BE455036A - - Google Patents

Description

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  Tour de contact pour installation de conversion sous pression de l'oxyde de carbone et applications similaires. 



   L'invention, à laquelle a collaboré M. Oscar PINTIAUX, se 'rapporte à l'appareillage utilisé pour la conversion sous pres- sion de l'oxyde de carbone ou pour des traitements similaires, né- cessitant une tour de contact pourvue de moyens d'échange thermi- que et dans laquelle un gaz sous pression circule au contact d'un ' catalyseur. 



   Les tours de contact de ce genre, qui sont actuellement utilisées, présentent, selon les types, divers inconvénients, au point de vue de la fonction physico-chimique qu'elles doivent rem- plir ou des opérations de mise en place et de vidange du cataly- seur qui doivent être effectuées périodiquement. Dans certaines de ces tours, en effet, le catalyseur est déversé en une seule couche qui doit avoir plusieurs mètres de hauteur, de sorte que l'action catalytique s'y exerce dans des conditions médiocres,      cependant que la vidange de ce catalyseur impose à l'utilisateur des manoeuvres laborieuses.. 

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   Dans d'autres types de tours, également connues, le cata- lyseur est disposé en plusieurs couches distinctes, superposées, fi- xées sur le tube de force lui-même, ou reposant sur des tôles, perfo- rées, solidaires de ce tube, le chargement et la vidange du cataly- seur   s'effectuant,   dans ce cas, par des trous latéraux, ce qui néces- site - surtout si la tour comprend un faisceau tubulaire fonctionnant comme échangeur thermique interne - des opérations très incommodes et difficiles,pouvant entraîner un arrêt d'exploitation de longue durée. 



   Dans certaines tours, qui ne comportent pas cet échangeur interne, la limitation de la température est obtenue par le moyen d'une pulvérisation   d'eau,   qui est organisée entre les couches des catalyseurs, et qui complique singulièrement l'installation. 



   La présente invention a pour but d'éliminer ces divers inconvénients de fonctionnement ou d'exploitation et réside dans une tour de contact - pour conversion sous pression   de¯1 oxyde   de car- bone ou pour traitements similaires = qui est caractérisée essentiel- lement en ce qu'elle comprend, en son intérieur, une garniture - for- mant un ensemble amovible et démontable - composée d'une série de paniers superposés et assemblés, recevant le catalyseur en autant de couches, et pourvue d'un double échangeur thermique, la circula- tion du gaz sur le catalyseur s'effectuant de haut en bas à travers ces paniers, tandis que le chargement et la vidange du catalyseur peuvent être opérés à l'extérieur de la tour, après extraction de cette garniture, c'est-à-dire dans des conditions particulièrement faciles et avec une grande'rapidité. 



   D'autres caractéristiques intéressantes de cette tour de contact apparaîtront dans la description ci-après de l'une de ses formes d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif. 



   Sur ce dessin : 
La figure 1 représente la tour de contact en coupe diamé- trale verticale. 



   Les figures 2 et 3 correspondent à des coupes horizon- tales, respectivement selon les plans projetés en   A-B   et C-D sur la fig. 1. 



   La figure 4 représente, en coupe diamétrale verticale,      

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 le panier inférieur de la série. 



   La figure 5 représente le même en coupe horizontale, selon le plan projeté en   E-F   sur la figure 4. 



   Les figures 6 et 7 sont des vues, en coupe diamétrale ver- ticale, respectivement d'un panier intermédiaire et d'un panier supé- rieur. 



   La figure 8 montre un secteur constitutif des plaques per- forées formant les fonds des paniers. 



   La figure 9 représente, également selon une coupe verti- cale, une tubulure de dilatation pour la sortie du gaz,   âpres   conver- sion. 



   La tour comprend, comme connu, une enveloppe extérieure métallique, 1, sous la forme d'un tube de force de toutes structures et formes appropriées, celles qui sont représentées n'ayant aucun caractère limitatif. Le tube est pourvu, dans l'exemple considéré, d'un bourrage en fibre d'amiante 2 qui s'interpose entre ce tube et une gaine de briques de   diatonite,   3, à l'intérieur de laquelle est maçonnée une seconde gaine, en briques réfractaires, 4, qui forme la paroi interne de la tour. 



   La garniture est constituée, dans l'exemple du dessin, par une série de quatre paniers assemblés en superposition, mais il est évident que ce nombren'est donné qu'à titre indicatif, pour une construction déterminée, et qu'il pourra varier selon les installa- tions, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 



   Ces paniers ont tous une structure similaire et ne dif-   fèrent   que par leurs dimensions en hauteur et par l'emplacement de certaines nervures formant support. 



   Dans l'exemple, la garniture comprend un panier inférieur, P1. deux paniers intermédiaires identiques, P2 et P3, et un panier supérieur P4. 



   Chaque panier est constitué par un cylindre métallique 5, présentant, en son intérieur, deux séries de nervures, par exem- ple soudées, les unes verticales, 6,les autres horizontales, 7, con- 

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 vergeant vers l'axe, 8., du cylindre. 



   Dans l'exemple considéré, les premières sont au nombre de douze et les secondes au nombre de six et dans le même plan vertical que les nervures verticales de rang pair (ou impair). 



   Sur les nervures horizontales, reposent, dans chaque cy- lindre, des'secteurs, 9, au nombre de six dans le cas présent, dont l'ensemble forme le fond du panier et dans lesquels sont pratiquées deux séries de perforations, les   unes',   10, servant au passage du faisceau tubulaire interne, les autres, 11, de plus petit diamètre, permettant la'circulation du gaz à travers la masse du catalyseur, 12, qui sera déposée dans ces paniers lors du chargement de la tour de contact. 



   Des tubes borgnes, 15, pour le logement de pyromètres, sont fixés, à hauteur convenable, sur chaque panier. 



   Les paniers peuvent être assemblés par   le   moyen de bri- des, 13, portées, sur chacun d'eux, par des éléments coniques, 14, de leur paroi extérieure. 



   La hauteur totale de l'ensemble des quatre paniers est de l'ordre de 6 mètres environ dans l'exemple considéré, cette don- née n'étant mentionnée ici seulement qu'à titre indicatif. 



   L'échangeur thermique interne - qui fait partie inté- grante de cette garniture et qui est extrait de la tour et mis en place dans la tour, par la même opération que l'ensemble des paniers - est constitué par un faisceau de   tubes'verticaux,   16, ici au nombre de soixante, ayant quelques centimètres de diamètre. A l'intérieur de chaque tube échangeur 16 est disposé, en principe coaxialement, un second tube, 17, qui est borgne à sa base, 18, de façon à réserver un espace annulaire.qui servira à la circulation du gaz comme il se- ra expliqué dans la suite. 



   - Le faisceau de ces tubes 16 est mandriné et soudé dans une plaque "tubulaire", 19, fixée à la base du panier inférieur, P1, cette base étant, d'autre part, pourvue d'encoches,.20. Du côté opposé, l'extrémité supérieure des tubes 16 est, libre et rien ne s'oppose à la dilatation de ceux-ci. Les tubes borgnes 17'sont suspendus, par leur 

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 extrémité supérieure, dans les tubes d'échange et peuvent également se dilater librement. 



   Pour le montage et la mise en place des paniers, ainsi que pour le chargement du catalyseur, on dispose verticalement le panier inférieur P1, portant les tubes 16 soudés à la plaque tubu- laire 19, puis, par l'ouverture sup4rieure de ce panier, on effec- tue le chargement du premier lit du catalyseur 12, comprenant, dans cet exemple de réalisation, environ 2 m3 de produit. 



   Le second panier P2 est mis en place en l'enfilant sur l'extrémité supérieure.des tubes, puis l'assemblage avec joints d'étanchéité des deux paniers, par les brides 13, est opéré et la deuxième couche de catalyseur 12 est déposée dans le panier P2. Les mêmes opérations sont répétées pour le panier P3 et P4. 



   Après que ce travail est effectué, en dehors de la tour, l'ensemble de la garniture, pesant environ 15 tonnes, est levé au pont-roulant et introduit et déposé dans la tour de contact, sur un support de garniture, 21, en respectant une orientation angulaire déterminée, puis le joint supérieur 13 du panier P4 est effectué. 



  Ce joint porte, par l'intermédiaire d'un disque 22, avec ouverture axiale 23, un système de dilatation, composé d'un serpentin tubu- laire 24 du type des vis à deux filets comportant deux entrées et deux sorties diamétralement opposées, et communiquant, d'une part, avec la chambre intérieure 25 de la garniture, d'autre part, avec une tuyauterie, 26, forman't ainsi by-pass entre la tuyauterie d'en- trée de gaz, 27, et l'intérieur de la colonne des paniers. 



   Le joint de la tubulure, 28, de sortie du gaz converti, au débouché d'une autre tubulure de dilatation, 29, est ensuite effectué, puis on met en place les cannes pyrométriques (non repré- sentées), dans les trous borgnes 15, et le couvercle, 30, de la tour. 



   La vidange du catalyseur s'opère, bien entendu, en pro- cédant à l'inverse des manoeuvres qui viennent d'être décrites. 



   En cours de fonctionnement, le circuit des gaz est le suivant :      

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Pour utiliser, au maximum, la capacité d'échange de la garniture, le gaz à convertir, auquel la vapeur nécessaire à la réac- tion de conversion a été ajoutée, entre en tête par la tubulure la- térale, 27, et chemine, de haut en bas, dans l'espace annulaire, 31, entre la garniture et le briquetage réfractaire 4 de la colonne, l'échange thermique résultant de ce premier passage du gaz pouvant encore être favorisé par la présence, dans cet espace, d'une double rampe   hélicoidale,   32, qui oblige le gaz à parcourir en totalité la périphérie de la garniture. 



   Le gaz, suivant le parcours indiqué par les flèches f, parvient au bas de la tour, et, en traversant les encoches 20, pénè- tre sous la plaque tubulaire 19, dans la zone   où', débouchent   les tu- bes 16, de l'échangeur, s'engage dans ces tubes, puis s'élève dans l'espace annulaire réservé entre ceux-ci et les tubes borgnes 17, sort en tête du faisceau, entre alors en contact avec la première couche 12 du catalyseur, traverse, par les orifices 11, le fond du panier P4, accède à la seconde couche 12 du catalyseur, et ainsi de suite, en circulant de haut en bas, à travers les couches successi- ves du catalyseur, jusqu'au panier P1, d'où ce gaz sort converti, à la base de la garniture, sous la quatrième couche de catalyseur, par la tubulure 28. 



   Pour la répartition et le réglage des températures, la vanne de by-pass 26 permet de faire entrer une partie ou la totalité du gaz à convertir, directement sur la première couche de catalyseur, sans passer par les tubes d'échangeur 16. 



   L'observation des températures, qui s'opère au moyen des quatre cannes pyrométriques disposées à cet-effet, ne donne que des éléments de comparaison car l'extrémité de ces cannes est influencée, non seulement par la température du catalyseur, mais aussi par le gaz à convertir qui se trouve'autour de la garniture. Toutefois, il ne se produira aucun débit gazeux' dans les tubes borgnes 15 qui reçoi- vent les cannes, de sorte que les températures enregistrées ne seront pas très différentes des températures réelles à l'intérieur des pa- niers. 

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   La garniture pourra, selon les circonstances, être cons- truite entièrement, de préférence, en métal dit "Sichromel", ou en acier nuance chromesco, ou, à défaut, en acier doux, qualité chau- dière, présentant une teneur convenable en carbone.     

Claims (1)

1. - RESUME - L'invention a pour objet : 1 ) Une tour de contact - pour conversion sous pression de l'oxyde de carbone ou pour traitements similaires - caractérisée essentiellement en ce qu'elle comprend, en son intérieur, une gar- niture - formant un ensemble amovible et démontable, - composée d'une série de paniers superposés et assemblés, recevant le catalyseur en autant de couches, et pourvue d'un double échangeur thermique, la circulation du gaz sur le catalyseur s'effectuant de haut en bas à travers ces paniers, tandis que le chargement et la vidange du ca- talyseur peuvent être opérés à l'extérieur de la tour, après ex- traction de cette garniture, c'est-à-dire dans des conditions par- ticulièrement faciles et avec une grande rapidité;

   2 ) Une forme d'exécution d'une tour de contact du type ci-dessus, - caractérisée en ce que les paniers sont constitués par des cylindres comportant des nervures horizontales sur lesquelles reposent des plaques ou secteurs perforés formant le fond des pa- niers; 3 Une forme d'exécution d'une tour de contact selon 1), caractérisée en ce que le double échangeur thermique est cons- titué, d'une part, par l'espace annulaire compris entre la paroi interne de la tour et le système des paniers, d'autre part, par un faisceau tubulaire qui traverse ce système sur toute sa hauteur; 4 Une forme d'exécution d'une tour de contact selon 1) et 3), caractérisée en ce que, dans les tubes du faisceau, sont logés des tubes borgnes suspendus par leur extrémité supérieure dans les premiers, de façon à réserver un espace annulaire servant à la circulation du gaz;

   <Desc/Clms Page number 8> 5 ) Une variante selon laquelle le système des paniers communique, à sa partie supérieure,'avec un système de dilatation, composé d'un serpentin tubulaire raccordé à une tuyauterie formant by-pass, entre la tuyauterie d'entrée de gaz et l'intérieur de ce système, de façon à permettre, éventuellement, de faire entrer une partie ou la totalité du gaz à convertir, directement sur la couche supérieure de catalyseur, sans circuler dans les tubes de l'échangeur thermique.