BE637179A

BE637179A -

Info

Publication number: BE637179A
Authority: BE

Description

EMI1.1

AppetfeiX à combustion caulytique et procédé pour le tj., ', 1.', , -Z
EMI1.2
La présente invention concerne la combustion caüs, de combustibles gazeux. Il est connu de brûler ides combustibles" gazeux en les faisant passer au travers d'un rte-cat4aykti, perméable, en contact avec l'oxygène de l'atmosphère aablafcte, une. réaction exothermique se produisant lorsque le catatyeour %yt of"- té à une valeur seuil. Par exemple, on a fabrique des dispositifs de chruttege comprenant un catalyseur platine-palladium sue un porte-catulyseux, perméable, tel que de l'amiante fibreux, ta 4 pfttft . lyseur et le porte-catklyseur,, ensemble avec un dispositif de support approprie, formant un côté d'une chambre autrement fermée.

Dans des constructions connues de ce type, des éléments -cilLUtt=t4 électriques sont noyés dans le porte-catalyseur. 61 un cas'ut.bë'"
EMI1.3
gazeux tel que du gaz naturel, du propane ou d'autres matières

gazeuses contenant des substances combustibles carbonaoéea, hydro- i carbonées ou hydrogénées, est introduit dans la chambre fermée et passe au travers du porte-catalyseur poreux, en contact avec la catalyseur, et si le catalyseur est chauffé à la température seuil précitée, une combustion démarre dans le porte-catalyseur où l'oxy- gène do l'air ambiant réagit avec le combustible.

Les avantages de ce type de combustion pour produire de la chaleur sont très grands dans de nombreuses applications* La com- bustion et la température atteinte à la surface du porte-catalyseur peuvent être régies très facilement et très exactement en réglant la quantité de combustible passant dans l'appareil. La combustion 4 lieu sans flamme et à une température relativement peu élevée telle que 500 à. 650 F (260 à 343 C) de sorte que les risques d'incendie sont réduits au minimum, En mène temps, la combustion des combusti- bles carbonacés ou hydrocarbonés est complète, de sorte que les pro- duits de combustion comprennent de la vapeur d'eau et de l'anhydride carbonique.

L'oxyde de carbone, s'il existe dans le combustible ou s'il est formé à un stade quelconque du processus de combustion est oxydé en anhydride carbonique de sorte que l'appareil peut être utilisé comme dispositif de chauffage d'ambiance sans cheminée dans un local occupé par des animaux ou des tires humains.

Les catalyseurs spécifiques utilisés ainsi que la nature spécifique des combustibles ne limitât pas l'invention dont certai- nes forces d'exécution, telles que celles esquissées plus haut sont décrites plus loin, à titre d'exemple.

Jusqu'à présent cependant, on a rencontré un certain nombre de difficultés pour fabriquer et utiliser l'appareil pour une combustion catalytique. Une de ces difficultés intéresse le porte- catalyseur et le lit catalytique. On a constate que si on compri- me simplement une matière fibreuse telle que de l'amiante, imprégnée d'un catalyseur, dans un espace, un renardage se produit. Par renar- dage on entend une répartition inégale du combustible dans le lit catalyseur, qui provoque souvent des fuites de combustible.

On a essayé de corriger ce défaut en utilisant des couches de porte-

catalyseur de plus en plus épaisses mais cette pratique s'est rêvé.. lée peu économique et pou efficace* Ces lits et distinguent éga- lement par une limitation de la quantité de combustible utilisée et, par conséquent, de la température à laquelle les lits peuvent être portés. En général, à une température supérieure à 650 à 700 F (343 à 371 C), on constate que du gaz non brûle passe au travers du lit. Il s'est avéré aussi que des éléments chauffants électriques noyés dans la couche de catalyseur sont soumis à une corrosion ex. trême.

La présente invention a notamment pour buts de procurer un procédé et une construction permettant d'utiliser des couches de catalyseur plus minces sans renardage; un appareil à combustion catalytique comportant un lit catalytique fibreux relativement mince mais d'efficacité fortement accrue; un lit fibreux contenant le catalyseur qui puisse être dilué avec des fibres inerte. sans perte significative de sa capaci- té ou de son efficacité; des constructions perfectionnées pour un appareil de chauffage catalytique; un procédé pour fabriquer un tel lit catalytique fibreux perfectionné; une machine pour fabriquer ces lits catalytiques fibreux perfectionnés;

un lit catalytique fibreux perfectionné qui puisse être porté à des températures supérieures à celles qui étaient possibles jusqu'à présent, sans perte de combustible. ,
Ces buts de l'invention ainsi que d'autres encore ressor,.' tiront clairement de la description détaillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique d'une forme d'exécution d'un appareil de chauffage catalytique de l'invention; la Fig. 2 est une coupe de l'appareil de chauffage cata- lytique suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1;

la Fig. 3 est une coupe de la valve de chauffage et de ses accessoires de la Fig. 2; la.

Fig. 4 est une coupe fragmentaire d'une variante de l'appareil de la Fig. 2 ; la Fig. 5 est une vue en perspective d'une autre variété du dispositif de'chauffage catalytique de la présente Invention; la Fig. 6 est une coupe de l'appareil de la Fig. 5 sui- vant la ligne 6-6; la Fig. 7 est une vue en plan du dessous du dispositif de la Fig. 5, le bottier extérieur étant enlevé; la Fig. S est une vue en élévation de la machine utilisée pour fabriquer les lits catalytiques fibreux perfectionnes; et,, la Fig. 9 est une coupe de la machine de la Fig. 8 irai- vant la ligne 9-9.

La Fig. 1 est une vue schématique d'une forme d'exécution de la présente invention* Le dispositif chauffant 1 de la présente invention peut être pourvu d'un réflecteur 2, Le dispositif 1 est raccordé par une conduite 3 à une source de combustible appropriée 4. La source de combustible 4 peut être une bouteille cylindrique de n'importe quel combustible gazeux approprié tel que du gaz naturel, du propane ou un gaz analogue. La bouteille comporte une valve principale 5 et un détendeur 6 peut être prévu dans la con- duite 3 pour ramener la pression de gaz à une valeur Appropriée*
La Fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, du . dispositif chauffant 1.

Ce dispositif comprend un boîtier intérieur 7 dont une extrémité 8 est fermée, l'autre extrémité étant ouverte L'extérieur du boîtier 7 est entouré par une paroi diffuseuse 9. *J La paroi diffuseuse 9 peut être faite en n'importe quelle matière appropriée telle que de l'amiante tissé ou non tissé ou des fibres de verre. Ensuite, un mince lit catalytique fibreux 10 repose sur la paroi diffuseuse 9 et est maintenu en place par une enveloppe 11 retenant le catalyseur.

La porosité de la paroi diffuseuse est notable ment moindre que celle du lit catalytique de manière à créer une contre-pression assurant une répartition uniforme du combustible

EMI5.1
Râpeux circulant dans le lit catalytique. L'enveloppe 11 *#$*** * *#: catalyseur peut être faitede n'importe quelle matière résista * / là chaleur appropriée, ayant de préférence au moins 80% 4. Jour. et masquant au minimum la surface du catalyseur* Du treillis '"' 1 d'acier alumine ou une tôle d'aluminium perforée conviennent par*
EMI5.2
faitement à cet effet.

Du treillis d'acier inoxydable ou de LA t61. d'acier inoxydable perforée, avec un fini oxydé noir pour améliorer . l'efficacité de rayonnement, peuvent également être utilisé$*
EMI5.3
la construction que l'on vient de décrire est c11tndriQU', et est fermée aux deux extrémités, A une extrémité, le bottier 7 est pourvu d'une bride extérieure 12. Un couvercle 13 présente une
EMI5.4
bride circonférentielle 14 profilée en substance en U. Les b1'14.' 12 et 14 coopèrent pour maintenir le couvercle 13 en placer
L'autre extrémité de la construction est fermée par un ,plateau circulaire 15.

Le bord extérieur 16 du plateau 15 est profi- lé en U pour recevoir et retenir d'une façon étanche au gaz la paroi
EMI5.5
d1i'fu.sauae, le lit catalytique et son enveloppe ajourée* Il est à remarquer que le plateau 15 est espacé de l'extrémité 8 du boîtier 7 et force une chambre à gaz désignée dans son ensemble par 17.
EMI5.6
Un raccord d'amende de gaz 18 (décrit en détail cl-APrès) part de la chambre 17 et traverse une ouverture ménagée dans le plateau 15. La conduite de combustible 3 est pourvue d'un embout appropria 19 qui est vissé dans l'extrémité du raccord d'alimenta- tion de gaz.

Un dispositif thermostatique 20 commandant l'écoulé**
EMI5.7
ment du g2: et l'élément chauffant est placé dans le boîtier '7, un partie 20a de ce dispositif traversant une ouverture ménagée dans l'organe d'extrémité 8 et se vissant dans la partie du raccord d'alimentation de gaz 18 située dans la chambre 17.

Ce dispositif de commando, lorsqu'il est actionné, permet au combustible gazeux de passer par une lumière 21 ménagée dans le raccord 18 dans la chambre 17, Afin d'assurer un débit de gaz uniforme sur la totalité de la
EMI5.8
surface de la paroi diffuseuse 9, la surface extérieure du boîtier 7 est pourvue de plusieurs rainures longitudinales 22. Ces rainures communiquent avec la chambre 17 et peuvent être étroites et peu

profondes. Les rainures 21 peuvent être ménagées dans la surface extérieure du bottier 7 pendant ou après sa fabrication et peuvent même y être gravées.

L'intérieur du boîtier 7 est également pourvu d'un élé- ment chauffant. Comme le montre la Fig. 2, cet élément peut avoir la forme d'un serpentin hélicoïdal 23 dont les spires sont de di- mensions légèrement supérieures au diamètre intérieur du bottier lui-même. Ainsi, lorsqu'il est mis en place, l'élément chauffant conserve sa position en étant élastiquement pressé contre la surface intérieure du boîtier. L'élément chauffant peut être un élément en nickel-chrome gainé de métal et connecté par des conducteurs 24 et 25 au dispositif de commande 20, Le dispositif 20 est à son tour connecté par des conducteurs 26 et 27 à un connecteur électrique à broches 28.

Sous ce rapport, un connecteur à broches est particuliè- rement souhaitable dans un dispositif de chauffage portatif mais dans une installation permanente, il peut être remplacé par une boîte à bornes classiques. Comme le connecteur 28 traverse des ouvertures ménagées dans l'extrémité 8 et le plateau 15, un organe d'espacement formant joint résistant aux températures élevées 29 peut être placé dans la chambre de gaz 17 pour rendre ces ouvertures étanches. Le couvercle 13 peut être percé de trous 13a destinés à permettre à l'air contenu dans le boîtier 7 de se détendre lorsque l'élément 23 fonctionne.

Comme le montrent les Fige. 2 et 3, un joint 30 est placé sur le raccord 18 et contre le plateau 15. Ce joint est maintenu en place par un écrou de serrage 31. LA forme d'exécution représen- tée sur la Fig. 2 peut être pourvue d'un réflecteur. Le réflecteur peut être d'une forme appropriée quelconque et, à des fins représen- tatives, un réflecteur conique ou parabolique est représenté en 2 et 32 sur les Fies. 1 *et 2, respectivement. Le réflecteur comporte une partie plane 33 dont le centre présente une ouverture 34 dans laquelle passe le raccord 18. La partie plane 33 peut également être percée d'une ouverture décentrée 35 traversée par le connecteur électrique à broches.

Un support de n'importe quelle forme appro-

priée, indiqué en 36, peut être fixé au réflecteur et peut être .: percé d'un trou 37 coaxial à l'ouverture 34. L'assemblage formé par le réflecteur et le support est maintenu en place sur le raccord au moyen d'une rondelle de blocage 38 et d'un écrou de serrage 39.

Le raccord d'alimentation de gax 18 et le dispositif com- mandant l'écoulement du gaz et l'élément chauffant sont clairement représentés sur la Fig. 3. Le raccord 18 est pourvu à son extrémité d'entrée d'un alésage taraudé 40 destiné à recevoir l'embout 19.

L'alésage 40 conduit à un alésage de moindre diamètre dans lequel est fixé un ajutage fileté 42 percé d'un passage conique en ? 43. En réglant la profondeur à laquelle l'ajutage 42 est vissé dans l'alé. sage 41, on peut limiter le débit du gaz pénétrant dans le passage
44. Ce réglage peut être effectué à l'aide d'un débitmètre avant de monter le dispositif de chauffage. On peut évidemment remplacer l'ajutage réglable 42 par un étranglement fixe.

Le passage 44 est prolongé par un contre-alésage 45 dont une partie est taraudée en 46 pour recevoir l'extrémité 20a du dis- positif de commande 20.

Le dispositif 20 peut être tout mécanisme d'interrupteur et de valve approprié actionné par la température et ne limite pas la présente invention. A fes fins représentatives, le dispositif 20 est représenté comme étant du type utilisant une membrane qui est déplacée ou enfoncée vers l'intérieur lorsque le dispositif atteint un certain niveau de température. Cette membrane (non représentée) lorsqu'elle est enfoncée, sert non seulement à déconnecter l'élé- ment chauffant 23, mais permet également au gaz de passer du passa- ge 44 par les lumières 47 dans le contre-alésage45 puis dans la chambre 17 par la lumière 21 ménagée dans le raccord 18,
L'appareil représenté aux Fige. 1, 2 et 3 fonctionne de la façon suivante.

Lorsqu'on utilise une bouteille de gaz, on ouvre la valve principale 5 qui permet au gaz de passer par la conduite 3 et la valve régulatrice de pression 6 dans le raocord 18. On connecte électriquement le connecteur à broches 28 à une arrivée de courant. Cette connexion met en action l'élément chauffant 23 qui porte à son tour le lit catalytique 10 à sa température seuil.

Le dispositif de commande 20 est réglé pour répondre à cette tempéra ture seuil. La réponse du dispositif de commande 20 a pour effet de . déconnecter l'élément chauffant 23 et d'ouvrir simultanément les lumières 47 en permettant au gaz de pénétrer dans la chambre 17. 'Le gaz passe le long de rainures 22 et pénètre dans la paroi diffuseur
9 et ainsi dans le lit catalytique 10. La réaction exothermique mentionnée plus haut s'amorce et l'appareil de chhuffage catalytique se met alors à fonctionner. On peut modifier la quantité de chaleur produite en réglant le débit du gaz. On arrête le dispositif en coupant le débit du gaz et en déconnectant l'arrivée de courant électrique du connecteur 28.

Une variante du dispositifde la Fig, 2 est représentée sur la Fig. 4. Le boîtier intérieur 7 est pourvu à son extrémité ouverte d'une bride 12. Le plateau 15 comporte une bride périphéri- que 38, Un support cylindrique 49 est pourvu à chaque extrémité de brides 50 et 51. Le support 49 est maintenu espacé du bottier 7 (en créant un passage de gaz) au moyen des brides 50 et 51 qui Tien- nent contre le plateau et contre la bride 12, respectivement.

Le support 49 peut être en treillis métallique ou en aluminium déployé ou en acier, comme le montre le dessin* Le support est entouré par un lit catalytique 10 et une enveloppe ajourée 11 retenant le catalyseur* Le couvercle 13 est maintenu en place par des via métal- liques 52 traversant le couvercle et les brides 12 et 51.

Le support 49 et la paroi diffuseuse 9 peuvent évidemment être remplacés par un tube rigide en fibres de verre ou d'amiante servant de support et de diffuseur. Le support 49 peut évidemment être également remplacé par une mince couche de fibres de verre ou d'amiante non serrées laissant passer le gaz qui est enroulée autour du boîtier 7 et qui sert de support, le gaz pouvant passer dans ce support entre le boîtier et la paroi diffuseuse 9.

Une autre forme d'exécution de la présente invention est représentée sur les Figs. 5 et 7. Cette forme d'exécution comprend un support en forme de plateau en métal bon conducteur de chaleur indiqué d'une façon générale en 53. Le support peut être de n'im-

porte quelle forme telle que carrée ou rectangulaire comme le mon- trent les Figs. 5 et 7. Le plateau 53 comporte une surface de su- port plane 54 et des bords remplies vers le haut 55. Le plateua 53 est également pourvu d'un renfoncement central 56. Ce renfoncement contient un dispositif 57 commandant l'écoulement du gaz et l'élé- ment chauffant, semblable au dispositif de commande 20 de la Fig. 2.

Le renfoncement 56 contient également un raccord d'alimentation de gaz 58 qui peut être semblable au raccord 18 de la Fil. 2, Une par- tie du raccord 58 travers une ouverture ménagée dans le renfoncement 56. Une paroi diffuseuse 59 est posée directement sur la surface de support 54 et supporte à son tour un lit catalytique 60 et un orga- ne de retenue 61. Les éléments 59, 60 et 61 correspondent aux élé- ments 9, 10 et 11 de la Fig. 2. Les bords 55 peuvent être pourvus de rebords 55a pour maintenir l'enveloppe ajourée 61 en place.

Le gaz contenu dans la chambre 62 formée par le renfonce- ment 56 est réparti sur toute la surface de la paroi diffuseuse par des rainures ou des rigoles longitudinales 63. Les rigoles sont ménagées dans la surface de support 54 et s'étendent radiale- ment depuis la chambre 62. Dans ce cas, un anneau chauffant plat 64, placé sur la surface extérieure de l'organe de support 53, peut être utilise. L'anneau chauffant 64 est connecté par des moyens appro- priés (non représentés), à une source extérieure de courant électri- que et au dispositif de commande 57.

Sur les Figs. 5 et 6, un boîtier extérieur 65 peut être prévu pour enfermer l'élément chauffant 64. L'espace séparant le boîtier 65 du support 53 peut être rempli de fibres d'amiante ou de verre, indiquées en 66.

L'appareil suivant les Figs. 5 à 7 fonctionne en substan- ce de la même façon que celui décrit avec référence aux Figs. 1 à 3,
Les Figs. 8 et 9 représentent une machine servant à !abri quer le lit catalytique, Cette machine comprend une chambre rectan- gulaire 67 avec un dos vertical 68, un devant 69, et des côtés 70 et 71. La machine est montée sur des organes de support appropriés indiqués d'une façon générale en 72. La chambre 67 comporte un

fond 73 profilé en U ouvert. Un couvercle 74 est articulé .au dos 68 par des charnières 75.

Le couvercle 74 peut être pourvu d'une fenêtre ou peut être fabriqué entièrement en matière plastique transparente ou en matière analogue de sorte que le fonctionnement des éléments contenus dans la chambre 67 peut être observé lorsque le couvercle est fermé.

Un arbre 76 portant plusieurs lames ou organes batteur!! 77 tourillonne dans des paliers 78 et 79 dans les côtés 70 et 71 , de la machine. L'arbre 76 est monté de telle façon que les lames 77 passent tout près de la partie inférieure du fond en U 73. On peut utiliser n'importe quelle source de force motrice appropriée pour faire tcurner l'arbre 76. A titre d'exemple, une partie de l'arbre 71 peut s'étendre à l'extérieur du cote 71 de la machine et peut être pourvue d'une poulie 80. La poulie 80 est à son tour reliée à un moteur 81 par une courroie 82.

Un arbre 83 tourillonné dans un palier 84 fixé dans le côté 70 et dans un palier 85 placé à l'extérieur de la chambre 67.

L'arbre 83 peut être réglé axialement dans les paliers 84 et 85 et peut s'étendre au moins sur la moitié de la largeur de la chambre 67. L'extrémité de l'arbre 83 qui pénètre dans la chambre 67 est pourvue d'une butée circulaire 86. L'arbre 83 est creux et est rac- cordé de façon rotative à l'extérieur de la chambre 67 en 87 à une conduite 88 raccordée elle-même à une source de vide 89. La source de vide peut être de n'importe quel type approprié connu. Un second arbre creux 90 coaxial à l'arbre 83 et semblable à ce dernier tourillonne dans un palier 91 dans le côté 71 et dans un second pa- lier 92 à l'extérieur de la chambre 67. L'arbre 90 est également pourvu d'une butée circulaire 93 et d'un raccord 94 à une conduite 95 raccordée elle-même à une source de vide 96.

L'arbre 90 peut également être réglé longitudinalement dans les paliers 90 et 92 et peut s'étendre au moins sur la moitié de la largeur de la chambre 67.

Les butées 86 et 93 sont ainsi coaxiales et peuvent être rapprochées ou écartées l'une de l'autre
Les butées 86 et 93 peuvent être mises en prise avec les

extrémités d'un cylindre poreux 97 représenta en pointillé et dé- crit en détail ci-après. Une poulie 98 est calée de façon réglable sur l'arbre 83 et est reliée par une courroie 99 à une source de force motrice 100. Ainsi, lorsque l'arbre 83 est entraîné en rota. tion dans le sens de la flèche A, cette rotation est transmise à l'arbre 90 par l'intermédiaire du cylindre poreux 97.

Un second arbre 101 tourillonnant dans des paliers 102 et 103 dans les côtés 70 et 71 de la machine. a partie de cet arbre située au milieu de la chambre 67 porte des bras 104 et 105.

Un cylindre fou 106 est monté d'une façon rotative et amovible entre les bras 104 et 105 de telle façon que son axe soit parallèle mais non coaxial à celui de l'arbre 101. On voit sur la Fig. 9 que, lorsque le cylindre fou 106 est dans sa position inférieure, il porte contre le cylindre poreux 97. L'une ou l'autre ou les deux extrémités de l'arbre 101 peuvent s'étendre à l'extérieur des côtés
70 et 71 et peuvent être pourvues à leurs bouts intérieurs de bras
107 et 108. Les extrémités de ces bras sont pourvues de poids réglables 109 et 110, respectivement. Ces bras lestés obligent évidemment le cylindre fou 106 à porter contre le cylindre poreux
97. De préférence, le cylindre fou a environ la même longueur que le cylindre poreux 97.

A titre d'exemple, le fonctionnement de la machine sera décrit en relation avec la formation d'un lit catalytique du type requis pour la forme d'exécution de la Fig. 2. Un cylindre poreux
97 d'environ le même diamètre que le boîtier 7 est placé et maintenu fermement entre les butées 86 et 93. Un cylindre fou 106 d'environ la même longueur est également prévu* La matière catalytique fibreu- se, par exemple de l'amiante platinisé, est placée dans le fond en
U 73 de la machine. Le cylindre poreux 97 comporte une paroi diffu- seuse cylindrique 9. On commence par faire tourner l'arbre 76 avec ses lames 77 à grande vitesse.

Cette opération a pour effet de battre la matière catalytique fibreuse de façon qu'elle soit misene suspension dans l'air contenu dans la chambre 67, $ou$ forme de

petits flocons de fibres souvent appelés "plumes de pouet". On fait ensuite tourner les arbres 83 et 90 et ainsi le cylindre poeurx 97 portant la paroi diffuseuse dans le sens de la flèche A puis , on fait tourner le cylindre fou 106 dans le sens de la flèche B. On actionne finalement les sources de vide 89 et 96, produisant un vide dans le cylindre poreux 97.

Cela étant, la matière catalytique fi- breuse en suspension est attirée contre la paroi diffuseuse et form< un lit catalytique sur cette paroi. Une chicane inclinée vers l'in- térieur et vers le bas 69a peut être fixée au devant 69 de la machi- ne pour aider à diriger la matière catalytique en suspension dans l'air vers le cylindre 97. Le cylindre fou 106 tend à tasser la matière catalytique, et lorsqu'un lit d'épaisseur appropriée a été formé sur la paroi diffuseuse, on arrête l'arbre 76, on coupe les sources de vide 89 et 96 et on arrête finalement les arbres 83 et 90.

On enlève le cylindre 97 d'entre les butées 86 et 93 et on enlè. ve la paroi diffuseuse ainsi que la couche ou le lit catalytique du cylindre poreux.

Le cylindre poreux 97 peut évidemment être remplacé par le support 49 dans la forme d'exécution de la Fig. 4. Lorsque le support 49 et la paroi diffuseuse 9 sont remplacés par un cylindre rigide ou semi-rigide de fibre de verre ou d'amiante, ces cylindres peuvent remplacer le cylindre poreux 97.

Pour fabriquer le lit catalytique représenté sur la Fig. 6, on utilise un cylindre poreux 97 de dimension appropriées Lorsque le lit catalytique a été formé, on l'enlevé du cylindre poreux et on le coupe puison l'aplatit pour former un lit cataly- tique plat.

Jusqu'à présente des lits catalytiques pour des disposi- tifs de chauffage catalytiques n'étaient pas uniformes et souffraien de renardage. Des tentatives pour éviter ces défauts ont eu pour effet d'augmenter l'épaisseur des lits catalytiques et on * pris l'habitude de fabriquer des lits de 1 à 1,5 pouce (2,5 3,8 cm) d'épaisseur ou plus. En pratique, ces lits tendaient à laisser pas

du gaz brut en atteignant une température de 650 à 700"F (343 a 371 C) On a également suggéré de feutrer ces lits dans l'eau.

Les lits catalytiques fabriqués par le procédé de dépôt sous vide et de feutrage dans l'air décrit plus haut possèdent des caractéristiques remarquables. A rencontre des lits connus compre- nant des lits feutrés dans l'eau, les lits catalytiques de la pré- sente invention ont une structure déterminée dans le lit lui-même, Les fibres individuelles dans une couche sont planes dans le plan de la coucha mais pour le reste sont orientées d'une façon quelcon- que.

Quoique l'épaisseur du lit catalytique ne constitue pas une limitation de la présente invention., il s'est avéré que des épaisseurs allant de 1/8 à 3/8 de pouce (3,2 à 9,5 mm) et une densi- té de 5 à 8 livres/pied cube (80 à 128 kg/m) donnent une excellente diffusion sans renardage. L'efficacité de ces lits est notablement accrue, et produit un nombre de millithermies par g de catalyseur de 2 à 4 fois supérieur à celui des lits connus. Cela est vrai par suite de l'exposition plus parfaite du catalyseur aux -agents de réaction par suite de la structure stratifiée originale de ce lit catalytique.

Un obtient une redistribution forcée du gaz dans chaque couche et entre les couches successives lorsque le gaz passe dans le lit, produisant ainsi une exposition maximum de la surface des fi- bres Individuelles. Des lits catalytiques du type décrit dans ce mémoire ont atteint des températures allant de 1000 à 1200 F (538 à 649*C) ou plus, sans laisser passer de gaz non brûlé De plus, ils peuvent être dilués avec 50 ou plus de fibre inerte sans présenter de perte notable de rendement ou d'efficacité comparée à un lit non dilué de même dimension, épaisseur et poids. Cette dilution ou mélangeage peut avoir lieu dans l'opération de battage dans la machi- ne décrite plus haut.

Des modifications peuvent être apportées à la présente invention sans sortir de son cadre. Par exemple, des éléments chauf- tant$ cylindriques du type représenté sur les Figs. 1 à 4 peuvent être fabriqués en n'imparte quelle longueur désirée et peuvent être

pourvus de réflecteurs en forme de cuvette-Allonge plutôtque de réflecteurs paraboliques ou coniques. Les différents dispositifs de chauffage catalytiques de la présente invention peuvent avoir la forme d'appareils portables ou d'appareils fixes.

Il est' également possible de réaliser des dispositifs du type décrit sans élément chauffant* Un préchauffage est réalisé par une brève période de com- bustion du combustible à flamme ouverte sur la surface extérieure du lit catalyseur.

Il est clair que le lit catalytique fibreux décrit plus haut avec référence à un appareil de chauffage catalytique peut également être utilisé d'une manière aussi avantageuse dans d'autres réactions catalytiques.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S.

1.- Appareil à combustion catalytique, caractérisé en ce qu'il comprend un lit catalytique fibreux feutré dans l'air, une paroi diffuseuse poreuse d'un côté du lit, une enveloppe, retenant le catalyseur de l'autre côté du lit, un dispositif pour préchauffer le lit à la température seuil de la réaction catalytique, et une valve pour faire passer un combustible gazeux à travers la paroi diffuseuse dans le lit lorsque ce dernier atteint sa tempéra- ture seuil.

2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe retenant le catalyseur, le lit catalytique feutré dans l'air et la paroi diffuseuse poreuse forment un cylindre dont la surface intérieure est formée par le diffuseur et la surface extérieure par l'enveloppe retenant le catalyseur, des couvercles aux deux extrémités du cylindre formant des fermetures étanches au gaz pour ces extrémités, et la valve étant placée dans le cylindre.

3.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un supportrectangulaire plat, des rebords orientés vers le haut sur le support, un renfoncement central dans le sup- port, la paroi diffusesuse étant placée dans le cadre formé par les rebords sur la surface intérieur:' du support, le lit otalytique <Desc/Clms Page number 15> EMI15.1 étant plate également dang le cadre formé par msTebord$ p 1 paroi difiruseuse, l'enveloppe retenant le catalyseur étant 'ga1¯\, placée dans et même cadre près du lit cataly tique, der, 1I:\01cba' pra " 1': ,10 retenir en place la paroi diffuseuse, le lit oatalytiquEt:

(1'* +'en. \\ veloppt, la valve étant placée dans le renfoncement, et de rigoles ménagées dans la gurface intérieure du apport s'étendent Itad4ole- ment depuis le renfoncement pour répartir le combustible izetijr 4e la valve en substance sur toute la surface de la paroi '4J.fht5'U";, ; t # 4. t Appareil suivant la revendication 2 car.,târis, <30 ' ce quelle dispositif servant à préchauffer le lit est plac@ dans EMI15.2 le cylindre, f > , ., < , 5.

Appareil suivant la revendication 2, cr'cttl;i8é çu ce qu'un . bottier cylindrique est placé dans le cylindre, uh &&# '# . e:ttrém t6s du- boîtier étant fermée tandis que l'autre .est Ib1,lf';P;';:i, ' l'extrémité ouverte étant fermée par un des couteo1est l %i$ri ±té. fermé*! espacée de l'autre couvercle formant une pftasbre nue ble gazeux, lia valve étant placée dans la chambre de a.',.1 gazeux, et des moyens étant prévus pour transférer le combustible EMI15.3 gazeux, de la chambre de combustible en substance sur 1;Ote 1$ kw*- face d la paroi diffuseuse entre la paroi diftvua et 3r, bq1t4"..

6... Appareil suivant la revendication 5, G&r%e0tel±é m, ' ce que; le dispositif de préchauffage est place dans le t4i.r" : lindrique.

7.- appareil suivant la revendication 2, caractérisé/** EMI15.4 ce qu'il comprend un réflecteur entourant en partie le ç3hre.

' 8.,'" Appareil suivant la revendication 3> taruq,,s .. ce que, le diopos"tif de préchauffage est fixé à 1 surface extldd rieurcdu support opposée à sa surface intérieure qui" porte la emi, diffuseuse. : . " 9,.: Lit catalytique fibreux feutré dans l'air pour un appareil de réaction catalytique comprenant un lat de fibres portant. le catalyseur, caractérisé en ce que les fibres sont disposées .en couches uniforme:

! dans le lit, les fibres dans chaque couche étant orientées d'une manière quelconque dans le plan de la couchât <Desc/Clms Page number 16> 10.- Machine pour fabriquer un lit catalytique fibreux feutré dans l'air, caractérisée 'en ce qu'elle comprend une chambre fermée, cette chambre comportant un fond profilé en U pour recevoir le catalyseur fibreux, des moyens dans la chambre près du fond et U pour agiter le catalyseur afin de le mettre en suspension dans l'air dans la chambre, un cylindre de support poreux dans la chambre, des moyens pour faire tourner le cylindre de support, et des moyens pour créer un vide dans le cylindru afin d'amener le catalyseur en uspen- Eion dans l'air à se déposer sur le cylindre pour foraer le lit,

11.- Construction suivant la revnedication 10, caractéri- sée en ce qu'un cylindre rotatif est prévu dans la chambre, des moyens étant prévus pour amener ce cylindre à rouler sur le cylindre de. support et à exercer une pression mécanique sur le lit pendant sa formation.

12. - Procédé pour fabriquer un lit catalytique fibreux feutré dans l'air, caractérisé en ce qu'on utilise une chambre fer- mée, on agite des fibres portant le catalyseur dans la chambre pour les mettre en suspension dans l'air, on place un cylindre poreux dans la chambre, on fait tourner le cylindre, et on crée un vide dans le cylindre de manière à amener les fibres en suspension à se déposer sous l'effet du vide sur le cylindre rotatif pour former le li t.

13.- Procédé suivait la revendication 12, caractérisa en ce qu'on exerce une pression mécanique sur le lit catalytique pendant sa formation.

14.- Machine'pour fabriquer un lit catalytique fibreux feutré, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre fermée comportant un fond destiné à recevoir la matière catalytique, fibreu- se, un dispositif dans 1 chambre pour lettre la matière catalytique en suspension dans un gas inerte dans la chambre, un cylindre poreur placé dans la chambre, des moyens pour faire tourner le cy- lindre, et des moyens pour produire une chute de pression entre l'intérieur du cylindre et la chambre afin d'amener la matière cata- <Desc/Clms Page number 17> EMI17.1 lytique,en suspension à se déposer sur le cylindre pour '9id"' . , 'w .i fibr,uc ,V* lit oatalytique fibreux feutré.

1- Mrc,h.ne ivant .a revsrdicatian ll, aaactër.qlr -s 15,1- Machine suivant la revendication r cars ce qu'un organe cylindrique rotatif est prévu dans 1s chaai av du cylindre, ainsi que des moyens pour amener cet organe ci,df ' que en contact avec le cylindre et afin d'exercer une pressIQ4 EMI17.2 nique sur le lit catalytique fibreux feutré pendant sa formation. EMI17.3

16,- Appareil suivant la revendication z cara4â. N ce que le dispositif servant à maintenir la matière catAlyiliQtte'en- suspension comprend plusieurs lames montées de façon ro t4 tàii, #¯#.. placées près du fond de la chambre.. ' " v;", 17,- Procédé pour forMèr un lit Catalytique rlbëotie t'#t4el Procédé pour former lit eataly tique jTïfe#w ft tMff tri, caractérisé en ce qu'on agite une matière catalytique t'.baa - dans une zone de façon à la mettre en suspension dans un gtit inerte-), et on dépose, sur un cylindre poreux tournant dans cette sdinot, ta ? matière catalytique en suspension en produisant une chute < e<.<H entre la zone et l'intérieur du cylindre afin de former le ilt-c4t4- lytique fibreux feutré. / , 'i -.# 18,- Procédé suivant la revendication 17, caï'ac%éri.sé* ce qu'on produit la chute de pression en créant un vide darls :

Le EMI17.4 cylindre EMI17.5 , 19,- Procédé suivant la revendication 17, carac4éesè en ce qu'ont exerce une pression mécanique sur le lit egtalygîllg man- dant t s8 t6 rr4a tionr ' . ,,...- #.,5..' got- Procédé suivant la revendication 1?, car-*O rfs4- bzz te qu'on agite la matière c,'Calyt3qus fibreuse mécaniquesellt i4a ,1* dite zone. **. / ' -