à titre d'exemple une forme de réalisation d'une disposition pour l'exécution du procédé suivant l'invention. Le dispositif consiste en un mélangeur

1, en une chambre de conduction 2, en un réfrigérant 3 et en un sécheur 4. De l'air et de l'ammoniac sont amenés à la chambre de mélange 1 en 5 et 6. Le mélange de gaz quitte la chambre de mélange par la conduite 7 et pénètre par la par- tie inférieure dans le four 2, dans la chambre de combustion.

La chambre de combustion 2 a par exemple une constitution tubu- laire et est subdivisée par les parties intermédiaires 10 qui présentent en leur mileu des forages pour le passage du gaz.

Dans la partie la plus inférieure de la chambre de combustion 2, la dissociation est amorcée par un apport de chaleur, par exemple par une spirale de chauffage électrique 8 dont la température est mesurée par un thermo-élément 9. La chaleur de combustion mise en liberté lors de la combustion de l'ammoniac dissocié peut, il est vrai, être utilisée complètement ou partiellement comme chaleur de dissociation. Pour l'amorçage de la dissociation, il faut toutefois de la chaleur qui doit être apportée au gaz de l'extérieur, par exemple par une flamme d'hydrogène ou, comme au dessin, par une spirale de chauffage électrique. L'ammoniac totalement ou partiellement dissocié entre alors, à travers la première pièce intermédiaire 10, dansla première chambre de combustion 11.

Cette chambre 11 est entourée comme les autres parties de la chambre de combus- tion, d'un tube en masse poreuse 13 et d'isolation thermique qui consiste également en une masse céramique 14. Toute la chambre de combustion est avantageusement enfermée dans une enveloppe métallique soudée. De l'air de combustion supplé- mentaire est amené en 12 aux deux parties médianes de la chambre de combustion. La teneur du gaz final en hydrogène apportée se règle d'après la quantité d'air de combustion/au total.

Le tube 13 et les enveloppements 14 sont imprégnés de cataly- seur pour que de l'anmoniac non brûlé ne pas pas dans le gaz final, comme on l'a décrit précédemment.

Claims

R e v e n d i c a t i o n s.

1.- Procédé pour la fabrication de gaz de protection par dissocaition moléculaire et combustion d'ammoniac, carac- térisé en ce qu'on emploie, comme catalyseur pour la combustion, des catalyseurs précipités sur des supports de catalyseur.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur est placé avec le support de'catalyseur dans une ou plusieurs chambres de combustion en matière céramique, dont la longueur est au moins huit fois plus grande que la largeur ou le diamètre.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière céramique des chambres de combustion est imprégnée de catalyseur.

4.- Dispositif pour la réalisation du procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par la réunion d'une chambre de mélange, d'une chambre de combustion en matière céramique qui est faite avantageusement en plusieurs parties auxquelles l'air de combustion est amené en plusieurs étages, d'une serpentin de refroidissement et d'un séparateur d'eau.

5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matière céramique de la chambre de combustion est imprégnée de catalyseurs et en ce que l'ensemble de la chambre de combustion est entouré d'une enveloppe métallique étanche à l'air.