Appareil pour la production de l'ammoniaque synthétique. L'invention concerne un appareil pour la production de l'ammoniaque synthétique.
L'appareil suivant l'invention comporte deux chambres superposées, dont la supérieure contient un faisceau tubulaire à tubes inclinés de façon à constituer un système tronconique à base large en bas, lequel est entouré par une enveloppe en matière réfractaire dont l'épaisseur va en augmentant du bas vers le haut, et en toure lui-même une paroi en matière réfractaire dont l'épaisseur augmente du haut vers le bas, une chambre de réaction avec catalyseur en veloppée par une spirale thermoélectrique étant disposée à l'intérieur de cette paroi, ledit faisceau tubulaire ainsi que la chambre infé rieure servant à l'échange de température entre les gaz qui entrent et ceux qui ont subi la ca talyse.
Le dessin annexé montre un exemple d'exé cution de l'objet de l'invention en coupe verticale. L'appareil représenté comporte deux cy lindres t1 et B d'acier réunis par des bords rabattus et dont les deux extrémités opposées sont fermées par des couvercles<I>C et D.</I> F est la tubulure d'arrivée du mélange N -+- 3H, M le tube d'échappement des gaz après réaction.
G est un faisceau tubulaire contenu dans la chambre inférieure B, H un faisceau tubu laire contenu dans la chambre supérieure d.; les tubes formant ce dernier faisceau sont inclinés de façon à former un système tron conique avec la grande base en bas; autour de ce faisceau est disposée une paroi en ma tière réfractaire (v dont l'épaisseur augmente du bas vers le haut.
L est la chambre centrale du cylindre .4. occupée par le catalyseur; R est un dia phragme à surface extérieure de forme tron conique ménageant un interstice I entre sa surface interne et la chambre L, dans lequel interstice est contenue une spirale thermo électrique.
N est un couple thermoélectrique, péné trant dans la chambre L, traversant le.cou- vercle E; 0 et P sont des conducteurs de courant pour la spirale thermoélectrique en J.
Le mélange du gaz N --+- 3H destiné à la synthèse de l'ammoniaque est amené sous pression par la tubulure F, passe entre les tubes du faisceau tubulaire inférieur G léchant la surface externe des tubes oii il se réchauffe aux dépens des gaz déjà catalysés, après quoi il monte dans le faisceau tubulaire supérieur<I>II.</I> Le faisceau étant de forme tronconique, sa petite base étant tournée vers le haut, l'épaisseur du revêtement réfractaire servant à protéger de la chaleur la paroi externe assujettie à la pression va en aug mentant vers le haut, c'est-à-dire où la tem pérature des gaz est plus haute.
De la sorte la température du cylindre extérieur qui doit supporter la haute pression se maintient uniforme sur toute la longueur du cylindre.
Arrivé à l'extrémité supérieure du faisceau, le gaz parcourt l'espace annulaire I et vient en contact avec la spirale thermoélectrique destinée, au commencement, à porter le mé lange N + 3H à la température nécessaire pour que la réaction se produise. Ensuite la température est maintenue par la chaleur dégagée par la réaction elle-même.
Les avantages de cette disposition sont les suivants La chaleur rayonnée par la chambre de réaction S ne se communique pas au tube extérieur, mais est absorbée par les gaz envi ronnants de telle sorte que la température dudit tube reste bien inférieure à la température à la quelle l'hydrogène sous pression attaque l'acier.
Quant à la spirale thermoélectrique en J, sa disposition au dehors de la chambre de réaction, au lieu de la disposition le long de l'axe central employée auparavant, est plus rationnelle pour les motifs suivants: 1 Cette spirale est destinée à réchauffer les gaz au commencement seulement du fonctionnement. Par conséquent, comme elle présente au mélange gazeux une grande sur face de contact, elle permet d'atteindre rapidement la température demandée par la réaction et, la charge électrique étant égale, sa surélévation de température sur les gaz sera moindre; ce qui signifie que la possibilité de fusion de ses spires sera moindre aussi.
2 Une fois la réaction commencée, la spirale thermoélectrique n'est plus surchauffée par le courant. La disposition adoptée permet une bonne utilisation de la chaleur rayonnée par la chambre de catalyse, car cette chaleur agit sans aucune dispersion sur le gaz nou veau qui circule autour de ladite chambre avant d'y entrer.
Si par contre la spirale thermoélectrique était placée au centre de la chambre de catalyse, il faudrait nécessaire ment assigner à cette chambre un plus grand diamètre; la dispersion de chaleur en serait partant augmentée et le tube extérieur qui doit résister à la haute pression se trouverait à une température plus élevée et risquerait d'être en dommagé par l'action délétère de l'hydrogène.
Le mélange N + 3H, après avoir traversé le catalyseur placé dans la chambre L, redescend dans les faisceaux tubulaires pour y céder sa chaleur aux nouveaux gaz et s'échapper enfin par le tube tll en bas. Un couple thermoélectrique N est prévu pour contrôler la température dans la chambre de réaction. Le remplacement du catalyseur s'effectue rapidement en enlevant le couvercle E et en sortant la chambre de réaction L.