Appareil de catalyse pour la synthèse do l'ammoniaque.
La présente invention a pour objet un
appareil de catalyse pour la syntiièse de l'ammoniaque par ses éléments.
Lorslque, dans la préparation de l'ammoniaque synthétique, on opère sous des pressions fortes, de plusieurs centaines d'atmosphères, la quantité de chaleur développée dans un espace catalytique déterminé devient considérable, soit parce que par suite de la pression augmentée il se forme une plus grande quantité d'ammoniaque, soit parce que les gaz qui réagissent occupent un espace plus restreint. I1 en résulte, dans les appareils connus, que les parois de ceux-ci qui supportent la pression courent le risque d'être portées à une température rendant la pression dangereuse et qu'il peut se produire un échauffement excessif en certains points de la masse catalytique.
La présente invention a précisément pour but de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, l'appareil suivant l'invention est construit de façon à faire passer entre le tube extérieur, qui doit supporter la pression, et un tube contenant la masse catalytique, les gaz qui entrent dans l'appareil et qui ont une température à laquelle l'acier n'est pas attaqué par l'hydrogène. Le tube extérieur est ainsi protégé. par un courant de gaz qui en même temps soustrait de la chaleur à la masse catalytique et maintient ainsi la réaction dans des limites convenables.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est un plan, et la fig. 2 (partie gauche) en est une coupe verticale suivant la ligne A-O, fig. 1, et (partie droite) une coupe verticale suivant la ligne
B-O, fig. 1.
1 est un tube extérieur à parois épaisses, fermé aux extrémités par des plaques robustes 2 et 3 en acier spécial. 4 et 5 sont deux tubes coaxiaux à parois minces entre lesquels se trouve un espace 6 destiné à contenir la substance catalytique. La cavité in térieure 7 du tube 5 contient la résistance 10 pour le chauffage. La partie inférieure du tube intérieur 5 est fermée pour séparer l'espace contenant la résistance de celui conte nant la masse catalytique. Des trous 8 per niettent aux gaz de passer de l'espace 7 à l'espace g,
La partie inférieure du tube 4 présente la forme d'un entonnoir.
Le tube 19 relié au fond de ce dernier est fermé en bas par un disque mince 20, et s'étend à travers la plaque 3* étant logé dans une perforation pratiquée dans cette dernière, perforation dont l'orifice extérieur est fermé par un couvercle 9. Le tube 4 contenant la masse catalytique est recouvert extérieurement d'une couche de matière isolante 17 entre laquelle et le tube 1 qui doit supporter la pression, il y a un espace libre pour le passage rapide des gaz.
Un canal 11 traverse la plaque 3, débouche dans la perforation dans laquelle est logé le tube 19, et communique ainsi avec l'espace qui entoure le tube 4 contenant la masse catalytique, tandis que deux autres canaux 12, aménagés dans la plaque 2 et qui se réunissent en un seul, relient moyennant des conduits 18 l'espace catalytique avec l'extérieur de l'appareil. Ces conduits sont pratiqués en partie dans ladite plaque et en partie dans un couvercle fermant l'espace catalytique.
Les gaz destinés à la synthèse de l'ammaniaque entrent dans l'appareil par un tube 14 relié au canal 11, passent dans l'espace 21. coulent ensuite entre le tube extérieur 1 qui supporte la pression et la couche protectrice 17, et pénètrent par un canal (non représenté au dessin) aménagé dans la plaque 2, dans la cavité intérieure 7. Ils descendent et débouchent dans l'espace catalytique à tra vers de petits trous 8 pour couler le long de cet espace et pour s'échapper à travers les canaux 18, 12 dans le tube extérieur 1. J.
On peut faire entrer le mélange gazeux aussi à travers la plaque 2; mais dans ce cas il faut diviser l'espace libre entre l'isolant thermique 17 et le tube 1 en deux parties moyennant un diaphragme de manière que ]es gaz commencent par descendre entre le diaphragme et le tube 1, montent ensuite entre le diaphragme et la couche d'isolant thermique 17 pour descendre encore une fois il travers l'espace central 7 et s'échapper par les trous 8.
Cette forme d'exécution a l'davantage de rendre la température du tube extérieur 1 toujours plus indépendante de la température intérieure.
Dans cette appareil on peut changer la masse catalytique sans qu'on soit obligé d'ôter le cylindre 4 contenant ladite masse du tube 1 qui supporte la pression. Il suffit d'enlever le couvercle 9 et le disque 20 pour ôter la masse catalytique. Après avoir remis la plaque et le disque à leur place, on introduit la nouvelle masse catalytique dans l'espace 6 à travers des trous 18 fermés par des bon chons 13.
Catalytic apparatus for the synthesis of ammonia.
The present invention relates to a
catalysis apparatus for the synthesis of ammonia by its elements.
When, in the preparation of synthetic ammonia, one operates under strong pressures, of several hundred atmospheres, the quantity of heat developed in a determined catalytic space becomes considerable, either because as a result of the increased pressure it is formed a larger amount of ammonia, or because the reacting gases occupy a smaller space. It follows, in the known devices, that the walls thereof which withstand the pressure run the risk of being brought to a temperature making the pressure dangerous and that excessive heating may occur at certain points of the mass. catalytic.
The object of the present invention is precisely to remedy these drawbacks.
For this purpose, the apparatus according to the invention is constructed so as to pass between the outer tube, which must withstand the pressure, and a tube containing the catalytic mass, the gases which enter the apparatus and which have a temperature to which the steel is not attacked by hydrogen. The outer tube is thus protected. by a stream of gas which at the same time withdraws heat from the catalytic mass and thus maintains the reaction within suitable limits.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a plan, and FIG. 2 (left part) is a vertical section along the line A-O, fig. 1, and (right part) a vertical section along the line
B-O, fig. 1.
1 is a thick-walled outer tube, closed at the ends by sturdy plates 2 and 3 of special steel. 4 and 5 are two coaxial thin-walled tubes between which there is a space 6 for containing the catalytic substance. The inner cavity 7 of the tube 5 contains the resistance 10 for heating. The lower part of the inner tube 5 is closed to separate the space containing the resistance from that containing the catalytic mass. Holes 8 allow gases to pass from space 7 to space g,
The lower part of the tube 4 has the shape of a funnel.
The tube 19 connected to the bottom of the latter is closed at the bottom by a thin disc 20, and extends through the plate 3 * being housed in a perforation made in the latter, the perforation of which the external opening is closed by a cover 9. The tube 4 containing the catalytic mass is covered on the outside with a layer of insulating material 17 between which and the tube 1 which must withstand the pressure, there is a free space for the rapid passage of gases.
A channel 11 passes through the plate 3, opens into the perforation in which the tube 19 is housed, and thus communicates with the space which surrounds the tube 4 containing the catalytic mass, while two other channels 12, arranged in the plate 2 and which meet in one, connect by means of conduits 18 the catalytic space with the outside of the apparatus. These conduits are formed partly in said plate and partly in a cover closing the catalytic space.
The gases intended for the synthesis of ammania enter the apparatus through a tube 14 connected to the channel 11, pass into the space 21. then flow between the outer tube 1 which supports the pressure and the protective layer 17, and enter by a channel (not shown in the drawing) arranged in the plate 2, in the interior cavity 7. They descend and open into the catalytic space through small holes 8 to flow along this space and to escape through through the channels 18, 12 in the outer tube 1. J.
The gas mixture can also be made to enter through the plate 2; but in this case it is necessary to divide the free space between the thermal insulator 17 and the tube 1 into two parts by means of a diaphragm so that] es gases begin by descending between the diaphragm and the tube 1, then rise between the diaphragm and the thermal insulating layer 17 to descend once again through the central space 7 and escape through the holes 8.
This embodiment has the advantage of making the temperature of the outer tube 1 always more independent of the inner temperature.
In this apparatus it is possible to change the catalytic mass without having to remove the cylinder 4 containing said mass from the tube 1 which supports the pressure. It suffices to remove the cover 9 and the disc 20 to remove the catalytic mass. After replacing the plate and the disc in their place, the new catalytic mass is introduced into the space 6 through holes 18 closed by good chons 13.