BE493574A - - Google Patents

Description

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  'PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS ET A LEUR FONCTIONNEMENT. 



    @   
La présente invention est relative à la construction et au fonctionnement d'un four à haute température. L'invention s'applique plus particulièrement à la mise en oeuvre d'un procédé et à la construction d'un appareillage pour la fabrication des oxydes d'azote à partir de l'atmosphère, par combinaison directe de l'azote et de l'oxygène. 



   Lorsque de l'air ou des mélanges analogues d'azote et d'oxygène sont soumis à des températures de l'ordre de 2000  C, une partie de l'azote et de l'oxygène entre en réaction et forme de l'oxyde azotique, cette réaction étant généralement dénommée "fixation de l'azote". La réaction décrite est néanmoins réversible, et l'oxyde azotique qui vient de se former se décompose rapidement en ses parties constituantes, à moins que la   températu-   re ne soit rapidement abaissée à des niveaux sensiblement inférieurs, niveaux auxquels et au-dessous desquels le taux de décomposition est lent, au point de devenir négligeable.

   Ainsi, pour récupérer de   l'oxyde   d'azote en vue d'utilisations pratiques, les gaz de réaction du précodé décrit doivent être rapidement refroidis à une température suffisamment basse gour stabiliser les oxydes azotiques qui y sont contenus. 



   On peut facilement atteindre les températures élevées nécessai-   res pour fixer l'azote atmosphérique, à l'aide d'un arc électrique ; des   raisons commerciales, l'utilisation de l'énergie électrique pour la fixation de l'azote est néanmoins trop coûteuse et ne peut être pratiquée que dans 

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 les régions où l'on dispose d'une abondance d'énergie électrique qui ne trou- ve pas d'autres débouchés. On a en conséquence fait de nombreux efforts pour utiliser, en vue de fabriquer des oxydes d'azote, des combustibles bon marché et faciles à trouver.

   Néanmoins, les températures que l'on peut normalement atteindre par la combustion de ces combustibles restent sen- siblement en dessous de 2000  C 
En raison de la grande capacité calorifique de l'air environnant, ces températures ne peuvent être élevées au niveau requis que lorsque l'on chauffe soigneusement au préalable l'air de combustion et/ou lorsqu'on l'en- richit en oxygène.

   Pour satisfaire ces conditions avec une dépense supplé- mentaire minimum, on a étudié des procédés et des appareils régénérateurs permettant d'utiliser la chaleur récupérée des gaz de réaction au cours du refroidissement, pour préchauffer l'air frais amené à la zone de combus-   tion.   A cet effet, on fait passer le gaz chaud de réaction, produit dans la zone de combustion, à travers un lit de galets en matière réfractaire pour absorber la chaleur, les galets refroidissant les gaz étant eux-mêmes chauffés au cours de l'opération;

   après que les galets de la couche ont été chauffés à un degré suffisamment élevé, on inverse le sens de l'opéra- tion,  c'est-à-dire   que l'on amène de l'air frais à la zone de combustion à travers la couche de galets qui vient d'être chauffée, tandis que les   'gaz   de la réaction sont évacués à travers une autre couche de galets située au côté opposé de la zone de combustion. En passant à travers la couche de galets, l'air absorbe rapidement la chaleur et arrive ainsi à la zone de combustion à l'état préchauffé, de sorte que les températires qui prennent naissance dans cette zone de combustion sont sensiblement augmentées.

   En conséquence, les gaz de réaction qui s'échappent à travers l'autre couche de galets chauffent cette couche en la portant à une température plus élevée que celle antérieurement atteinte par la première couche de galets, de sorte que l'air de combustion qui passe ensuite à travers cette deuxième couche de galets augmente encore davantage la température de la zone de combustion. 



  Ainsi, en, inversant continuellement le sens de l'alimentation de l'air, comme décrit plus haut, on peut facilement augmenter la température dans la zone de combustion jusqu'au niveau requis d'environ 2000  C, tempéra- ture à laquelle et au-dessus de laquelle il se produit de l'oxyde azotique dans des quantités commercialement utilisables.

   Une fois que cette tempé- rature est atteinte, on peut maintenir la température de la zone de combus- tion au niveau précité par une alimentation de combustible convenablement dosée et par des changements dans le sens de l'air d'alimentation, change- ments effectués à des intervalles appropriés; étant donné que les gaz de réaction qui se forment dans la zone de combustion sont toujours évacués à travers une couche de galets qui vient d'être refroidie dans le demi-cy- cle d'opération précédant immédiatement, ce refroidissement étant effectué par l'admission de   l'air frais,   les oxydes azotiques entraînés dans les gaz de réaction qui s'échappent sont convenablement stabilisés de sorte que l'on peut récupérer des pourcentages très élevés du rendement théorique possible en oxydes azotiques. 



   Pour que les couches de galets puissent servir efficacement de milieu de refroidissement à action rapide, elles doivent être constituées de manière à offrir une grande surface de contact aux gaz qui les traver- sent. Il a été établi que des couches composées de galets réfractaires, couches ayant une dimension telle qu'elles présentent au moins 73 m2 par m3 de volume, agissent d'une manière convenable. On   n'a néanmoins   obtenu un fonctionnement satisfaisant que pendant des périodes de fonctionnement re- lativement courtes.

   Au fur et à mesure que l'on augmentait les périodes de fonctionnement,il s'est avéré qu'il fallait disposer de pressions crois- santes pour forcer l'alimentation d'air nécessaire dans la zone de combus- tion, et on a mesuré des différences de pression croissantes entre la zone de combustion et les extrémités de la couche de galets.

   Néanmoins, il se produisait par moment ce fait que la différence de pression tombait brusque- 

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 ment jusqu'à des valeurs inférieures à la valeur normale, après quoi il se produisait une diminution sensible de la température du four et un abaissement du rendement tel que la continuation du procédé était à pei- ne   profitable.   On a constaté que les galets, bien que constitués en des matières réfractaires de la plus haute qualité, étaient incapables de résister pendant des périodes prolongées d'exposition aux températures excessivement élevées de la zone de combustion et aux changements rapi- des de température provoqués par le passage alternatif des gaz chauds de réaction et de l'air froid de combustion.

   De grandes couches de galets s'étaient transformées en des masses qui étaient pratiquement   imperméa-   bles au courant d'air, plus spécialement à proximité de la zone de com- bustion. Un examen plus approfondi a révélé que la surface des galets se couvrait d'un dépôt cristallin qui les collait entre eux et qui ré-   duisait la surface de passage ménagée entre les galets ; enoutre il   s'était produit un effritement et on a observé que les dimensions des ga- lets avaient légèrement diminué.

   De toute évidence, les galets voisins de la zone de combustion s'étaient partiellement sublimés sous l'influence de la chaleur intense à laquelle ils avaient été soumis, et une partie des réfractaires sublimés s'était condensée sur les surfaces des galets plus éloignés (et en conséquence plus froids) en formant des cristaux hémitro- pes qui obstruaient les passages à travers les interstices et étranglaient ces derniers. En certains cas, les obstructions avaient atteint un degré tel que la pression de l'air amené à la zone de combustion avait'frayé un passage direct à travers la couche de galets, ce qui permettait à l'air d'admission d'éviter l'action de préchauffage des,galets et aux gaz de réaction qui s'échappaient de s'enfuir sans refroidissement convenable. 



  Gomme conséquence, la température de la zone de réaction tombait au-des- sous du niveau requis pour que la fixation de l'azote se produise en quantités commercialement utilisables   et/où   l'efficacité des lits de re- froidissements tombait à un point tel qu'elle permettait à des pourcenta- ges prohibitifs d'oxyde azotique de se décomposer. 



   La présente invention est relative à un perfectionnement du procédé décrit pour la fixation thermique de   l'azote,   perfectionnement qui rend possible de continuer 1'opération dans des conditions d'effica- cité élevées pendant des durées égales à plusieurs fois la durée antérieu- rement possible, sans dépendre de l'utilisation de réfractaires spéciale- ment étudiéso 
La présente invention a pour objets: 
Un procédé de fabrication d'oxyde d'azote avec des combustibles bon marché et d'un approvisonnement facile, procédé que l'on peut continuer efficacement pendant des durées prolongées; un procédé thermique de fixation de l'air atmosphérique   utili-   sant des régénérateurs de la couche de galets, procédé qui maintient l'ef- ficacité des régénérateurs précités ;

   un four à régénération, du type à couche de cailloux, comprenant des moyens pour régénérer en continu ces couches de cailloux; une disposition des couches de cailloux dans le four à régénérer du type précité permettant d'utiliser l'enlèvement des galets abimés du fond des couches précitées pour provoquer la délivrance automatique de quan- tités correspondantes de galets propres à la partie supérieure desdites cou- ches, de sorte que la hauteur et la surface desdites couches restent con- stantes ; une disposition des couches de cailloux dans le four à régénéra- tion du type précité, disposition telle que le trajet de passage de l'air de combustion qui pénètre et des gaz de combustion qui s'échappent à tra- 

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 vers lesdites couches soit d'une longueur sensiblement uniforme en tous les points des dites couches. 



   En conséquence, la présente invention permet la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'oxyde d'azote à partir d'un mélange comprenant essentiellement de   l'azote   et de   l'oxygène,   tel que l'air atmosphérique, procédé comprenant le passage du mélange alternativement dans des sens op- posés à travers une zone de réaction chauffée jusqu'aux températures permet- tant la fixation de l'azote et encadrée de chaque côté par des couches de cailloux réfractaires, et le renouvellement en continu des couches par en- lèvement des cailloux détériorés de la couche et par addition de nouveaux cailloux. 



   La présente invention permet également de réaliser un four com- portant des couches de cailloux et comprenant une chambre ou passage desti- né à recevoir une certaine quantité de cailloux réfractaires, des dispositifs placés à l'extrémitéinférieure de la chambre ou passage et permettant   d'en-   lever des quantités choisies de cailloux, et des dispositifs actionnés auto- matiquement par l'enlèvement des cailloux ou galets de la couche de manière à remplacer les cailloux à l'extrémité supérieure de la chambre ou du passa- ge. 



   On construit généralement le four du type précité en briques ré- fractaires fixées entre elles sans mortier ou avec seulement une quantité minime de mortier.,.étant donné que le mortier se détériore rapidement aux températures élevées qui se développent dans ces fours. En service, les joints entre les diversès briques se séparent et s'élargissent, en raison de la contraction de la matière réfractaire lorsqu'elle est pour la premiè- re fois exposée auxdites températures élevées, et également en raison des inégalités entre la dilatation et la contraction desdites matières réfrac- taires lorsque la température varie dans le four; en outre, les circonstan- ces décrites provoquent généralement des fissures dans les briques elles- mêmes, quelle que soit la qualité de la matière réfractaire.

   Ces fissures dans les briques et les joints qui s'élargissent entre ces briques établis- sent des trajets le long desquels de l'air peut passer en évitant le traite- ment effectué dans le four, et ces fissures sont plus spécialement nuisi- bles dans les parois des chambres logeant des couches de cailloux ou des briques de contrôle, étant donné qu'en raison de la chute de pression à tra- vers ces cailloux ou ces briques de contrôle les trajets établis par ces fissures et joints peuvent permettre à des grandes fractions de l'air d'ad- mission et des gaz d'échappement de contourner une partie des canaux formés par les cailloux ou les briques de contrôle ou même tous ces canaux, et d'éviter ainsi l'effet de préchauffage ou de refroidissement de ces cail- loux et briques.

   Ces trajets de dérivation peuvent en fait être si impor- tants qu'une partie de l'air d'entrée peut passer directement de l'entrée d'un des générateurs à couche de cailloux ou à briques de contrôle à la sor- tie de l'autre et éviter ainsi complètement toute participation au traite- ment qui s'effectue dans la zone de combustion du four. Chaque fois qu'une partie de l'air arrive à la zone de combustion sans avoir été convenablement préchauffée, la température de cette zone s'abaisse. Dans le cas d'un pro- cédé de fixation thermique de l'air atmosphérique, ceci a pour résultat une baisse rapide des quantités d'oxyde azotique formées dans la zone de combus- tion.

   Chaque fois qu'une partie des gaz de réaction peut s'échapper sans avoir été convenablement refroidie, l'oxyde azotique effectivement formé dans la zone de combustion peut se décomposer, ce qui entraîne une nouvel- le baisse de production. L'air qui contourne totalement la zone de   combus-   tion ne participe à aucun moment au procédé de fixation de l'azote et con- stitue en conséquence une perte totale. Dans les fours actuellement utili- sés pour la fabrication des oxydes d'azote, la baisse de rendement résultant de la fuite de l'air et/ou des gaz de réaction à travers les fissures des piédroits du four, et particulièrement dans les parois des couches de cail- 

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 loux, est souvent si grave qu'elle rend impossible la poursuite de l'ex-   ploitation   du procédé sur une base industrielle.

   Ainsi, on a remarqué qu'une installation donnant au début un rendement quantitatif de l'ordre de 1,5 % d'oxyde d'azote dans les gaz de la cheminée, se détériorait en peu de temps jusqu'à ne plus donner que des rendements inférieurs à 1/2 % en raison de la formation de fissures dans les parois du four. 



   En conséquence, la présente invention a encore pour objet des dispositifs destinés à limiter efficacement, dans les fours à régénération du type précité, la tendance de l'air d'entrée ou des gaz de réaction d'échappement à contourner des parties de leur trajet normal à travers les fissures formées dans les piédroits desdits fours, de sorte que le rendement des fours peut être maintenu à un niveau élevé. 



   En outre,   un   autre objet de la présente invention consiste en une construction d'un passage de four composite en métal et en matière réfractaire, passage dans lequel les parties métalliques sont   dispo-   sées de manière à limiter efficacement le taux de formation des passages de contournement dans la partie réfractaire, d'une manière convenant au maintien de l'efficacité même aux températures excessivement élevées qui se produisent dans la fixation de l'azote. 



   En conséquence, la présente invention permet également la réalisation des fours ayant une chemise de métal résistant à la chaleur, chemise munie d'un certain nombre de tablettes dirigées vers l'intérieur, également en métal résistant à la chaleur, ces tablettes étant disposées de manière à former, un certain nombre de compartiments ouverts vers l'in-   térieur,des.assises   de matière réfractaire étant diposées à l'intérieur de ces compartiments. 



   La tendance mentionnée ci-dessus que présentent les matériaux réfractaires à se fissurer sous l'influence nocive des hautes températu- res, des augmentations sévères ou des larges variations de température, se rencontre' également dans la voûte du four. Les fragments d'une voûte qui se décomposent peuvent tomber librement dans la zone de combustion, et lorsque le fissurage et l'effritement deviennent sérieux, une partie de la voûte ou toute celle-ci peut, sous l'effet de la pesanteur, s'écrou ler dans la chambre de combustion, ce qui entraîne la. destruction du four et peut mettre en danger le personnel de service. 



   En conséquence, la présente invention a encore pour objet la réalisation d'une voûte du typé mentionné, voûte dans laquelle les par- ties inférieures des briques constituant la voûte sont et restent liées entre elles pendant des périodes prolongées de fonctionnement,même à des températures de l'ordre de 2000  C, de sorte que la perte de morceaux de briques ne se produit pas ou est tout au moins maintenue entre des limi- tes négligeables. 



   Un autre objet de la présente invention consiste en une voûte telle qu'à des températures élevées les extrémités exposées à la chaleur de chaque brique se fondent rapidement entre elles, de manière à former une couche unie d'une matière homogène ayant des propriétés réfractaires qui approchent fortement celles des briques originales. 



   La présente invention permet également la construction d'un four pouvant fonctionner à des températures très élevées, telles que cel- les utilisées pour la fixation de l'azote atmosphérique, four comprenant une voûte munie de briques disposées l'une à côté de l'autre et constituées en magnésie de haute pureté, ainsi que des couches de nickel interposées entre les faces voisines des   briqueso   Un autre objet de   l'invention   con- siste encore dans une grille destinée à former l'appui d'une couche de 

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 cailloux du type décrit ; cette grille peut être actionnée de manière à permettre que de petites quantités de la matière qu'elle supporte sur la grille soient continuellement et uniformément retirées de la surface inférieure de ladite couche. 



   Lorsque les grilles sont actionnées de manière à laisser pas- ser une partie de la matière qui repose sur elles, matière telle que des cailloux réfractaires ou autres objets analogues, l'écoulement de ces matières une fois démarré peut empêcher la mobilité des parties, consti- tuant la grille au point qu'il peut devenir difficile, sinon impossible, de les ramener à leur position originale pour arrêter l'écoulement. De même les grilles actionnées automatiquement peuvent s'arrêter par suite d'un manque d'énergie, dans la position d'ouverture, de sorte que .la chu- te de la matière qui se trouve sur la grille peut continuer indéfiniment; ces conditions ne signifient pas seulement une perte de chaleur et un gas- pillage de matériaux, mais elles peuvent également provoquer la destruction du four. 



   La présente invention a en conséquence pour objet une grille automatique qui arrête la chute des matériaux chaque fois que cette gril- le s'arrête, quelle que soit la position de fonctionnement à ce moment. 



   Ainsi, la présente invention permet encore la construction d'un four ayant un mécanisme pour couches de matières granulaires, telles que des cailloux réfractaires,mécanisme constitué, d'une part, par une surface support sensiblement horizontale disposée à une certaine distance sous l'ouverture du fond des couches, et qui a des dimensions suffisantes pour s'étendre au-delà de l'espace embrassé obliquement par l'extérieur du bord de l'ouverture de fond, sous l'angle de repos, et, d'autre part, par un dispositif destiné à donner un mouvement de va-et-vient à la sur- face support dans un plan sensiblement horizontal entre des limites qui maintiennent les bords de cette surface à l'extérieur de l'espace préci-   té.   



   D'autres caractéristiques de la présente invention ressorti- ront de la description qui va suivre, donnée en se référant au dessin an- nexé, sur lequel: 
La fig. 1 est une élévation avec coupe longitudinale d'un four à régénération à couches de cailloux conforme à l'une des formes de réa- lisation de la présente invention ; la fig. 2 est une élévation avec coupe longitudinale d'une au- tre forme de réalisation d'un four à régénération du type à couches de cailloux ; la fig. 3 est une perspective fragmentaire d'une des parties de la couche de cailloux représentée sur la fig. 2 ;

   la fig. 4 est une coupe verticale à travers une partie de la paroi d'une couche de cailloux, représentant une forme de réalisation en- core modifiée de   l'invention;   la   fige '5   est une élévation en coupe transversale d'une voûte de four construite conformément à une autre forme de réalisation de l'in- vention ; la fig. 6 est une perspective partielle, représentant le mode d'assemblage, à partir de briques réfractaires et de plaques métalliques, de la voûte représentée sur la fig. 5 ;

   la fig. 7 est une coupe verticale schématique de la partie in- 

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 férieure d'une couche de cailloux munie d'un mécanisme à grille construit conformément à une autre forme de mise en oeuvre de   l'invention;   
Les fig.   8   et 9 sont des vues analogues à la fig. 7 représentant des positions différentes de fonctionnement du même mécanisme de grille. 



   Suivant un aspect de l'invention, on conduit de l'air atmosphérique ou un mélange analogue d'azote et d'oxygène, à travers les régénérateurs à couches de galets ou cailloux, vers une zone intermédiaire de combustion et hors de cette zone, qui est chauffée à des températures de l'ordre de 2000  C, tandis qu'on régénère continuellement les régénérateurs à couches de cailloux en enlevant les cailloux détériorés et en ajoutant de nouveaux cailloux aux extrémités opposées des régénérateurs précités. 



   Le four représenté sur les figures 1 et 2 comprend deux chambres voisines 1 et 2 qui peuvent être de forme cylindrique et dont les extrémités supérieures ouvertes peuvent être recouvertes d'une voûte 3 en forme de coupole s'élevant suffisamment haut au-dessus des chambres pour former un passage de liaison 4 qui constitue la chambre de combustion effective du four. Les piédroits 5 du four peuvent être constitués par les briques réfractaires, telles que des briques fabriquées en un oxyde d.ense de magnésium ou en un oxyde stabilisé de zirconium, l'ensemble étant enfermé dans une chemise en acier 6 étanche aux gaz. Cette chemise peut être constituée par,une section inférieure qui prend la forme d'un canal cylindrique 7 et par une partie supérieure 8 voûtée qui est solidement boulonnée sur la section inférieure, comme représenté en 9.

   Alors que la fig. 1 représente la chemise en acier 6 comme épousant étroitement le contour du four réfractaire, cette chemise est de préférence d'un   diamè-   tre légèrement supérieur à l'ensemble réfractaire, pour laisser la place à un matériau de garniture ou isolant (non représenté). A leurs   extrémi-   tés inférieures, les chambres 1 et 2 sont munies de grilles basculantes convenables 11 et 12 respectivement, sur lesquelles sont disposées des cailloux de matière réfractaire, telle que de l'oxyde de magnésium ou de   l' oxyde   stabilisé de zirconium de haute pureté. Ces cailloux remplissent les chambres 1 et 2 presque à la hauteur de la paroi intermédiaire 14 pour former des couches de cailloux échangeurs de chaleur d'une hauteur notable, soit les couches 15 et 16 du dessin.

   Les cailloux individuels peuvent être d'une forme sphérique,   sphéroïde   ou cylindrique, d'un diamètre compris entre 0,6 et 2,5 cm. Les grilles 11 et 12 possèdent respectivement des poignées de manipulation 17 et 18 pour permettre leur manoeuvre indépendante, et sous chaque grille la partie inférieure 7 de la chemise 6 en acier constitue des trémies 21 et 22 respectivement munies de grilles coulissantes 23 et   24.   



   Un compresseur   29,   entraîné par un moteur, envoie de l'air dans le four décrit à travers une valve à inversion 30 qui contrôle deux conduits 31 et 32 aboutissant respectivement dans les tremies 21 et 22. En outre, la valve à inversion 30 communique avec une conduite d'échappement 33 qui aboutit à un système de récupération de l'oxyde d'azote (non représenté). 



  La construction de la valve à inversion 30 est telle que, lorsqu'elle est dans la position dans laquelle elle doit relier le compresseur 29 à la conduite 31, et donc diriger le soufflage d'air à travers la couche de cailloux 15, elle relie la conduite 32 à la conduite d'évacuation 33 et dirige donc les gaz de réactions descendant à travers la couche de cailloux 16 vers le système de récupération mentionné ci-dessus. Par contre, lorsque la valve 30 est dans la position dans laquelle elle relie le compresseur 29 à la conduite 32 et dirige donc le courant d'air à travers la. couche de cailloux 16, elle relie la conduite 31 à la conduite d'échappement 33, de sorte que les gaz de réaction descendant à travers la couche de cailloux 15 peu- 

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 vent atteindre le système de récupération. 



   On amène le combustible au four à travers deux tubes 35 et 36 qui pénètrent dans des ouvertues 37 et 38 ménagées à cet effet dans la voûte, en alignement axial vertieal avec les chambres cylindriques 1 et 2. 



  Les tubes 35 et 36 s'arrêtent un peu au-dessus de la surface interne de la voûte, comme représenté sur le dessin, ce qui a pour effet de protéger leurs orifices de la chaleur intense qui règne dans le four au cours de son fonctionnement, et les interstices entre les tubes et les parois de leurs ouvertures d'entrée respectives sont fermés de manière   étanche...-par   des garnitures appropriées 39 et   40.   Les tubes 35 et 36 sont conçus de manière à pouvoir alimenter le four aussi bien en cailloux qu'en combus- tible, et à cet effet leurs extrémités supérieures se prolongent sous forme d'entonnoirs, comme indiqué en 41 et 42, pour faciliter   l'introduc-   tion des cailloux,

   tandis que le combustible est amené dans ces tubes par les conduites latérales 43 et 44 Ces conduites sont munies de val- ves de contrôle 45 et 46 du combustible, et des valves 47 et 48 sont montées dans les tubes 35 et 36 au-dessus de leur point de jonction avec les con- duites à combustible, pour contrôler l'amenée de cailloux frais dans le four. 



   Lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention à l'aide de l'appareillage représenté sur la fig. l, il faut fermer simultanément les deux valves d'amenée   de-   cailloux 47 et   48;   la val- ve à inversion 30 doit tout d'abord être réglée de manière à amener le courant d'air produit par le compresseur 29 dans la. trémie 22 et à tra- vers la couche de cailloux 16. La valve   d'alimentation   en combustible 46 est ouverte pour laisser passer un combustible fluide approprié, tel que du gaz naturel, à partir d'une source (non-représentée) sous pres- sion dans le four, où ce combustible se mélange à l'air qui monte à tra- vers la couche de cailloux 16.

   Le mélange est allumé de toute manière appropriée et brûle, les gaz de combustion résultants descendent à tra- vers la couche de cailloux   15   dans la trémie 21 d'où la conduite 31 les amène en passant par la valve 30 à inversion dans le tube d'échappement 33 Lorsque les gaz chauds de combustion traversent la couche de cail- loux 15, les couches supérieures de cailloux absorbent leur chaleur et, au fur et à mesure que le procédé continue, des couches inférieures suc- cessives s'échauffent jusqu'à ce que la couche de cailloux soit chauffée pratiquemént sur toute sa hauteur. A ce moment, on ferme la valve d'ali- mentation 46 et l'on ouvre la valve d'alimentation 45, en inversant la position de'.la valve 30 de contrôle de direction, de sorte que l'alimen- tation en air passe maintenant à travers la couche de cailloux chauffée 15.

   En montant à travers cette couche, l'air absorbe la chaleur de ces cailloux et arrive dans la zone de combustion à l'état préchauffé. En conséquence, il se produit des températures de combustion sensiblement plus élevées que celles obtenues lors de la première phase de 'l'opéra- tion, lorsque l'air d'alimentation était à la température ambiante. Par suite, les gaz de combustion qui descendent à travers la couche de cail- loux 16 de droite chauffent progressivement les couches de cette masse à des températures supérieures à celles auxquelles était chauffée cette couche de cailloux de droite lors de la phase initiale de   l'opération.   



  Comme la couche de cailloux de gauche continue à préchauffer l'air frais fourni par le compresseur 29, des couches de cailloux de plus en plus élevées de cette masse se refroidissent et en même temps cette   masse   perd sa facul- té de préchauffer   continuellement   l'air d'alimentation. On manoeuvre à nouveau la valve 30 de contrôle d'opération pour inverser'le fonctionne- ment du four, et l'on ferme la valve d'alimentation 45 tout en réouvrant la valve d'alimentation   46.   En montant à travers la couche de cailloux de gauche, l'air d'alimentation sera maintenant préchauffé à une tempéra- ture encore plus élevée qu'au cours de la phase d'opération précédente, ce qui a pour effet d'augmenter encore la température développée dans la zone de 'combustion.

   En répétant les inversions décrites un certain nombre 

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 de   fois,   on peut élever la température dans le four jusqu'à   un   niveau d'environ 2200  C par exemple, température qui permet d'obtenir une production potentielle d'oxyde azotique comprise entre 2 et 3 %. On peut ensuite maintenir la température du four à ce niveau en espaçant convenablement dans le temps les inversions précitées, tout en sou- mettant l'alimentation en combustible à un contrôle approprié.

   Lors du calcul de l'intervalle de temps qui doit séparer les inversions, il faut prendre soin que la température des gaz de réaction sortant des couches inférieures de cailloux ne monte jamais au-dessus d'un niveau convenable choisi de manière à maintenir la perte de chaleur au cours de l'opération à un minimum et à préserver les grilles 11 et 12 d'une destruction prématurée. 



   Conformément à la présente invention, on enlève des cail- loux du fond de la couche à des intervalles prédéterminés au cours du fonctionnement du four et l'on ajoute chaque fois une quantité corres- pondante de cailloux frais à la partie supérieure des couches précitées. 



  A cet effet, on peut arrêter le compresseur 29 et l'on ferme la conduite d'alimentation en combustible au moment où le sens de l'alimentation en air doit être inversé. Lors du fonctionnement du four, interrompu mo- mentanément comme décrit, la grille située sous la couche de cailloux qui fonctionnait comme préchauffeur au cours du dernier demi-cycle est manoeuvrée de façon à évacuer une faible partie des cailloux, qui ne dépasse pas plus de quelques couches, dans la trémie qui se trouve au- dessous. Sur le dessin, la couche de cailloux 16 de droite est repré- sentée à cette phase de mise en oeuvre de l'invention, une partie de ces cailloux qui ont été déchargés dans la trémie 22 provoquant un abais- sement de son niveau supérieur au-dessous du niveau normal.

   On ouvre ensuite la valve de contrôle 48 qui se trouve sous l'entonnoir   42   pour faire tomber sur la surface- supérieure de la couche 16 de cailloux une quantité de cailloux sensiblement égale, à la quantité déchargée dans la trémie 22, de manière à ramener le niveau de la couche à sa valeur con- venable. Des regards 51 et 52 peuvent être prévus dans la paroi du four pour permettre le contrôle visuel des opérations décrites, de manière à pouvoir maintenir les couches de cailloux avec précision à leur hauteur normale, ou bien encore on peut peser soigneusement chaque fois la quan- tité de cailloux déchargée dans la trémie, en déposant dans l'entonnoir qui se trouve au-dessus de la couche respective de cailloux un poids égal de cailloux frais.

   Lorsque la couche de cailloux 16 est ainsi par- tiellement remplacée, on met la valve 30 à inversion dans la position dans laquelle elle dirige l'air d'alimentation à travers la couche de cailloux de gauche 15, après quoi l'on peut remettre en rdute l'opération du four en remettant en marche le compresseur 29 et en ouvrant la valve d'alimen- tation de combustible 45; la couche de caillous régénérée, avec sa couche supérieure de cailloux frais, agit maintenant comme'milieu refroidissant pour les gaz de réaction pendant le demi-cycle d'opération suivant. après une autre période déterminée d'opération, on arrête à nouveau celle-ci pendant une durée courte pour régénérer la couche de cailloux de gauche d'une manière analogue.

   Si l'on répète les opérations de remplacement décrites à des intervalles prédéterminés, les cailloux des deux couches sont graduellement remplacés et les couches bénéficient d'un processus ininterrompu de régénération. La vitesse à laquelle les cailloux passent à travers les chambres 1 et 2 doit être réglée de manière à éviter toute accumulation cristalline sur les surfaces de cailloux en quantité risquant de gêner la poursuite de l'opération; cette vitesse peut également être réglée de manière à maintenir l'effritement et le retrait des cailloux entre des limites admissibles; et varie nécessairement suivant la matière constituant les cailloux et les températures maintenues dans le four.

   Il est néanmoins à noter que des vitesses excessives d'échange de cailloux peuvent provoquer des ruptures de ces cailloux et la vitesse d'échange des cailloux doit donc   être-   maintenue au minimum compatible avec les conditions mentionnées plus haut. En manoeuvrant les registres coulissants 23 et 24, 

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 on peut faire tomber les cailloux abîmas, qui se sont entassés dans les trémies 21 et   22,   dans des déversoirs 53 et 54 que l'on peut organiser de manière qu'ils transportent ces cailloux à un système de recondi- tionnement non représenté   où   on les passe au tamis et où on les débar- rasse des dépôts cristallins.

   On peut faire monter les cailloux ainsi traités dans les entonnoirs 41 et 42 pour les   réintroduire   dans le- four lors d'opérations ultérieures de remise en état des couches. 



   Les cailloux circulant ainsi dans le four du haut au bas des couches, puis remis en état et revenant à la partie supérieure des couches,   on   peut produire des oxydes d'azote à   laide   de combustibles bon marché et facilement disponibles, par une marche continue qui peut durer plusieurs mois sans diminution sensible de la puissance de pro- duction, si bien qu'on obtient des résultats industriels utiles. On maintient dans des limites acceptables les accumulations de cristaux et les autres modifications nuisibles de l'état des cailloux, et il n'y   a¯pas   de danger d'accident par soufflure dans la couche de cailloux. 



   Bien   qu'on   ait   précisé   précédemment que   l'on   complétait les couches de cailloux en introduisant de nouveaux cailloux par les tuyaux 35 et 36, une fois qu'on a retiré du bas des couches une cer- taine quantité de cailloux abîmés, on peut, comme on le décrira plus loin,   introduire   de nouveaux cailloux sur la surface supérieure des cou- ches en même temps qu'on retire les cailloux abîmés au fond de ces cou- ches. 



   En fait,   l'organisation   peut être celle qui est décrite plus loin, et dans laquelle des cailloux s'écoulent continuellement sur la face supérieure des couches, tandis que les cailloux usés sont retirés continuellement du fond, si bien qu'il n'est pas nécessaire d'interrom- pre l'opération même momentanément. Les chambres des fours 1 et 2 peu- vent avoir une section droite anguleuse ou rectangulaire plutôt que cir- culaire et l'on peut ménager au-dessus de chaque couche de cailloux plus d'un seul tuyau d'introduction de combustible. De plus, le four ne doit pas être nécessairement,du type transversal représenté sur la fig. 1, - mais peut avoir la construction monolithique bien connue, dans laquelle les couches de cailloux et la zone intermédiaire de combustion sont su- perposées verticalement.

   Bien que le procédé conforme à l'invention soit particulièrement avantageux pour la fabrication d'oxydes d'azote à l'aide de combustibles peu coûteux et facilement disponibles, tels que des gaz ou des huiles combustibles, on peut également fournir l'énergie thermique nécessaire dans la zone de réaction par combustion de charbon pulvérisé, par énergie électrique, etc. 



   En se référant à la fige 2, on voit qu'en plus des   organisa-   tions prévues an bas de chaque couche de cailloux et permettant de retirer des quantités déterminées de ces cailloux, on forme la surface supérieure de la couche en permettant aux cailloux d'y tomber à partir d'un réservoir surélevé en suivant une rampe qui est inclinée sensiblement à l'angle de repos des cailoux; la hauteur de cet écoulement et par suite, la surface supérieure des cailloux dans la couche étant déterminées par une porte de limitation d'écoulement disposée à une distance choisie au-dessus de cette rampe.

   Ainsi, chaque fois qu'on retire des cailloux du fond de la couche et que les cailloux qui restent dans cette couche descendent à des niveaux plus bas, un vide se forme à la partie supérieure de la couche et permet à de nouveaux cailloux de glisser le long de la rampe et d'atteindre la couche jusqu'à ce que la surface supérieure de cette couche de cailloux atteigne de nouveau le niveau déterminé par la porte. 



   Le mode de réalisation de la fig. 2 comprend une chambre de combustion 110, essentiellement horizontale, ménagée entre des piédroits 

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 parallèles en briques ou en blocs de matière réfractaire, telle que de l'oxyde de magnésium dense ou de l'oxyde de   zirconium   stabilisé; seul le piédroit arrière 111 est représenté. La chambre de combustion 110 com- porte une sole 112 en matière réfractaire telle que de l'oxyde de magné- sium tassé et est couverte par une voûte 114 composée d'assises de   bri-   ques réfractaires suspendues à des poutres horizontales qui sont de pré- férence tubulaires pour permettre d'y faire circuler   ùn   fluide de re- froidissement; une seule poutre 115 a été représentée.

   Ces poutres sont supportées par le plafond 118 d'une enceinte ou chemise en acier 128 qui entoure complètement l'ensemble du four réfractaire. 



   A ses extrémités opposées, la chambre de combustion 110 com- munique avec l'extérieur grâce à deux antichambres 121, 122 qui descen- dent verticalement, qui peuvent avoir une forme cylindrique et   que .1'on   remplit de cailloux pour constituer des couches de régénération. On peut constituer les chambres à cailloux 121 et 122 d'assises superposées verticalement 123 de briques réfractaires, assises qui sont inclinées vers le centre du four suivant sensiblement l'angle de repos des cailloux, et reposant respectivement sur des plaques de base 125 et 126 qui sont éga- lement inclinées, qui constituent le fond de la chemise d'acier 128 sus- mentionnée et qui sont supportées elles-mêmes à une altitude convenable au-dessus du sol par un certain nombre de poteaux ou piliers 127.

   La chemise 128 se trouve à une certaine distance horizontale des surfaces extérieures de l'ensemble du four réfractaire pour permettre un remplis- sage en matière isolante 119 telle que de la périclase. 



   Les chambres 121 et 122 sont munies à leurs extrémités infé- rieures de grilles basculantes appropriées 131 et 132 logées dans des tré- mies 133 et 134 respectivement portées par les plaques de base 125 et 126 de la chemise en acier 128. 



   On prévoit une organisation qui ramène automatiquement les couches de cailloux au niveau convenable lorsqu'on retire des cailloux par le fond des chambres 121 et 122. Dans ce but, chaque couche de cail- loux est associée à un réservoir de cailloux disposé, à l'extérieur du four, à un niveau convenable plus élevé que l'extrémité supérieure de la couche qui lui correspond. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 2 ces réservoirs de cailloux ont la forme de tré- mies 141 et 142 constituées par des prolongements de la chemise 128 à des extrémités opposées du four.

   Ces trémies communiquent avec les chambres à cailloux 121, 122 qui leur correspondent grâce à des déversoirs   d'alimen-   tation ayant la forme de canaux   143   et 144 respectivement, qui sont sen- siblement inclinés à l'angle de repos des cailloux utilisés dans le four. 



  Ces déversoirs ou canaux ont de préférence la même largeur que les cham- bres 121 et 122. Ils commencent par des planchers inclinés 141a et 142a des trémies 141 et 142, traversent des fentes 145 et 146 ménagées dans la paroi latérale de la chemise en acier   128,   pénètrent dans la garniture isolante 119 et se terminent sous la forme des assises supérieures de bri- ques 123 des chambres 121 et 122 et des briques terminales de la voûte 114 respectivement.

   On remarquera sur la fig. 2 que, bien que les planchers 143a et 144a des canaux 143 et 144 soient inclinés sur toute leur longueur sensiblement à l'angle de repos des cailloux (angle qui est d'environ 33  pour des cailloux ayant la forme et les dimensions indiquées précédemment), les plafonds 143b et 144b de ces canaux sont formés par sectionnement des briques terminales de la voûte 114, qui présente un angle d'à peu près 25  seulement, si bien que l'intervalle vertical libre des canaux 143 et   144   augmente progressivement lorsqu'on s'approche de la zone de combustion. 



   Lorsqu'on verse des cailloux dans les trémies   141   et   142,   la pesanteur les fait glisser le long des surfaces inclinées 143a ou 144a vers leurs chambres respectives jusqu'à ce que les couches de cailloux 

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 croissantes qui s'accumulent dans ces chambres montent au-dessus du ni- veau des surfaces inclinées et atteignent le niveau des plafonds 143b et 144b aux points de ces plafonds situés le plus près desdites surfaces inclinées.

   Dans le mode de réalisation particulier représenté, ces points les plus rapprochés sont constitués par les arêtes de fond ex- térieures 143c et 144c des briques terminales de gauche ou de droite de la voûte 114, Lorsque les couches inclinées de cailloux, en mon- tant, atteignent ces arêtes suivant un plan incliné à l'angle de repos, l'écoulement ultérieur de cailloux par les portes que constituent ces arêtes 143c et 144xc et les surfaces inclinées 143a et 144a respective- ment, est interrompu, et hes cailloux ne montent pas plus haut, quelle que soit la quantité de cailloux qui se trouve dans les trémies.

     D'au-   tre part, lorsqu'on retire des cailloux du fond des chambres 121 et   122,   et qu'une partie quelconque de la surface supérieure des couches de   cail-   loux déterminée par les arêtes de contrôle 143c et 144c forme un creux, les cailloux qui se trouvent sur les surfaces inclinées 143a ou 144a glissent immédiatement dans les dépressions des surfaces des couches de cailloux et libèrent les portes de commande !43a/c ou 144 a/c pour lais- ser passer à partir des trémies   141   et 142 la quantité nécessaire de cail- loux afin de répartir la même surface ininterrompue deouis les arêtes de contrôle 143c ou 144c jusqu'aux parois internes des chambres 121 et 122. 



   De la sorte, tant qu'une réserve convenable de cailloux se trouve dans les réservoirs 141 et   142,   la surface supérieure des couches de cailloux formées dans les chambres 121 et 122 coïncide à tout moment avec le plan incliné qui passe par l'arête de contrôle 143c ou 144c et qui va de cette arête de contrôle vers le centre du four sous l'angle naturel de repos de cailloux utilisés. 



   En service, on amène le combustible à la zone de combustion par des ajutages convenables indiqués en 160 sur la fig. 2 et l'on fait parvenir alternativement de l'air à la zone de combustion 110 par l'une ou l'autre des couches de cailloux 121 et 122. Si, par exemple, à un certain moment du fonctionnement du four, la couche de cailloux 121 est chaude-tandis que la couche   122   est relativement froide, on envoie à par- tir d'un compresseur, non représenté, un jet d'air dans la trémie 163 par une conduite 161, et cet air pénètre dans la couche de cailloux 121 par les fentes dés grilles 131. Pendant que l'air passe dans les canaux tortueux que forme la couche de cailloux 121, il absorbe rapidement la chaleur de ces cailloux et arrive chaud dans la zone de combustion.

   Les gaz de réaction formés dans la zone de combustion 110 traversent la   cou-   che froide de cailloux 122 où ils sont rapidement refroidis et, à travers les grilles 132, ils parviennent dans la trémie 134 d'où une conduite 162 peut les conduire à un poste de traitement ultérieur non représenté, poste qui, dans le cas d'un procédé de fixation thermique de l'azote, serait un système de récupération d'oxyde d'azote.

   Après un intervalle de temps calculé de manière à éviter une élévation excessive de la température des gaz qui s'échappent par le fond de la couche de cailloux 122, on inverse le fonctionnement du four en agissant sur une valve d'inversion convenable non représentée, afin d'introduire l'air par la conduite 162 au lieu de l'introduire par la conduite 161,si bien que cet air peut maintenant être réchauffé dans la couche 122 qui vient d'être chauffée, tandis que les , gaz de réaction s'échappent par la couche de cailloux 121 et la conduite 
161. Pendant qu'on continue l'opération de cette   manière, en   inversant périodiquement le sens de fonctionnement du four, on remplace des parties des cailloux contenus dans les deux couches de cailloux 121 et 122 pour maintenir ces couches de cailloux en état de fonctionnement correct.

   Dans ce but,on   manoeuvre   les grilles 131 et 132 pour faire tomber dans les tré- mies 133 ou 134 des quantités limitées de cailloux venant du bas des couches. 



   Aussitôt que des cailloux s'évacuent du bas d'une couche, ceux qui restent dans la chambre descendent à des niveaux inférieurs, ce qui provoque un 

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 affaissement de la surface supérieure de la couche et/ou un angle de cette surface plus raide que l'angle de repos des cailloux. Il en résulte que les cailloux contenus dans les déversoirs d'alimentation   143   ou 144   sui-   vent la pesanteur et glissent dans la couche qui s'affaisse en permettant à de nouveaux cailloux venant des réservoirs 141 ou 142 de pénétrer par les portes 143a/c ou 144a/c jusqu'à ce que les conditions qui existent à l'intérieur du four soient les mêmes que celles qui existaient avant la manoeuvre de la grille basculante.

   Ainsi, chaque fois qu'on retire des cailloux du bas d'une couche, la couche revient automatiquement à son ni- veau antérieur, tant que la trémie qui lui est associée contient une   quan-   tité suffisante de cailloux, et il n'est pas nécessaire d'utiliser des dis- positifs de contrôle visuel tels que les regards 52 et 51 représentés sur la fig. 1 et par lesquels on peut vérifier l'état de la couche de cailloux, ni de peser les cailloux évacués afin d'introduire par la trémie un poids égal de cailloux sur la surface supérieure de la couché de cailloux qui vient de s'abaisser.

   De plus, les cailloux de remplacement ne sont pas soumis brutalement à la chaleur intense du four, mais ils sont chauffés préalablement de manière graduelle pendant qu'ils glissent par intermit- tence le long des surfaces inclinées 143a ou 144a à chaque remplacement. 



  Etant donné que les voûtes   14312   et   14412 des   canaux d' alimentation 143 et   144   s'écartent graduellement des planchers de ces canaux vers la zone de combustion, comme on le voit sur la fig. 2, le courant de cailloux qui descend le long du fond de ces canaux est exposé progressivement à des quantités plus grandes de la chaleur qui provient de la zone de combustion. 



  Par suite, les cailloux réfractaires ne sont pas soumis à des chocs ther- miques qui provoqueraient'leur rupture ou leur désintégratidn en petits morceaux. De plus, étant donné que les grilles 131 et 132 sont dispo- sées parallèlement aux surfaces supérieures inclinées des couches de cailloux qui leur correspondent, les passages d'air de combustion entrant et de gaz de réaction sortant à travers ces couches ont une longueur sen- siblement uniforme et le dispositif de remplissage en cailloux décrit a pour effet de leur conserver automatiquement la même longueur pendant que le four fonctionne, que les cailloux soient retirés du fond des couches ou qu'ils se contractent sous l'influence de la chaleur intense que déga- ge la zone de réaction. 



   A titre d'assurance contre la possibilité de rupture de   l'une-   ou l'autre des arêtes de contrôle 143c ou 144c pendant le fonctionnement du four, rupture qui provoquerait le remplissage complet des antichambres 121 ou 122 par des cailloux venant des réservoirs, on prévoit des portes de commande auxiliaires 143d, 144d sur les bords supérieurs des fentes   145,   146 ménagées dans la chemise en acier 128 et par lesquelles les réservoirs 141, 142 communiquent avec l'intérieur du four. On donne à ces portes 143cd, 144d une hauteur suffisamment faible pour que les bords supérieurs précités ne placent les surfaces supérieures des couches de cailloux qu'à des niveaux légèrement plus élevés lorsqu'un accident survient. 



   Ainsi, on peut remplacer tous les cailloux contenus dans les couches 121 et 122 de manière graduelle sans troubler de manière appré- ciable la forme ou le niveau des surfaces supérieures des couches, en ma- noeuvrant simplement les grilles d'évacuation 131,132 de façon continue ou à des intervalles prédéterminés, ce qui permet de maintenir les couches en état de rajeunissement continuel. La vitesse à laquelle on doit faire passer les cailloux dans les chambres 121, 122 dépend de la matière qui constitue ces cailloux et des températures auxquelles fonctionne le four considéré. On peut aisément régler cette vitesse de manière à maintenir la détérioration des régénérateurs à cailloux dans des limites admissibles, que cette détérioration soit due à la croissance des cristaux, à un fritta- ge, à un écaillage ou à une destruction d'autre sorte.

   Ainsi, lorsqu'on a utilisé un four construit conformément à l'invention et comportant des cou- ches remplies de cailloux en oxyde de magnésium dense jusqu'à une hauteur 

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 d'environ 120 cm. pour la fabrication d'oxydes d'azote à partir de l'air atmosphérique, on a constaté qu'il suffisait de manoeuvrer ces grilles d'évacuation toutes les 30 minutes, de telle sorte que les couches étaient complètement remplacées toutes les 48 heures de service. 



   Bien que l'on préfère disposer les déversoirs 143,  144   de rem- plissage en cailloux en des points diamétralement opposés du four, de ma- nière que les surfaces supérieures inclinées des couches de cailloux puis- sent faire face à la zone de combustion, on peut également organiser ces déversoirs de manière qu'ils conduisent aux chambres de couches de cail- loux en des emplacements latéraux.

   De plus, bien que ces déversoirs de remplissage en cailloux soient le plus efficaces pour donner une surface supérieure de couche lisse   lorsqu'on   leur donne une largeur égale au dia- mètre des chambres contenant les couches de cailloux, on obtient égale- ment des résultats utiles avec des déversoirs ayant des largeurs plus grandes ou moins grandes; en outré, chaque chambre contenant des couches de cailloux peut être alimentée à partir de plusieurs déversoirs du type décrit.

   De plus, bien que, en expliquant la construction et le fonction- nement du four,on ait mentionné de manière répétée le processus thermique destiné à fixer l'azote atmosphérique dans le but de montrer ses avantages particuliers, le four présente une grande utilité pour des traitements autres que le traitement précité de fixation de   l'azote.   



   Les piédroits des antichambres du four représenté sur la fig. 



  2 sont divisés en plusieurs rangées ou assises superposées dans le sens dans lequel l'air d'alimentation entrant et lez gaz de combustion sortant traversent le four,et chaque assise est organisée en cellules ou compar- timents ouverts à l'intérieur et constitués par des cloisons métalliques superposées qui s'étendent vers l'extérieur à partir d'une chemise mé- tallique extérieure qui enferme l'extérieur de l'ensemble réfractaire.

   De cette manière, lés fissures ou les crevasses qui se forment dans la struc- ture réfractaire du four sont incapables de conduire l'air ou les gaz de réaction à des niveaux de pression sensiblement différents et l'on peut réduire la circulation dérivée entre assises à des longueurs assez fai- bles pour qu'elles n'aient pas d'effet appréciable sur le fonctionnement du four, longueurs telles que la hauteur d'une seule des briques qui con- stituent le four. 



   En se référant particulièrement à la fig. 2, on voit que les parois de chacune des chambres 121 et 122 qui contiennent les couches de cailloux comprennent une structure métallique 150 composée d'une chemise 151 qui se trouve à une distance faible des surfaces extérieures des as- sises de briques, ainsi qu'on l'a représenté, et qui est munie de plusieurs tablettes de cloisonnement ou plaques de séparation 152 dirigées vers l'in- térieur et superposées verticalement, ces plaques s'étendant entre chaque paire d'assises de briques superposées 123 et affleurant sensiblement les surfaces intérieures de ces assises. La chemise extérieure 161 de la struc- ture métallique 150 a une épaisseur suffisante pour constituer une paroi rigide et robuste que l'on peut souder directement sur les plaques de ba- se 125 et 126 de la chemise-en acier 128 qui entoure le tout.

   Cependant, on constitue de préférence les plaques de séparation en tôle assez mince pour qu'elles prennent facilement la forme des surfaces des assises de briques et qu'elles remplissent et ferment ainsi les joints entre les as- sises adjacentes, si bien qu'aucun des gaz de réaction extrêmement chauds qui circulent dans les chambres 121 ou 122 ne puisse pénétrer dans ces joints jusqu'à la chemise extérieure 151.

   Dans un mode de réalisation pratique de l'invention, l'épaisseur de la chemise extérieure peut être de l'ordre de   3,2     mm.,   tandis que l'épaisseur des tablettes en plaques de séparation peut être seulement d'environ 1,2   mm.   Pour fixer de manière ap- propriée ces tôles minces sur la surface cylindrique interne de la chemise d'acier 151, il peut être nécessaire de souder d'abord à la paroi interne 

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 de la chemise des collerettes annulaires 153 ayant une épaisseur plus gran- de que les plaquettes, puis de souder les bords extérieurs des plaquettes sur les appuis supérieurs ainsi formés, comme on le voit sur la   fige   3. 



   On peut réaliser la structure métallique 150 des parois qui enferment les couches de cailloux en tout métal ou alliage convenable qui présente un point de fusion élevé et résiste à l'oxydation et, dans les circonstances ordinaires, on peut les réaliser en acier inoxydable. Ce- pendant, dans le cas de fours travaillant à des températures extrêmement élevées, tels que les fours utilisés dans le procédé thermique de fixa- tion de l'azote atmosphérique, il est avantageux de réaliser les divers éléments constitutifs de la structure 150 en matériaux différents suivant leur   proximité   de la zone de combustion.

   Ainsi, on peut réaliser la che- mise extérieure 151, qui est relativement éloignée de la chaleur de la zone de combustion, en acier inoxydable, et de même on peut réaliser cer- taines des tablettes ou plaquettes inférieures 152 en acier inoxydable, étant donné qu'elles se trouvent aux extrémités extérieures des couches de cailloux,, extrémités qui restent toujours relativement froides;

   cepen- dant, dans les fours destinés à la fixation thermique de   l'azote,   il n'est pas conseillé d'utiliser des tôles en acier   inoxydable   dans les régions moyenne et supérieure des parois de la chambre contenant des couches de cailloux, régions où l'on peut concevoir que des tablettes deviennent si chaudes qu'elles s'oxydent rapidement, parce que les oxydes de fer réa- gissent de façon nuisible avec les matières réfractaires dont sont con- stituées les briques, en ce sens qu'ils abaissent leur point de fusion, ce qui peut avoir comme conséquence de fondre les matières réfractaires ou de provoquer un affaissement appréciable de ces matières, si bien que des efforts de dilatation et de contraction considérables s'exercent sur la structure des parois des couches de cailloux.

   Par suite, lorsque les tablettes sont susceptibles de s'oxyder rapidement, on doit utiliser un métal résistant à la chaleur lorsqu'il est   oxydé,,   qui soit moins nuisible pour les réfractaires que l'acier inoxydable, métal tel par exemple que l'alliage connu sous le nom de "inconel" et qui est composé d'environ 80% de nickel, 13 % de chrome et environ 7 % seulement de fer Cependant, en ce qui concerne les tablettes supérieures qui sont exposées à des tem- pératures telles qu'elles sont susceptibles de s'oxyder et de fondre, la présence de fer (même dans des proportions aussi faibles qu'il s'en trou ve dans   l'inconel)   peut être nuisible et, lorsqu'on construit des fours destinés   à   la fixation thermique de l'azote,

   on réalise de préférence les bords internes de ces tablettes supérieures avec des tôles annulaires distinctes faites en un métal qui ne contient pas de fer et n'est nuisible à aucun point de vue.pour les réfractaires utilisés, métal tel que du nickel pratiquement pur. Lorsque le nickel est soumis aux hautes tempé- ratures, il   s' oxyde   rapidement et l'oxyde de nickel qui en résulte se mé- lange avec l'oxyde de magnésium qui constitue généralement les briques réfractaires, sous forme d'une solution solide qui fait coller l'une à l'autre les assises de briques superposées et constitue une cloison pra- tiquement impénétrable entre ces assises.

   Dans un sodé de réalisation pratique de   l'invention,,   la chemise extérieure 151 de la structure métal- lique 150 a été réalisée en acier inoxydable, alors que les cloisons 152 ont été faites en inconel, les bords internes des cloisons supérieures étant constitués par des brides annulaires en nickel pratiquement pur, brides dont la largeur radiale augmentait dans la direction de la zone de combustion suivant une isotherme particulière de pénétration de chaleur au-delà de laquelle l'inconel n'était pas susceptible de s'oxyder ou de fondre.. 



   De plus, dans le cas d'efforts différentiels appréciables en- tre les assises de briques superposées, il peut être avantageux de placer entre les assises adjacentes plusieurs tôles très minces de préférence à une seule tôle pour éviter la rupture de cloisons 152 pendant le service du four, parce que ces tablettes de cloisonnement tendent à adhérer aux 

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 surfaces réfractaires adjacentes et peuvent ainsi être soumises à des ef- forts différentiels destructeurs lorsque les assises de briques adjacen- tes se dilatent'ou se contractent dans des sens différents ou à des de- grés différents, mais si l'on utilise plusieurs tôles minces au lieu d'une seule tôle, et par exemple trois tôles 152a,b, c, comme on l'a représen- té sur la fig.

     4,   les tôles extérieures 152a et c sont libres de suivre les déplacements des assises de briques auxquelles elles adhèrent, tan- dis que la tôle centrale 152b ne subit aucun effet et que par suite elle reste intacte-et continue à séparer de manière efficace les assises de briques, même si les tôles extérieures venaient à se rompre. 



     '   Si l'on revient à la fig. 2, on peut remarquer que de même on peut subdiviser la sole 112 de la chambre de combustion 110 en plu- sieurs   couches,   séparées   155-grâce   à des plaques verticales 156 qui peu- vent avoir la même composition que les plaques 152 ou peuvent leur être analogues, et que l'on peut souder sous une partie inférieure renforcée 
158 de la chemise,en acier 128.

   De plus, la structure métallique 150 des parois   de. la   chambre contenant une couche de cailloux peut compren- dre des parois verticales de cloisonnement 159 disposées à certaines distances angulaires à l'intérieur des compartiments formés entre les tablettes de cloisonnement 152, afin de subdiviser ces compartiments en plusieurs secteurs distincts ayant une ouverture angulaire limitée, com- me on l'a représenté sur la fig. 3. Ces parois de cloisonnement verti- cal 159 doivent se prolonger radialement jusqu'à la chemise extérieure 
151 et doivent de préférence être soudées à cette chemise afin de limi- ter de manière efficace la circulation de l'air ou des gaz de réaction à l'intérieur des compartiments individuels embrassés par l'un quelcon- que de ces secteurs. 



   Lorsqu'un four réfractaire a été en service pendant des du- rées prolongées, les joints de la structure de briques se séparent et augmentent de largeur et des fissures se forment généralement dans les briques sous l'effet de la chaleur intense de   combustion).,   ainsi que des tensions différentielles que créent les inégalités de dilatation et de contraction de ces briques lorsqu'elles sont léchées alternativement par l'air frais relativement froid et par les gaz de combustion   extrê-   mement chauds.

   Cependant, grâce à la structure métallique ménagée en- tre les assises individuelles des parois de la chambre contenant les couches de cailloux et à   l'arrière   de ces assises, la'longueur efficace . des trajets de court-circuit que forment ces fissures est limitée à l'épaisseur d'une assise unique de briques, si bien que l'air ou les gaz de réaction qui pénètrent dans les fissures se trouvent confinés dans les compartiments étroits constitués entre les plaquettes 152. Ils peuvent y séjourner en évitant ainsi des entrées supplémentaires d'air ou de gaz ou bien retourner aux couches de cailloux après avoir court.- circuité ces couches sur une distance qui n'est pas supérieure à celle d'un seul compartiment, ce qui n'a pas d'effet appréciable sur l'exécu- tion des traitements que l'on effectue dans le four.

   De plus, par suite de l'existence des plaquettes 156 dans la sole 112 de la zone de combustion, il est impossible à   l'air   qui a traversé une couche de préchauffage d'évi- ter la zone de combustion en fuyant directement par les fissures de la so- le vers la couche qui se refroidit située du côté opposé. Par conséquent, même après fonctionnement prolongé du four, au moment où -les joints entre les briques se sont ouverts et où de nombreuses fissures ont pu se produire dans ces briques, pratiquement tout l'air envoyé au four est forcé de se frayer un -chemin sur sensiblement toute la longueur des canaux tortueux de la couche de cailloux qui sert à ce moment de préchauffeur et il retire ainsi de cette couche un profit total.

   Cet air est ensuite forcé de tra- verser la zone de combustion du four afin de participer complètement à la   formation d'oxydés nitriques, et tous les gaz qui quittent la zone de combustion sont forcés de se frayer un chemin dans la couche de cailloux oppo-   

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 sée sur pratiquement toute sa hauteur, pour transmettre de la manière la plus complète leur chaleur à ses couches et pour stabiliser ainsi prati- quement de manière efficace tout l'oxyde nitrique formé dans la zone de combustion. Ainsi, le four garde son rendement de pointe en ce qui con- cerne la conservation de chaleur, sa capacité de production des tempéra- tures élevées et son efficacité de refroidissement. On peut donc conti- nuer le traitement dans des conditions de production maximum pendant des durées prolongées.

   On peut écarter suffisamment les tablettes de cloi- sonnement pour laisser passer plus d'une seule assise de briques et l'on peut construire les constituants du four métallique décrit en métaux ou alliages résistant à la chaleur et autres que ceux que l'on a précisés. 



  De plus, on peut organiser la voûte du four en cellules métalliques de cloisonnement semblables à celles des parois des chambres à cailloux et de la sole de la zone de combustion. L'utilisation de l'invention n'est également pas limitée aux fours du type à couches de cailloux ou déchets de briques, mais elle donne également des résultats intéressants dans tous les fours dans lesquels existent des différences de pressions ap- préciables dans le sens dans lequel fonctionne ce four. 



   Si l'on se réfère maintenant au problème qui concerne la construction de voûtes pour des fours du type étudié dans la présente description, on a remarqué précédemment que ces voûtes présentent une tendance à se détériorer sous l'influence de températures élevées, des gradients de température importants et/ou des variations importantes de température qui se manifestent par la formation de fissures et la chute de morceaux de briques et qui peuvent provoquer la mise hors service prématurée de la voûte. 



   Conformément à la présente invention, on constitue la voûte du four par des rangées de briques et de blocs de magnésie MgO ayant une pureté aussi élevée qu'on peut l'obtenir dans des briques réfractaires, telle qu'une matière réfractaire contenant de 96   à 97 %   de magnésie pure, et entre les faces adjacentes de ces briques ou blocs réfractaires, on interpose des feuilles de nickel pur Lorsqu'on expose une voûte construi- te de la manière décrite à des températures élevées, les parties inférieu- res des feuilles de nickel s'oxydent sous forme d'oxyde de nickel avec une augmentation de volume si faible qu'il ne se produit pas d'efforts nuisi- bles sur les briques adjacentes,

   et cet oxyde de nickel pénètre dans les couches voisines de magnésie en formant des solutions solides ayant une résistance mécanique et une capacité de durée élevées, ainsi que des points de fusion élevés intermédiaires entre les points de fusion élevés de la magnésie et de l'oxyde de nickel. On obtient ainsi -une structure monobloc dans laquelle les extrémités inférieures des briques sont liées étroitement l'une à l'autre sans aucun vide intermédiaire qui pourrait permettre à des fragments de briques de tomber et, aux emplacements où l'oxyde de nickel a pénétré dans la matière réfractaire, la structure de la voûte se trouve ren- forcée au lieu d'être affaiblie. 



   Si l'on se reporte maintenant à la fig. 5, on y a représenté par les chiffres de référence 163 et 164 les piédroits d'un four tel qu'un four utilisable pour la fixation thermique de l'azote. Au-dessus de ces piédroits est maintenue une voûte en arc 165 composée de briques ou blocs 166 qui sont disposés en assises parallèles 167 et que l'on peut suspendre de manière appropriée, à l'aide de crochets métalliques 168, à plusieurs poutres parallèles 169 dont seule la première est visible sur la fige 5. 



  Chaque assise de briques est placée entre un sommier de gauche et un som- mier de droite 170 et 171 respectivement. Dans le four particulier repré- senté sur la fig. 5, tous les sommiers de droite 171 sont disposés dans un profilé en U horizontal 172 qui est fixé à une paroi métallique   173.   



  Les sommiers de gauche 170 sont montés de la même manière dans une arma- ture 174 horizontale profilée en forme de U, suspendue aux poutres 169 

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 précitées par des barres   175.   Un dispositif à ressort 176, réglable, pousse le profilé 174 et les sommiers 170 portés par ce profilée vers la droite,   lorsquon   regarde la fig. 5, pour serrer étroitement l'une contre l'autre les briques individuelles 166 des divers rangs de briques   167,  tout en permettant la dilatation desdites briques, consécutive aux températures élevées développées dans le four. 



   On dispose entre chaque couple de briques adjacentes de, chaque rangée de briques et aussi entre chacun des deux rangs de briques adjacents, des plaques de nickel pur. Si l'on se réfère à la fig. 6, les plaques 177, qui s'étendent sur toute la dimension des faces trans- versales des briques 166, sont suspendues entre des briques adjacentes du même rang de briques de toute manière convenable, par exemple par des lèvres ou rebords 178 qui s'engagent sur les faces supérieures des briques, comme représenté. On suspend en outre, entre les rangs voi- sins de briques, plusieurs plaques 179 dont la dimension est prévue pour couvrir les faces longitudinales de plusieurs briques voisines, ces plaques étant suspendues au moyen de rebords horizontaux 180 qui s'engagent sur la surface supérieure des briques et sur les lèvres hori- zontales 178 des plaques 177. 



   Après avoir assemblé et installé de la manière décrite une voûte complète, on met le four à feu, mais on maintient la température intérieure du four à une valeur quelque peu inférieure au point de fusion du nickel, par exemple à 1350  C, pendant une période de temps suffisan- te pour permettre aux parties inférieures des plaques 177 et 179 de   -   s'oxyder.   I1   est évident que le temps requis pour oxyder complètement les parties inférieures des plaques sur une épaisseur adéquate, varie, en fonction de l'épaisseur des plaques utilisées et de la température maintenue dans le four.

   Par exemple, quand on utilise des plaques de nickel d'environ 0,65 mm d'épaisseur pour construire une voûte'de four conforme à l'invention, une période de vingt heures environ convient, si l'on chauffe le four aux environs de 1350  C en atmosphère fortement oxydante. 



   Après qu'on a oxydé la partie inférieure des plaques sur une épaisseur adéquate, on peut élever graduellement la température dans le four jusqu'à une valeur convenable inférieure au point de fusion de l'oxyde de nickel. Par exemple, lors de l'établissement d'une voûte de four conforme à l'invention, on a élevé la température chaque jour d'en- viron 85  C jusqu'à ce que la température du four soit montée à environ 1930  C, et le four fut maintenu à ladite température pendant une pério- de de plusieurs jours pour assurer une solution appropriée de l'oxyde de nickel dans la magnésie des briques adjacentes, avant de faire monter la température au-dessus du point de fusion de l'oxyde de nickel.

   Il est bien entendu que les températures et les intervalles de temps donnés ci-dessus sont interdépendants et sont par conséquent donnés uniquement à titre d'exemple. Ainsi., si, après oxydation complète du nickel, on n'élève la température que graduellement, il peut ne pas être nécessaire de ménager une période spéciale pendant laquelle la température du four est maintenue à une valeur déterminée au-dessous du point de fusion de l'oxyde de nickel, parce que pendant le temps durant lequel le four atteint le point de fusion de l'oxyde de nickel, la réaction mutuelle désirée de l'oxyde de nickel et de la magnésie a pu s'achever et l'on peut continuer à élever-.la température du four à la même cadence ou même plus rapidement, jusqu'au degré requis par le procédé à mettre en oeuvre dans le four. 



   Dans les voûtes construites de la 'manière décrite ci-dessus, les extrémités inférieures de toutes les briques sont complètement soudées entre--elles sans qu'il y ait aucune formation de vide notable dans les in- terstices occupés à l'origine par des plaques de nickel. Tandis que les parties supérieures desdites plaques de nickel restent toujours à l'état 

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 métalliques, les parties inférieures de ces plaques ont été complètement oxydées et ont formé des solutions solides dans la magnésie adjacente, la liaison qui en résulte entre les briques présentant une telle solidité que c'est le matériau réfractaire de l'intérieur des briques plutôt que les joints qui se brisent si la voûte est soumise à des essais de ré-   sistance   mécanique..

   Quand les voûtes, établies en conformité avec   l'in-   vention, sont exposées à des températures telles que celles qui sont pro- duites dans les fours pour la fixation thermique de l'azote atmosphérique, on ne peut observer aucune dégradation des briques. Quelques briques pré- sentent des fissures à leur partie inférieure, mais les fragments de ces briques sont fermement maintenus entre les joints produits de la manière décrite ci-dessus. On a utilisé en pratique une voûte de four construite conformément à l'invention, pour un four de fixation thermique de l'azote atmosphérique, four dans lequel on a maintenu une température d'environ 2200  C. pendant plus de trente jours., période au bout de laquelle la voû- te a été trouvée parfaitement intacte. 



   Les mécanismes de grille représentés sur les figo 1 et 2 ne sont donnés qu'à titre d'exemple et on peut aussi bien utiliser tout au- tre genre convenable de grille basculante. Cependant, les-fige 7 8 et 9 représentent un mécanisme de grille particulièrement adapté pour être uti- lisé en liaison avec les fours décrits, chaque fois qu'il est désirable d'effectuer un échange continu des galets dans les couches de galets. 



  Sur lesdites figures, la référence 210 désigne une plaque inclinée d'un métal résistant à la   chaleur   plaque qui forme le plancher ou le fond de la couche de galets   211   dont les parois réfractaires sont désignées par 212 Ledit plancher présente au centre une ouverture   214   et au-dessous de cette ouverture une plaque horizontale, ou plateau,   215,   faite d'un métal résistant à l'abrasion.

   Ladite plaque est montée mobile dans un plan horizontal de toute manière convenable, par exemple au moyen des rouleaux   216a   et 216b qui la supportent, comme représenté; on prévoit un dispositif pour donner continuellement au plateau 215 un mouvement al- ternatif sur une distance limitée, comme il est indiqué, à l'aide d'un plateau-manivelle 217 relié au plateau 215 par l'intermédiaire d'une barre articulée 218, plateau monté lui-même sur un arbre d'entraînement 2190 
La fig. 7 représente les conditions qui existent au début des opérations, et montre le plateau dans sa. position extrême de droite quand son bord arrière 215b est le plus près du plancher incliné 210 de la cou- che de galets 211e Les galets réfractaires qui remplissent la couche de galets 211 sont indiqués en 211;

   ils s'écoulent par l'ouverture 214 et viennent reposer sur la plaque 215 en un tas qui forme un talus dirigé vers l'extérieur et qui s'incline vers l'avant à partir de l'arête supé- rieure 214a de l'ouverture inclinée   214,   suivant l'angle de repos des ga- lets utilisés= 
Lorsque le plateau est dans sa position extrême de droite re- présentée sur la fig. 7, la position relative de ladite arête 214a et de l'arête avant 215a du plateau 215 est choisie de telle manière que le ta- lus des galets déterminé par l'arête 214a est supporté en totalité sur le plateau 215 en laissant au bord de celui-ci un espace limitéo 
Lorsque le plateau-manivelle 217 commence à tourner dans le sens de la flèche de la figo   7,   la barre 218 tire le plateau 215 en l'écar- tant du fond incliné de la couche de galets.

   En se déplaçant ainsi, le plateau entraîne le tas de galets vers la gauche de sa position   d'origine   et, lorsque ce tas de galets se déplace en s'éloignant de l'ouverture incli- née   214,   il libère un espace sous cette ouverture, déterminant la sortie de galets additionnels de l'intérieur de la couche de galets   214,   galets additionnels qui viennent   s'ajouter   au tas dans la partie arrière de celui- ci au point indiqué P.

   Afin d'éviter que les galets ne s'écoulent en àrriè- re de l'arête 215d du plateau, lorsque ce plateau se déplace en s'écartant 

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 du plancher 210 de la couche de galets, l'arête inférieure 214b de 1'ou- verture   214   possède un petit flasque ou rebord 223 qui peut être en con- tact glissant avec la surface supérieure du plateau 215. 



   Lorsque le plateau-manivelle 217 complète sa première révolu- tion, il pousse le plateau vers l'arrière et dans sa position initiale près du fond de la couche de galets. Mais le tas de galets ne peut reve- nir dans sa position primitive, à cause des galets qui sont descendus dans l'espace libéré durant le mouvement en avant dudit tas. Par consé-   quent,   quand le plateau retourne vers sa position initiale, le tas de galets reste sensiblement stationnaire dans l'espace et, de cette manière glisse vers l'avant par rapport au plateau, de telle sorte que l'espace libre entre le bord avant 215a de ce plateau et le bas du tas de galets se trouve quelque peu réduit. 



   Lorsque le   plateau-manivelle   217 continue à déplacer alter- nativement le   plateau.de-la   manière décrite, des galets supplémentaires quittent la couche de galets à chaque course vers l'avant et se joignent au tas de galets sur ledit plateau à l'arrière de celui-ci, et à chaque course vers l'arrière, le talus des galets avance progressivement tout près du bôrd avant du plateau jusqu'à ce qu'il'atteigne ledit bord, comme il est représenté sur la fig. 8. Au cours du cycle suivant d'opération, la course vers l'arrière du plateau 215 provoque la poussée du talus de galets au-delà de l'arête avant 215a du plateau 215, en faisant tomber du plateau les couches de galets qui sont le plus en avant du talus, ainsi que cela est représenté sur la fig. 9.

   Ensuite, chaque course vers l'arrière du mécanisme déterminera le glissement d'une petite quan- tité de galets par.dessus l'arête avant du plateau, tandis que chaque course vers l'avant permettra à' des quantités égales de galets de s'échap- per de la gauche des galets et de rejoindre le tas de galets situé vers l'extérieur, dans la partie arrière de celui-ci. En organisant le méca- nisme décrit de telle manière que les mouvements du plateau aient une amplitude très limitée, on peut obliger les galets à quitter la couche de galets d'une   manière   très graduelle et pratiquement' en un flot conti- nu, et ce flot ne se continue qu'aussi longtemps que le plateau est ac- tionné ; et, lorsque le mécanisme décrit est arrêté, ce flot cessera quel- le que soit la position dans laquelle se trouve le plateau à ce moment. 



  Ainsi, il n'y a aucun risque pour que les galets s'échappent sans contrôle , que le mouvement de la grille soit   interrompu   soit par une panne de force motrice, soit par un incident mécanique. 



   En   proportionnant,  convenablement l'amplitude et la fréquence des mouvements du plateau , on peut enlever les galets à la partie infé- rieure de 1a couche et les remplacer à la partie supérieure par des ga- lets frais de la manière précédemment décrite én se référant à la fig. 2, d'une manière si uniforme et si graduée qu'on peut à peine déceler un mou- vement dans la couche de galets, et qu'il n'y a pas de variation notable de la surface supérieure de la couche. Ainsi, l'organisation permet de maintenir la couche de galets dans un processus continu de rénovation, sans affecter son niveau ou sa hauteur initiale.

   Un autre avantage important du mécanisme de grille décrit, résulte dans le fait que, bien qu'il ne lais- se passer qu'un flot très limité de galets, si petites que soient les dimen- sions individuelles de ces galets, ce mécanisme' néanmoins permet le,passage de gros morceaux ou d'éclats tels que ceux qui peuvent se détacher des pa- rois ou de la voûte du four. Par conséquent, il n'y a pas de danger pour que de tels morceaux puissent bloquer la grille ou gêner son fonctionnement et entraver l'arrivée d'air dans la zone de combustion ou la sortie des gaz de combustion. 



   On peut prévoir plus de deux plateaux à mouvement alternatif, à la partie inférieure de chaque couche de galets, et on peut utiliser un dis- positif automatique de commande autre que celui qui est effectivement repré- senté. Bien plus, les plateaux utilisés n'ont pas besoin d'avoir la forme de plaques pleines, mais peuvent être constitués par des grilles ou grilla- 

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 ges d'un type adapté pour supporter les matériaux en grains utilisés dans les couches.

   Il est entendu, en outre, que le mécanisme de grille décrit fonctionnerait de manière satisfaisante en supprimant le rebord 223, pourvu que le plateau 215 s'étende assez loin vers la droite., comme on l'a repré- senté sur les fig. 7, 8 et   9,   pour   couper un   plan incliné vers l'arrière à partir de l'arête inférieure 214b de l'ouverture 2145, suivant un angle correspondant au talus naturel d'écoulement des galets utilisés, et de manière que ce plateau supporte complètement le talus de galets se formant vers l'arrière en l'absence du rebord   223.   De même, bien qu'on ait repré- senté le mécanisme de grille utilisé pour supporter les galets réfractaires de fours régénérateurs pour la fixation thermique de   l'azote   atmosphérique,

   parce que ce mécanisme est d'une utilité particulière dans ce type de fours, on peut l'utiliser avantageusement dans d'autres types de fours   où   il peut servir à supporter des couches de combustible au lieu de couches de galets et, en fait, il peut trouver une application utile dans toute organisation de circulation de matériaux granulaires, par exemple dans les procédés ca- talytiques utilisés dans le cracking des hydrocarbures. 



   Dans le fonctionnement pratique du four représenté à la fig 2, destiné à la fixation de   l'azote,   on utilisait comme combustible un gaz na- turel comprenant approximativement 85% de méthane et 15 % d'éthane, et pos- sédant un pouvoir calorifique net de 8700   calories-kilogramme   par mètre cube. 



  Ce combustible était injecté dans la chambre de combustion par quatre brû- leurs disposés dans les parois latérales du four, deux desdits brûleurs étant désignés par 160 sur la fig. 2, comme on l'a déjà noté. Il est très important d'assurer une combustion instantanée et complète du combustible à son arrivée dans le four, de manière à éviter la formation de carbone qui pourrait nuire au rendement du procédé de fixation de   l'azote,  et/ou rédui- re les matériaux réfractaires du four. On obtient ce résultat en injectant le combustible avec une vitesse telle qu'il entraîne pratiquement   immédia-   tement tout l'air fourni au four.

   Par exemple, quand la quantité d'air ame- née au four par l'un ou l'autre lit de galets était d'environ 280 litres par seconde, le combustible était injecté dans le four par huit orifices d'in-   jection,   deux orifices étant prévus dans chacun des quatre brûleurs préci- tés, et chaque orifice ayant un   diamètre   d'environ 1 mm.

   Le combustible était injecté par ces-orifices sous une pression d'environ 7 atmosphères   déterminant   des jets qui pénétraient dans le four à une vitesse approxima- tive de 425 mètres par seconde, en introduisant une quantité totale   d'en-   viron 12 m3 de combustible par secondeo Il en résultait que la combustion s'effectuait dans une zone de flamme bien définie déterminant une zone de réac'.ion bien définie, sans formation de carbone nuisible, et avec un chauf- fage immédiat et uniforme de tout l'air disponible à une température   d'envi-   ron 2200  C. En injectant le combustible dans le four de la manière décrite, on maintenait la température du four au niveau mentionné   d' environ   2200  C pendant une période dépassant plusieurs semaines. 



   Bien que l'invention ait été expliquée à l'aide de modes de réa-   lisation   particuliers, il est bien entendu qu'elle ne doit pas être limitée aux détails représentés et décrits, détails que l'on peut modifier sans s'écarter du but et de l'esprit de l'invention. 
 EMI21.1 
 



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Claims (1)

1. Procédé pour la production d'oxyde d' azote à partir d'un mé- lange comprenant essentiellement de l'azote et de l'oxygène, tel que l'air atmosphérique, procédé qui consiste à faire passer ledit mélange alternati- vement dans des sens opposés à travers une zone de réaction chauffée aux températures de fixation de l'azote et flanquée, de chaque coté, de couches de galets réfractaires que l'on rénove continuellement en enlevant les ga- lets détériorés et en ajoutant des galets frais auxdites couches de galets. <Desc/Clms Page number 22>

2. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel on enlevé les galets détériorés et on ajoute les galets frais aux extrémités opposées desdites couches.

3. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel on enlève les galets détériorés à des emplacements éloignés de la zone de réaction et on ajoute les galets frais à des emplacements situés près de cette zone de réaction.

4. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel on oblige les galets à tomber graduellement, en s'éloignant de la zone de réaction, en retirant périodiquement des galets du fond desdites couches et en ajou- tant des galets frais à la partie supérieure de ces mêmes couches.

5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, selon lequel on interrompt à intervalles périodiques la circulation du mélange d'azote et d'oxygène et l'on rénove la couche de galets à tra- vers laquelle ce mélange pénétrait dans la zone de réaction avant d'être in- terrompu, la rénovation des galets ayant lieu en faisant.progresser les ga- lets dans la couche dans un sens contraire au sens antérieur de circulation du mélange.

6. Four muni de couches de galets et comprenant une chambre ou passage pouvant loger une certaine quantité de galets réfractaires, un dispositif prévu à la partie-inférieure de ladite chambre ou passage pour permettre l'enlèvement de quantités déterminées desdits galets, et des moyens répondant automatiquement à l'enlèvement des galets de ladite cou- che pour replacer lesdits galets à la partie supérieure de celle-ci.

7. Four, tel qu'un four du type à régénération, muni d'une couche de galets et comprenant la chambre adaptée pour contenir une cer- taine quantité de galets réfractaires et présentant une extrémité supé- rieure ouverte et un réservoir situé au-dessus de cette chambre, réservoir présentant une ouverture d'alimentation disposée pour délivrer les galets dans la chambre précitée, en un point de la périphérie de son extrémité supérieure.

8. Four suivant les revendications 6 ou 7, comportant un dispositif à grille disposé en travers de l'ouverture inférieure de la chambre et susceptible, lorsqu'il est commandé, d'enlever de la chambre des quantités déterminées de galets.

9. Four suivant la revendication 6, dans lequel les dispo- sitifs qui répondent automatiquement à l'enlèvement des galets comprennent un réservoir à galets disposé au-dessus de l'ouverture supérieure ouverte de la chambre.

10. Four suivant la revendication 9, comportant une rampe des- cendant dudit réservoir jusqu'à l'extrémité supérieure de la chambre, cet- te rampe ayant une inclinaison qui correspond au talus naturel des galets utilisés.

11. Four suivant la revendication 10, comportant un disposi- tif de contrôle de niveau disposé à une distance prédéterminée au-dessus de la rampe précitée.

12. Four suivant les revendications 6 ou 9, dans lequel les dispositifs répondant automatiquement à l'enlèvement des galets sont agen- cés pour ramener la surface supérieure des galets dans la chambre à son niveau et dans sa forme d'origine. <Desc/Clms Page number 23>

13 Four suivant la revendication 9, dans lequel ledit réser- voir présente une ouverture de décharge agencée pour amener les galets la- téralement dans ladite chambre.

14. Four suivant la revendication 8, dans lequel ladite cham- bre ou passage s'étend sensiblement verticalement, des galets de matériau réfractaire étant empilés dans cette chambre ou passage pour former une surface supérieure inclinée à 1-'angle du talus naturel desdits galets, et le dispositif à grille s'étend transversalement par rapport à la partie inférieure de ladite chambre ou passage, suivant un plan parallèle à la- dite surface supérieure.

15 Four à régénération comprenant un certain nombre de cou- ches de galets et une chambre de combustion accessible à travers des cou- ches de galets, lesquelles sont disposées pour former des surfaces supé- rieures inclinées sensiblement suivant 1'angle du talus naturel des galets utilisés.

16. Four à régénération suivant la revendication 15, dans le- quel la chambre de combustion est disposée entre lesdites couches, et dans lequel les surfaces supérieures des galets sont inclinées dans la direction de ladite chambre de combustion.

17. Four suivant la revendication 15,.. comportant un réservoir à galets disposé au-dessus de chaque couche de galèts, extérieurement au pourtour de celle-ci, en un point éloigné de ladite chambre de combustion, des rampes d'alimentation descendant desdits réservoirs vers la partie su- périeure de leurs couches respectives de galets, suivant un angle correspon- dant sensiblement au talus naturel d'écoulement des galets utilisés, et des dispositif s prévus à la partie inférieure de chacune desdites couches pour en retirer des quantités déterminées de galets.

18. Four suivant la revendication 17, dans lequel lesdites ram- pes constituent les planchers de canaux qui sont agencés pour que leur hau- teur augmente dans la direction de la chambre de combustion, afin d'obliger le courant descendant de galets à être soumis progressivement à de plus grandes quantités de la chaleur dégagée par ladite chambre de combustion quand le four fonctionne.

19. Four suivant la revendication 18, dans lequel les plafonds desdits canaux sont arrangés pour former des portes déterminant la hauteur du courant de galets descendant le long du plancher desdits canaux et, par conséquent, les niveaux supérieurs desdites couches de galets.

20. Four suivant la revendication 19, dans lequel les plafonds desdits canaux sont agencés pour former une succession de portes.

21 Four suivant la revendication 20, dans lequel la succession de portes détermine des niveaux supérieurs légèrement différents pour les- dites couches de galetso , 22. Four muni d'un revêtement en métal très résistant à la cha- leur, comprenant une multitude de tablettes, en métal très résistant à la chaleur., dirigées vers l'intérieur, qui sont arrangées pour former plusieurs compartiments ouverts vers l'intérieur, des assises de matériau réfractaire étant disposées dans lesdits compartiments.

23. Four suivant la revendication 22, dans lequel lesdites ta- blettes sont formées par plusieurs feuilles minces dudit métal.

24 Four suivant la revendication 22, ayant des parois métal- liques de cloisonnement pour subdiviser lesdits compartiments en secteurs séparés. <Desc/Clms Page number 24>

25. Four suivant la revendication 22, dans lequel lesdits re- vêtements sont faits de métaux dont les oxydes sont capables de former des solutions solides avec ledit matériau réfractaire.

26 Four suivant les revendications 22 et 25, dans lequel le- dit matériau réfractaire est de l'oxyde de magnésium et dans lequel les revêtements sont faits en feuilles de nickel.

27. Four suivant la revendication 22, dans lequel ledit revê- tement et ledit matériau réfractaire qu'il contient forment un passage permettant de loger les galets réfractaires, des débris de briques et au- tres produits analogues pour régénérer la chaleur et conduisant vers la zone de combustion et dans;' lequel lesdits compartiments sont superposés dans la direction de ladite zone de combustion.

28. Four suivant la revendication 22, dans lequel les por- tions intérieures extrêmes desdits revêtements sont faites d'un métal susceptible de donner avec le matériau réfractaire, après oxydation, une couche impénétrable.

29. Four suivant les revendications 27 et 29, dans lequel les portions intérieures extrêmes de revêtements successifs ont une lar- geur radiale croissant dans la direction de la zone de combustion.

30. Four, tel qu'un four à régénération, de fixation de l'azo- te, construit en matériau réfractaire, possédant une paire d'antichambres contenant des couches de.galets disposées de manière à contrôler l'entrée et la sortie d'une chambre de combustion, et des moyens pour maintenir le rendement du four, moyens qui comportent des éléments métalliques associés avec lesdites antichambres et agencés pour interrompre les dérivations de passage autour des couches de galets, dérivations consécutives à des fis- sures dans -les murs réfractaires des antichambres.

31. Four suivant la revendication 30 comportant des éléments métalliques associés avec la chambre decombustioh pour éviter des passa- ges dérivés autour de la zone de combustion.

32. Four muni d'un mécanisme de grille pour couche de maté- riaux grannulaires, tels que des galets réfractaires, ledit mécanisme comprenant une surface de support sensiblement horizontale disposée à une certaine distance au-dessous de l'ouverture de fond des couches et ayant une dimension suffisante pour sétendre au delà du talus naturel d'écoule- ment vers l'extérieur à partir de l'ouverture dudit fond, et des moyens pour donner un mouvement alternatif à la surface de support dans un plan sensiblement horizontal et dans des limites telles que les arêtes de cet- te surface de support restent extérieures à l'espace défini par le talus d'écoulement.

33. Four suivant la revendication 32, dans lequel ladite ouverture de fond est formée dans une plaque inclinée et qui comporte, à la partie inférieure de l'ouverture, un rebord suspendu à ladite plaque.

34. Four suivant la revendication 33, dans lequel ladite surface de support est en contact glissant avec'le rebord.

35. Four suivant la revendication 32, comprenant un dispo- sitif comportant un certain nombre de bandes souples pour soutenir la surface de support pour son déplacement horizontal limité.

36. Four organisé pour fonctionner à de très hautes tempé- ratures, telles que celles qui sont utilisées pour la fixation de l'azote <Desc/Clms Page number 25> atmosphérique possédant, une voûte comportant des briques voisines en mag- nésie d'une grande pureté et des feuilles de nickel interposées entre les faces voisines desdites briques.

37. Four suivant la revendication 36, dans lequel lesdites briques sont reliées l'une à l'autre, à leur partie inférieure, par des solutions solides de magnésie et d'oxyde de nickel.

38. Procédé pour établir la voûte d'un four, suivant les revendications 1 et 2, qui consiste à disposer des briques en magnésie d'une grande pureté l'une côté de l'autre, en interposant des feuilles de nickel entre les faces voisines desdites briques, et à chauffer la structure composite qui en résulte, jusqu'à ce que l' oxyde de nickel produit pénètre la magnésie des briques pour former avec celles-ci des solutions solides.

39. Procédé suivant la revendication 38, selon lequel, pen- dant le chauffage de la structure composite de la voûte, celle-ci est con- tenue et serrée sous pression.

40 Procédé suivant la revendication 38, selon lequel la structure obtenue est d'abord à des températures quelque peu inférieures au point de fusion du nackel, jusqu'à ce que lesdites feuilles de nickel soient oxydées en oxyde de nickel;, et selon lequel on augmente ensuite la température pour favoriser la solution de l'oxyde de nickel dans la magnésie desdites briques.

41 Procédé suivant la revendication 40, selon lequel ladi- te température est augmentée d'une manière graduelle, de telle sorte que la majeure partie de l'oxyde de nickel est entrée en solution solide avec la magnésie desdites briques, avant que la température n'atteigne le point de fusion de l'oxyde de nickel.

42 Procédé pour la production d'oxyde d'azote, en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.

43 Four construit en substance comme décrit avec référence aux dessins annexés, N.B : A la page 17 ligne 14:remplacer le point après le mot "combustion" par une virgule,,et ajouter "comme décrit de façon plus détail- lée ci-dessous".

Page 24, revendication 29 lère ligneremplacer 29 par 28 Page 25, revendication 38, lin2 a remplacer 1 et 2 par 36 et 37.