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"Barfëotionnementa aux fôurs da ôonvM'ajt<m Ma hydrocarbure gazeux ou licuda,'
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La présenten invention concerne des perfection. naoenba aux foura, principalement à ceux utilisas pour assurer la conversion des hydrocarbures gazeux on liqui- des en vue de la produoti.on da gaz, qui par enriohisse- ment ultérieur, présentent des oaraot6rlstiqu8 voisines
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de celles du. gaz de ville. De tels tours comprennent un
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catalyseur à'oxydation (alumine par exemple) qui après
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'avoir été porté au moins localement, au rouge sombra,
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ri1' un courant gazeux, bien dosé d'air et dthyâraoar
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bure tel que propane commercial, butane,gaz de raffi- nerie, huile de pétrole pulvérisée ou vaporisée.
En présence du catalyseur, il se produit un oraoking des hydrocarbures, correspondant à une oxydation mànagée. arec production d'hydrceène et d'oxyde de carbone, la conversion des hydrocarbures ainsi réalisée étant exothermique, les réactions se poursuivent d'ellesmêmes en régi- stable à mesure de l'arrivée du mélange gazeux dans le four. qui est ainsi maintenu à température élevés. sans autre apport extérieur de calories.
Le dispositif conforme à l'invention vise en particulier à permettra une mise en marche rapide des fours de conversion et comporte essentiellement au moins une résistance électrique de chauffage placée à demeure à l'intérieur du tour, sur le trajet du courant gazeux incidente 'le préférence, cette résistance présente une grande inertie thermique par rapport à celle du mélange gazeux, et elle est avantageusement disposée de façon qu'une partie du flux calorifique émis par elle soit reçu par la masse catalytique.
D'autres particularités relatives à l'inven- tion seront mises en évidence dans la description qui va suivre,
Aux dessins annexée, donnés à titre d'exemple non limitatifs, on a représenté diverses réalisations relatives à l'invention,
La fig. 1 est une vue partielle en élévation d'un four conforme à l'invention.
La fig. 2 est un diagramme de fonctionnement.
La fig, 3 montre schématiquement une installation de production de gaz à fonctionnement automatique,
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Dans l'exemple décrit an rétérenoe à la ig, l, le tour comprend une enceinte métallique verticale 1
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contenant le catalyseur d'oxydation < constitue par de l'alumine' corsa résistant bien à la chaleur et jouant le rôle de volant thermique, , Le four comporte en outre deux chemisée ooaxia.
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les 4 unt. chemise en matière réfractaire 3 et une ohemi. thermiquemonl6 isolante en laine da roche 4 ou matière analogue. L'enceinte métallique pourrait d'ailleurs être disposez à l'intérieur des deux chemises prdaitdes.
A. sa partie supérieure, le four est muni d'un tube dans lequel débouohe une conduite é d'amenée du mélange d'air et d'hydrocarbure. Dans cet exemple, il est supporé que l'hydrocarbure mis en oeuvre est du propane commercial (dont la teneur en propylène est assez élevée) le'rapport volumétrique air/hydrocarbure étant alcrrn compris entre '1 et 7.5
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OOXd.'O'a19.rdj .. 1.=invention, le tube 5 est prolongé par une chemise 7 dont;
la partie inférieure plonge dans ltalwniMo A l'intérieur de cette ohemiee est disposée une résistance électrique de chauffage 8. de forte section, bobinée en hélice et alimentée par
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les conducteur* -1 ,9# qui passent à travers de a bornes étan.
Obas 11 fixiez à la paroi du tube C. La résistance 0 en# partiellement noyée dans un ciment réfractaire la, par exemple à base d'alumine, cet ensemble constituant un manchon de chauffage cylindrique 13 dont le diamètre correspond sensiblement à celui du tube 5 Des figea 15 placées à la base de la chemise 7 servent à maintenir le manchon 13
Le four comprend encore deux gaines radiales
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16 et 17 destinées à recevoir des sondes thermo-dleotr1- ques, une canalisation 18 pour l'évacuation des gaz, et un regard 19 au sommet du tube 5.
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La mise en oeuvre du four est la suivante :
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La résistance 8, "alioenbée de préférence sous basse tension est chauffée jaea3t >una température de 800.. environc Quandr cette température est atteinte, le cou'* rant d'alimentation est coupée le mélange gazeux d'air et de propane est envoyé dans la canalisation 6 et par- Tient par le tube 5 à l'intérieur du manchon 13., Comme 1'inertie thermique de la résistance 8 et da ses annexes est très grande par rapport à celle de l'air propane, ,et dernier est porté très vite à la température de conver-
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±lion* Le mélange gazeux sabit ainsi un préchauffera qui proToqne son BtO,nClti.on,
puis parvient au qontxok da la masse oàbaéytiquo a qui a été aussi partiellemant ohaaffée. Les réactions d'oxydation du propane se pré" duisent 'alors norsialement 'de façon immédiate et toute la masse à est õr%4fi au rouge sombre au bout de quelques minutes# tandis qui cessa la combustion dns gaz Ilintd* rieur du Cmn6Éùn 1;, le dispositif conforme à l'invention apperte da nombreux avantagée techniques. En premier lieu, il
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perçât une mise en route Particulièrement rapide n%"air>19j, des fours de conversion, sans nécessiter aucune mainqulstion de matériel. En second lieu, comme le dispositif est placé à demeure à l'intérieur du four,
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il nly a aucune possibilité de rentrée d'air dans a7.ui.
Ci ni de production da-fae. Dans ces conditions, en obtienttrèe rapidement un gaz craqué ayant une teneur en hydrogène supérieure a ZO % ooms le 'montre la fis.3 qui donne en ordonnées ce pourcentage et en abscisses les m3 de gaz produit. Le débit dans cet exemple tant
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de Q?ÎM 16 , n voit que le tauac da 0 % est àépt,tii,àl dès la 7ème minute.
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De oe fait la composition du gaz produit, Lême en fonctionnement intermittent, peut être oonsi- dérée comme étant toujours uniforme, ce qui est très important.
Un autre avantage de l'invention réside en
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ce qu'elle permet de rendre oomplètesoant automatique la mise !An route et la conduite des fours de conversion.
La figo 3 montre très achématïquement un exemple d'une telle réalisation, où l'on voit en al la oanalisation d'amenée d'air sur le trajet de laquelle sont disposés : en 22 une soufflerie, en 23 une éleotrovanne, en 24 une vanna de réglage à commande manuelle,en 25 un
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dé'k3imètre, en 26 un comtaux, et en 87 un contrôleur as pression ou manostat. Des organes analogues 33 à 37 sont disposés sur la conduite 31 qui est alimentée en propane par un container-30 à travers un détendeur 32
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Sur la canalisation 6 se trouve enfin une éleotrovanne générale 41.
Il est possible de maintenir, sans régulateur mécanique, le débit d'air et de propane dans les limitas voulues pour permettre une marche normale de l'appareil.
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Il suffit pour oela d'ass,J.rar une perte de charge impor- tante'(plusieurs centaines de grammes/om2) dans les vannes 24 et 34 susceptible..da-:7o'ompenser largement les pertes de charge variables du four, ce qui dispense de surveilla en permanence les dëbimètres a5 et 35....
L'ensemble électrique mis en oeuvre comprend essentiellement un organe de programme, tel qu'une minuterie 42 qui commande un relais 43 actionnant un oontaoteur 44 disposé sur le trajet des conducteurs 9.
La minuterie 42 est reliée d'autre part à un ensemble de
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relais 45 qui commandent respectivement par les circuits marqués d'une flèche, la mise en route de la soufflerie 'l'ouverture du détendeur 33, des électrovannes 23, 33 et
41, certaines de ces ouvertures pouvant être temporisées les unes par rapport aux autres, colle de la vanne 41 étant de préférence progressive. la mise en route se oonçoit aisément Au moment voulu la minuterie 42 émet une impulsion vers 43, ce qui provoque la fermeture de 44. Au bout du temps néoes- aaire au préchauffage de la résistance' 8, une nouvelle impulsion assure l'ouverture de 44, tandis que les relais 45 sont excités,
A ces organes peuvent être.adjoints divers dispositifs de sécurité.
En particulier, il est prévu un ensemble de relais de fermeture 48, commandés par les manostats 27 et, 39 et desservant les organes 22, 32, 23,
33 par les circuits marqués d'un cercle. Ces relais provo- quent la cessation de l'arrivée de gaz sur l'une des cana. lisations 21 ou 31 dès que la pression tombe sur l'autre @ , canalisation, de facon éviter que la composition du mélange air-propane se rapproche de celle du mélange théorique de combustion. De plus deux sondes thermo-élec- triques 49 et 51 placées l'une dans le tube 5, et l'autre dans la gaine 16 sont reliées à des galvanomètres 52 et 53 qui commandent par des relais 54,
d'une part la fermeture de la vanne 41 et d'autre part l'excitation des relais de fermeture 480 Un avertisseur sonore 55 est également commandé par les relais 54
Dans ces¯ conditions, si la température en 5 'dépasse 100 C ce qui indique une combustion prématurée du mélange gaze=, ou si, dans la zone de réaction, la température sort de la bande 600 -10000 . l'arrivée des
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gaz est automatiquement coupée tandis que l'alarme est donné*.par l'avertisseur 55 Bien entendu les divers systèmes de sécurité ne sont branches qu'après la mise eh route du four. Une impulsion de la minuterie 48 suffit pour cela.
Le fonctionnement complètement automatique du four est donc possible de façon simple.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limiter aux formas d'exécution décrites et qu'on peut apporter à oelles-oi de nombreuses variantes de détail.
En particulier la résistance électrique 8 pourrait 'ne pas être enrobée et sa disposition par rapport à la masse analytique pourrait être modifiée,
D'autre parti, @'on pourrait ajouter à la massa oatalytique a mentionnée ci-dessus un autre catalyseur (alumine niclekde par exemple) permettant par recyclage d'une partie du gaz produit, humidifié ou non, une conte version complote.
On pourrait aussi pr6voir le remplacement de la conduite 6 par deux conduites distinctes, l'une servant à l'arrivée des hydrocarbures et l'autre à l'arrivée de l'air, le mélange s'effectuant dans le tube 5. Dans ce cas, on soumet de préférence l'air à. un préchauffage par exemple au moyen d'un éohangeur de température utili- sant la chaleur des gaz sortant par la canalisation 18.
Il peut être alors avantageuse.tient prévu de mélanger l'air d'une quantité plus ou moins grande de vapeur d'eau. Cas dispositions augmentent la teneur en hydrogène du gaz pro- duit, L'utilisation de deux conduites distinctes est indi- quée notamment lorsque les hydrooarbures utilisés sont constitues par du gas-oil ou du fuel-oil pulvérise.