CH614132A5 - High temp. reactor - Google Patents

Description

  
 

**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.

 



   48. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le blindage thermique est en molybdène ou en une matière graphitique.



   49. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur de chaleur à contre-courant et à profil variable, ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie et étant destiné à être fixé par son extrémité d'entrée à la sortie du réacteur afin qu'il reçoive des produits de la réaction à température élevée, I'échangeur de chaleur comprenant une paroi tubulaire interne en matière réfractaire, une paroi tubulaire externe en matière réfractaire, concentrique à la paroi interne et distante de celle-ci à l'extérieur, une cloison en spirale formée d'une matière réfractaire et placée entre les parois interne et externe afin qu'elle délimite un canal annulaire en spirale de fluide de refroidissement, et au moins une entrée de fluide de refroidissement traversant la paroi externe et communiquant avec le canal de fluide de refroidissement,

   ce fluide étant évacué à la sortie du canal annulaire en spirale près de l'extrémité d'entrée de l'échangeur de chaleur.



   50. Réacteur selon la revendication 49, caractérisé en ce que l'échangeur comprend, de plus, un dispositif destiné à diriger le fluide de refroidissement de la sortie du canal annulaire à une chambre sous pression de gaz inerte du réacteur.



   51. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil de réglage des produits d'une réaction comprenant: 1) un dispositif destiné au retrait d'échantillons des produits de la réaction quittant le réacteur, 2) un analyseur de produits de réaction comprenant une entrée d'échantillons et une sortie de signaux, I'analyseur comparant la composition chimique des produits de la réaction à une composition déterminée et créant à sa sortie un signal électrique correspondant aux écarts entre la composition chimique des échantillons analysés et la composition déterminée, et 3) un appareil de réglage de la température du réacteur qui comprend une entrée de signaux de commande reliée à la sortie de signaux de l'analyseur, et une sortie transmettant de l'énergie au dispositif électrique de chauffage du tube de réacteur,

   la température du tube variant lors des variations du signal de l'analyseur afin que les écarts entre les compositions soient réduits.



   52. Réacteur selon la revendication 51, caractérisé en ce que l'analyseur comprend un chromatographe en phase gazeuse relié à un calculateur numérique.



   53. Réacteur selon la revendication 51, caractérisé en ce que le dispositif de retrait d'échantillons comprend un dispositif destiné à transférer des échantillons à l'entrée d'échantillons de l'analyseur à des intervalles déterminés de temps.



   54. Réacteur selon la revendication 51, caractérisé en ce que la commande de température comprend un circuit à thyristor triode, monté en série avec une alimentation triphasée.



   55. Application du procédé selon la revendication 1 à la dissociation de matières hydrocarbonées en hydrogène et noir de carbone.



   56. Application selon la revendication 55, caractérisée en ce que les matières hydrocarbonées sont des hydrocarbures.



   La présente invention concerne un procédé pour irradier au moins un réactif et provoquer une réaction chimique donnée, et un réacteur à température élevée et à paroi protégée par un fluide pour la mise en oeuvre du procédé.



   Dans le présent mémoire, I'expression corps noir désigne de façon générale un espace pratiquement fermé par une ou plusieurs surfaces et dont aucune radiation ne peut s'échapper dans un cas idéal. Dans le cas du réacteur de l'invention, le blindage thermique forme la surface ou les surfaces qui délimitent le corps noir, et la matière formant le blindage thermique est un isolant, empêche le transfert de chaleur depuis l'intérieur du corps noir, et doit pouvoir supporter les températures créées par la source de chaleur à couplage radiatif.



   On utilise actuellement des réacteurs à température élevée pour des réactions de pyrolyse, de thermolyse, de dissociation, de décomposition et de combustion de composés organiques et minéraux. Pratiquement tous les réacteurs de ce type transfèrent la chaleur aux réactifs par convection et/ou conduction, mais cette caractéristique pose deux problèmes qui limitent la nature et la portée des réactions mises en oeuvre. Ces problèmes sont dus au fait que, dans un réacteur classique qui transfère la chaleur aux réactifs par convection, la température la plus élevée dans le système règne nécessairement à l'interface de la paroi interne du réacteur et du courant des réactifs.



   Le premier problème est posé par la limitation des températures réactionnelles disponibles imposées par la résistance des matières connues des parois des réacteurs à température élevée.



  L'aptitude décroissante de ces matières à conserver leur intégrité lorsque la température croît est évidemment bien connue. Cependant, comme ces matières doivent être chauffées afin que l'énergie thermique puisse être transférée au courant des réactifs, les températures réactionnelles disponibles sont limitées par la température de chauffage en toute sécurité de la paroi du réacteur. Ce facteur est particulièrement important lorsque la réaction prévue doit avoir lieu à pression élevée ou créer des pressions élevées.



   Le second problème est dû au fait que la paroi d'un réacteur classique est à la température la plus élevée dans le système et au fait que le transfert de chaleur par convection et conduction nécessite un contact entre la paroi et le courant des réactifs.



  Comme elle est à température élevée, la paroi du réacteur est un site réactionnel idéal, sinon le plus souhaitable, et, dans de nombreux cas, les produits de la réaction s'accumulent sur cette paroi.



  En conséquence,   Appareil    ne peut plus transférer la chaleur aux réactifs et cette impédance thermique croissante nécessite l'augmentation progressive de la température de la source afin que le transfert initial de chaleur au courant des réactifs soit maintenu.



     Evidemment,    lorsque l'accumulation de matières progresse, la température nécessaire pour la source dépasse celle que peut supporter la matière de la paroi. En outre, comme une quantité supplémentaire d'énergie est nécessaire pour l'entretien de la réaction, le processus devient moins efficace aux points de vue technique et économique. Ainsi, lorsque la réaction prévue ne peut plus être entretenue pour des raisons de transfert de chaleur, de résistance mécanique des matériaux ou de rentabilité, I'installation doit être arrêtée et nettoyée.



   Habituellement, le nettoyage est réalisé mécaniquement par raclage de la paroi ou chimiquement par combustion des dépôts.



  Dans certains procédés continus, on a tenté de racler la paroi lorsque la réaction est en cours. Cependant, l'outil de raclage luimême s'échauffe obligatoirement, devient un site réactionnel et doit donc être nettoyé ensuite. Dans tous les cas, ce temps d'arrêt représente une perte économique importante. Dans de nombreux cas, un second appareil est monté afin que le temps perdu pour la production soit minimal. Cependant, cet appareillage supplémentaire représente en général un investissement important. De tels réacteurs chimiques pour températures élevées comprennent un tube porté à une température à laquelle les parois internes émettent suffisamment de radiations pour que la réaction soit déclenchée et entretenue. 

  Cependant, comme dans le cas des réacteurs par conduction et convection, dans les réactions formant des produits solides, le produit s'accumule souvent de façon indésirable sur les parois du tube si bien que le transfert de chaleur est réduit et le tube peut même se boucher.



   Le réacteur décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique   N"    2926073 est destiné à la fabrication de noir de carbone et d'hydrogène par pyrolyse de gaz naturel. Le procédé est donné  



  comme continu mais, en pratique, le transfert de chaleur par convection utilisé lors du fonctionnement du réacteur pose des problèmes importants pour l'entretien et le réglage de la réaction.



  Comme les tubes chauffés du réacteur constituent des sites idéaux pour la réaction, le carbone s'accumule invariablement et finit par boucher l'appareil. Cependant, le problème de l'emballement thermique est bien plus important car il peut provoquer des explosions. Dans ces conditions, on détermine que, lors de la pyrolyse du gaz naturel, la conductibilité thermique de la phase gazeuse augmente brutalement d'un facteur compris entre 5 et 30, suivant la composition du gaz. Comme la température dans un réacteur classique à convection ne peut pas être réglée avec une précision et une vitesse suffisant à la compensation du phénomène, l'appareil devient instable dans certains cas et peut même exploser. Ces conditions se présentent dans le cas des réacteurs classiques et on n'a pas encore trouvé de solution à ce problème.



   Le brevet des Etats-Unis d'Amérique   N"    3565766 décrit une récente tentative d'augmentation de la qualité du charbon par pyrolyse. L'appareil décrit comprend une série de réacteurs creux en acier formant des lits fluidisés à plusieurs étages à des températures progressivement croissantes jusqu'à   870"C    environ. La fluidisation aux basses températures est assurée par un gaz inerte qui peut lui-même transmettre de la chaleur, bien qu'un chauffage externe soit prévu. Aux températures élevées, la fluidisation est réalisée par le gaz de tête de l'étage final et, dans ce dernier étage, la température est maintenue par combustion interne des matières carbonisées dans l'air ou l'oxygène. Comme cet appareil repose essentiellement sur un transfert thermique par convection, il présente de nombreux défauts et inconvénients décrits précédemment.



   L'appareil de fabrication de noir de carbone décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique   N"    2062358 comprend un tube poreux placé dans une chambre de chauffage. Un gaz chaud est dirigé d'un four éloigné à la chambre, puis chassé à travers la paroi du tube poreux afin qu'il se mélange avec les réactifs. Ainsi, seul le transfert de chaleur par convection d'un fluide aux réactifs est utilisé. Etant donné l'absence d'une cavité formant un corps noir, cette disposition nécessite la circulation d'un grand volume de fluide dans la chambre de chauffage pour la compensation des pertes de chaleur.



   Le brevet des Etats-Unis d'Amérique   N"    2769772 décrit un réacteur de traitement thermique de matières fluides telles que des hydrocarbures, comprenant deux tubes concentriques placés dans un four chauffé par une flamme. Les réactifs circulent axialement dans le tube interne concentrique perméable. Un gaz constituant un véhicule gazeux s'écoule dans la chambre annulaire entre les tubes concentriques et il est chauffé par contact avec la paroi externe. Des fluides du tube interne sont chauffés par convection lorsque le véhicule gazeux passe à travers la paroi perméable et se mélange avec eux. Le transfert radiatif est expressément évité. En réalité, le tube interne ne peut pas être chauffé sans chauffage simultané du tube externe à une température au moins aussi élevée.



   Le four de craquage à combustion superficielle décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique   NO    2436282 met en oeuvre le principe d'un véhicule gazeux de transfert de chaleur par convection analogue à celui du brevet précité   NO    2769772. Le four comprend un tube réfractaire poreux entouré par une double enveloppe. Un fluide combustible provenant d'une chambre annulaire est chassé à travers la paroi poreuse vers l'intérieur du tube et est enflammé. Il est cependant évident que le fluide combustible de la chambre annulaire explose à moins qu'il soit chassé à travers la paroi poreuse à une vitesse supérieure à la vitesse de propagation de la flamme à travers la paroi. De manière analogue, la température dans la chambre annulaire doit être maintenue au-dessous de la température d'inflammation du mélange gaz/air.

  Les produits de combustion de la flamme superficielle se mélangent avec les réactifs dans le four avec dilution et éventuellement réaction avec eux. La chaleur est appliquée aux réactifs par mélange par convection des produits de combustion et des réactifs.



   Les brevets des Etats-Unis d'Amérique   N""    2670272, 2670275, 2750260, 2915367, 2957753 et 3499730 décrivent des chambres de combustion destinées à la préparation de bioxyde de titane pour pigments, par combustion de tétrachlorure de titane dans l'oxygène. Dans le brevet   N"    2670275 qui est représentatif de ce groupe, le tétrachlorure de titane est brûlé dans un tube réfractaire poreux. Un gaz inerte diffuse constamment à travers le tube poreux et pénètre dans la chambre de combustion où il forme une enveloppe de protection de la face interne du tube. Cette enveloppe poreuse réduit notablement la tendance des particules de bioxyde de titane à adhérer aux parois du réacteur.

  Comme la combustion du tétrachlorure de titane est exothermique, aucune précaution n'est prise pour le transfert de chaleur au mélange réactionnel lorsqu'il passe dans le tube. En réalité, ce brevet indique qu'il est avantageux de retirer de la chaleur de la chambre soit par exposition de l'ensemble comprenant le tube poreux à l'atmosphère, soit par circulation d'un fluide de refroidissement dans un serpentin placé au voisinage du tube poreux.



   La présente invention vise à remédier aux imperfections de l'art antérieur ci-dessus mentionnées. Le procédé et le réacteur selon'l'invention sont définis dans les revendications I et 19 respectivement.



   Un certain nombre d'avantages et de particularités de l'invention, ainsi que quelques formes de réalisation présentées de manière générale, sont exposés ci-dessous avant la description détaillée de quelques formes de réalisation.



   Contrairement aux réacteurs classiques à convection, l'invention met en   oeuvre    le couplage radiatif pour le transfert de chaleur au courant des réactifs. La quantité de chaleur transférée est indépendante du contact physique entre la paroi du réacteur et le courant des réactifs et du mélange turbulent dans le courant. La considération essentielle pour le transfert de chaleur dans l'appareil de l'invention est le coefficient d'absorption des radiations a par les réactifs. Le fluide inerte de protection de la paroi du réacteur est avantageusement pratiquement transparent aux radiations si bien qu'il a un coefficient a très faible. De cette manière, les radiations peuvent être transférées à travers le fluide inerte au courant des réactifs avec des pertes d'énergie faibles ou nulles.

  Dans un cas idéal, les réactifs eux-mêmes ou une matière absorbante associée présentent un coefficient   a    élevé et absorbent donc de grandes quantités d'énergie, ou les réactifs peuvent être finement divisés (par exemple dans un brouillard) afin que les radiations soient absorbées par piégeage entre les particules.



  Comme les matières qui absorbent bien les radiations sont en général de bons émetteurs des radiations, lorsque les réactifs ou les matières absorbantes associées sont portés à une température suffisamment élevée, ils forment des radiateurs secondaires qui réémettent l'énergie dans tout le volume réactionnel et accroissent donc les caractéristiques de transfert de chaleur de l'installation.



  Ce phénomène se présente presque instantanément et peut être réglé de façon précise et rapide. En outre, le phénomène de   réémission    assurant un chauffage rapide et uniforme des réactifs est totalement indépendant du mélange turbulent dans le courant des réactifs.

 

   Lorsque les réactifs sont eux-mêmes transparents aux radiations, une matière absorbante est introduite dans le courant des réactifs. Cette matière absorbe une quantité suffisante de radiations pour que la température dans la partie centrale atteigne la valeur voulue. Cependant, dans certains cas, bien que les réactifs soient transparents aux radiations, un ou plusieurs produits réactionnels peuvent être absorbants; dans ce cas, une fois la réaction déclenchée, la matière absorbante externe peut être retirée et la réaction se poursuit. Un exemple d'une telle réaction est la pyrolyse du méthane en carbone et en hydrogène.



   Certaines réactions s'inversent partiellement ou complètement lorsque les produits réactionnels ne sont pas immédiatement et  rapidement refroidis. Dans ce cas, le refroidissement des produits de la réaction et des matières absorbantes restantes est nécessaire afin que les réactions chimiques indésirables ne puissent pas avoir lieu juste après la fin de la réaction voulue.



   Le procédé et le réacteur permettent la solution de problèmes extrêmement gênants et donc la mise en oeuvre de réactions qui jusqu'à présent étaient impossibles ou possibles uniquement en théorie. Comme la chaleur est transmise par couplage radiatif et non pas par convection et/ou conduction, la température du courant des réactifs peut être indépendante à la fois de la température de la paroi et de la condition du courant des réactifs, et le problème important posé par la résistance mécanique des matériaux est résolu. Deux modes de réalisation de réacteur selon l'invention sont tels que la paroi du réacteur est en réalité refroidie; deux autres modes de réalisation sont tels que, bien qu'une paroi soit chauffée et forme une source de radiations, cette paroi ne subit pas les pressions élevées qui sont normalement présentes lors de la mise en oeuvre de nombreux types de réactions.

  Pour cette raison, des matières réfractaires telles que le carbone ou l'oxyde de thorium qui ne conviennent pas pour former des parois dans les réacteurs classiques peuvent être utilisées de façon satisfaisante. Par rapport aux alliages qui résistent le mieux aux températures élevées et qui fondent à   1595  C    environ, I'oxyde de thorium par exemple peut être utilisé à des températures supérieures à   2980"C.    Cette caractéristique permet l'utilisation de températures réactionnelles qui dépassent de beaucoup celles qu'on utilise actuellement et des réactions considérées comme possibles en théorie seulement peuvent être effectivement mises en oeuvre.



   Une étoffe de carbone, la matière réfractaire la plus avantageuse dans un premier mode de réalisation de tube de réacteur selon l'invention, est relativement peu coûteuse, facilement disponible et peut former des tubes de réacteurs de dimensions nettement supérieures à celles des tubes en carbone poreux coulé disponibles actuellement. Comme l'étoffe de carbone est normalement souple, tout essai d'introduction à force d'un gaz inerte en
 direction radiale vers l'intérieur à travers un tube en une telle matière provoque habituellement l'affaissement du tube.

  Avantageusement, il est prévu de déposer une couche de graphite pyrolytique sur l'étoffe afin que celle-ci ait une rigidité suffisante pour qu'elle supporte la différence de pressions existant entre la chambre de fluide inerte sous pression et la zone réactionnelle.   Le -   
 dépôt d'une couche de graphite pyrolytique sur l'étoffe permet aussi le réglage de la porosité de l'étoffe.



   L'utilisation d'un fluide inerte protecteur rendue possible essentiellement par le couplage radiatif isole la paroi du réacteur du courant des réactifs et rend impossibles dans les conditions normales de fonctionnement l'accumulation de précipités ou de dépôts et le bouchage de l'appareil. Lorsqu'un fluide corrosif de protection tel que la vapeur d'eau doit être utilisé, la surface du tube, les éléments de chauffage et le blindage thermique qui sont maintenus à température élevée et au contact du gaz lorsque le réacteur est en fonctionnement peuvent être revêtus d'une mince couche d'un oxyde réfractaire, par exemple de thorium, de magnésium ou de zirconium.

  L'oxyde réfractaire peut être déposé sur ces surfaces par chauffage du réacteur à une température supérieure à la température de dissociation d'un composé volatil contenant un métal, introduction de ce composé dans la chambre du réacteur et dissociation du composé si bien qu'il se forme une couche de métal sur les surfaces chauffées. Ensuite, un gaz, ou une autre matière tel que de l'oxygène moléculaire, peut être introduit dans la chambre afin que la couche métallique soit oxydée et forme l'oxyde réfractaire voulu. Dans une variante, le revêtement réfractaire peut être réalisé en une seule étape lorsqu'un composé volatil contenant un métal qui se pyrolyse directement sous la forme d'un oxyde est utilisé comme agent réfractaire de dépôt.



   L'utilisation du couplage radiatif permet, de plus, le réglage précis et presque instantané du débit de transfert de chaleur, ce réglage étant pratiquement impossible dans le cas des réacteurs classiques à convection. En outre, le réacteur de l'invention peut donner une densité de puissance, au site réactionnel, dépassant 10000 W/cm2. Un mode de réalisation convenant à des applications industrielles à grande échelle donne une densité de puissance d'environ 180 W/cm2. Même ce chiffre inférieur représente une grande amélioration par rapport à la valeur de 2 à 3 W/cm2 habituellement obtenue avec les réacteurs classiques. L'utilisation d'un blindage thermique délimitant la ou les surfaces du corps noir dans lequel ont lieu toutes les réactions permet des rendements thermiques inhabituellement favorables.



   Les réactions qui peuvent être mises en oeuvre suivant le procédé de l'invention, dans le réacteur de l'invention, sont nombreuses et variées. Par exemple, des composés organiques, tels que les hydrocarbures notamment, peuvent être pyrolysés sous forme de carbone et d'hydrogène sans les problèmes d'accumulation et d'emballement thermique posés de façon classique.



  Les hydrocarbures saturés peuvent être pyrolysés partiellement sous forme d'hydrocarbures insaturés; ainsi, le propane et l'éthane peuvent être déshydrogénés en propylène et en éthylène respectivement. Les hydrocarbures insaturés peuvent être pyrolysés partiellement en l'absence d'hydrogène et forment des hydrocarbures saturés et, plus précisément, des produits du pétrole peuvent être craqués thermiquement. Ainsi, du gasoil peut être facilement transformé en carburant diesel, en kérosène, en essence et même en méthane. Des intermédiaires halogénés peuvent être ajoutés aux hydrocarbures partiellement pyrolysés afin que les composés formés aient un poids moléculaire accru.

  Des hydrocarbures peuvent être pyrolysés partiellement ou totalement en présence de vapeur d'eau et forment de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène: une quantité supplémentaire d'hydrogène peut être ajoutée et la réaction peut être mise en oeuvre afin qu'elle forme des alcanes qui sont des gaz combustibles à pouvoir calorifique élevé.



   On peut pyrolyser de manière analogue des composés minéraux. Par exemple, des sels ou des oxydes de fer, de mercure, d'argent, de tungstène et de tantale notamment peuvent être dissociés et donnent des métaux purs. Des oxydes de fer, de nickel, de cobalt, de cuivre et d'argent, pour n'en citer qu'un petit nombre, peuvent être directement réduits en présence d'hydrogène avec le même résultat. Cette liste n'est nullement exhaustive.



   On peut aussi préparer de nouveaux produits composites par mise en   oeuvre    du procédé de l'invention. Par exemple, on peut réaliser des particules de carbone ou de talc revêtues de carbone de silicium. Ce produit est un excellent abrasif car, lors de   l'utili-    sation, il se brise constamment et forme de nouvelles surfaces aiguës. Les particules de certains éléments tels que U235 peuvent aussi être enrobées dans une enveloppe étanche en une autre matière telle que le carbone; ce produit particulier est utile comme élément combustible de réacteur nucléaire.



   On peut aussi effectuer l'étape terminale de l'incinération aérobie classique des ordures, notamment des ordures ménagères et des eaux usées. Les températures relativement faibles utilisées au cours des procédés courants d'incinération permettent la formation de peroxydes organiques et d'oxyde d'azote qui contribuent beaucoup au brouillard photochimique et à d'autres formes de pollution atmosphérique. Comme ces composés ne sont pas stables aux températures élevées de traitement permises selon l'invention, I'effluent d'incinération obtenu peut être très peu pollué.

 

   En outre, on peut également effectuer la distillation destructrice anaérobie à température élevée et/ou la désassociation des déchets avec formation de produits utiles tels que du noir de carbone, du charbon actif, de l'hydrogène et du calcin, entre autres. L'addition de vapeur d'eau à ces déchets provoque la création d'hydrogène et d'oxyde de carbone qui peuvent être  traités sous forme classique et donnent des gaz combustibles.



  Enfin, I'addition d'hydrogène à ces déchets permet la préparation d'huile lourdes équivalentes à celles du pétrole et d'autres produits du pétrole. Ainsi, des réductions importantes de la pollution atmosphérique et des gains économiques importants peuvent être réalisés par mise en oeuvre de l'invention.



   L'invention permet une percée essentielle dans le domaine technique considéré. Comme elle rend disponible pour la première fois une source d'énergie thermique qui n'a jamais été maîtrisée de cette manière, ses applications possibles sont nombreuses et variées. En outre, la solution du problème posé par la résistance des matériaux, problème très important pendant de nombreuses années, rend possible l'utilisation pratique de nombreuses réactions chimiques utiles qu'on connaît depuis longtemps mais qu'on ne peut pas mettre en oeuvre, étant donné les limites de température imposées aux réacteurs fonctionnant par transfert par convection et/ou conduction.



   L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de quelques formes d'exécution données à titre d'exemple et en référence aux dessins sur lesquels:
   la    fig. 1 est une élévation en coupe partielle d'un mode de réalisation de réacteur selon l'invention;
   la    fig. 2A est une coupe de l'extrémité d'entrée d'un second mode de réalisation de réacteur selon l'invention;
   la    fig. 2B est une coupe des extrémités de sortie du second mode de réalisation de réacteur selon l'invention, les fig. 2A et 2B représentant les moitiés d'une même structure, séparées suivant la ligne A-A afin que le dessin puisse représenter clairement certains détails;

  ;
 - la fig. 2C est une perspective en coupe partielle du second mode de réalisation de réacteur de l'invention dont certains éléments ont été retirés ou représentés schématiquement afin que le fonctionnement apparaisse clairement;
 - la fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2A;
 - la fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 2B;
 - la fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 2A;
 - la fig. 6 est une perspective d'une partie du dispositif de chauffage du tube du réacteur du second mode de réalisation de l'invention;
 - les fig. 7A, 7B, 7C et 7D représentent ensemble une élévation en coupe partielle d'un réacteur selon l'invention, la représentation étant divisée par les traits A-A, B-B et C-C afin que le dessin puisse être suffisamment grand pour qu'il représente certains détails;

  ;
   la    fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. 7A;
 - la fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la fig. 7B;
 - la fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 7B;
 - la fig. 1 1 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 7C;
 - la fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig. 7C;
 - la fig. 13 est une coupe d'un ensemble de traitement postréactionnel d'un autre mode de réalisation de réacteur de l'invention;
 - les fig. 14A et 14B sont une élévation composite en coupe partielle de l'ensemble d'entrée d'un autre mode de réalisation de l'invention, I'ensemble étant divisé au niveau de la ligne D-D afin que le dessin soit suffisamment grand pour montrer clairement certains détails;

  ;
 - la fig. 15 est une élévation latérale, en partie sous forme synoptique, d'un réacteur selon l'invention combiné à un appareil de traitement préalable destiné à introduire des réactifs solides dans l'ensemble d'entrée du réacteur selon l'invention;
 - la fig. 16 est un diagramme synoptique et schématique représentant les installations d'attaque et de revêtement réfractaire du réacteur selon l'invention;
 - la fig. 17 est un schéma en partie sous forme synoptique du circuit de régulation de température du réacteur de l'invention;

  ;
   la    fig. 18 est un graphique représentant la variation de la
 résistance électrique d'un élément de chauffage du réacteur de
I'invention en fonction de la température et du nombre de couches d'étoffe réfractaire formant l'élément, et
 - la fig. 19 est un schéma, en partie sous forme synoptique, illustrant la mise en oeuvre des divers circuits de commande du réacteur de l'invention.



   La fig. 1 représente un premier mode de réalisation de réacteur chimique à température élevée 10 selon l'invention qui comprend un tube Il ayant une extrémité 12 d'entrée et une extrémité 14 de sortie. Le tube 11 a une paroi interne 15 et une paroi externe 16 délimitant un canal annulaire entre elles, et l'intérieur du tube   1 1    forme une chambre 17 du réacteur. Le tube   1 1    est en matière pratiquement transparente aux radiations.

  Des matières qui conviennent, ayant un très faible coefficient d'absorption   x,    sont le verre, le quartz, I'alumine frittée à chaud, I'oxyde d'yttrium fritté à chaud, le Pyrex (verre borosilicaté), le Vycor (verre silicaté) et le saphir, les polymères organiques tels que le Plexiglas (acrylique), la Lucite (acrylique), le polyéthylène, polypropylène et le polystyrène, et les sels minéraux tels que les halogénures de sodium, de potassium, de césium, de lithium ou de plomb.



   Dans le présent mémoire, le terme radiations et l'expression énergie radiante désignent tous les types de radiations, y compris les particules nucléaires d'énergie élevée. Cependant, comme on ne peut pas les utiliser en pratique actuellement, on ne considère que les radiations électromagnétiques du corps noir ou autres, notamment aux longueurs d'onde comprises entre environ 100 et 0,01   I1,    sont la source primaire d'énergie qu'on utilise essentiellement.



   Lors du fonctionnement du réacteur 10, un fluide pratiquement transparent aux radiations pénètre par l'entrée 18, circule dans le canal annulaire et refroidit le tube 11, puis sort par la sortie 19. Ce fluide peut être gazeux ou liquide, et par exemple des fluides ayant de faibles coefficients d'absorption a sont l'eau liquide ou gazeuse, I'eau lourde, I'azote, l'oxygène et l'air.



   Un dispositif d'introduction d'un fluide inerte dans la chambre 17 par une entrée 20 comprend deux diffuseurs laminaires 21 et 22 placés près de l'extrémité 12 d'entrée. Les diffuseurs 21, 22 peuvent avoir une configuration en nid d'abeilles ou autre telle que le fluide envoyé sous pression s'écoule de façon pratiquement laminaire. Le fluide inerte pénètre ainsi pratiquement axialement dans la chambre 17 et forme une protection de la face interne du tube 11, et il est recueilli afin qu'il circule à nouveau après la sortie 23. Le fluide inerte est pratiquement transparent aux radiations car il a un faible coefficient a.

  Des fluides qui conviennent à cet effet sont des gaz simples tels que l'hélium, le néon, I'argon, le krypton et le xénon, des gaz complexes qui ne se décomposent pas en formant un produit solide tels que l'hydrogène, I'azote, I'oxygène et l'ammoniac, et l'eau liquide ou gazeuse.



  Le terme inerte utilisé dans le présent mémoire s'applique à deux propriétés,   I'aptitude    du fluide à réagir chimiquement avec la matière du tube   1 1    et l'aptitude du fluide à réagir chimiquement avec les matières traitées. Ainsi, la sélection d'un fluide inerte dépend dans tous les cas de l'atmosphère particulière. Sauf indication contraire, il est avantageux que le fluide soit inerte vis-à-vis du tube et il est habituellement souhaitable qu'il soit inerte dans le cas de la réaction mise en oeuvre. Cependant, dans certains cas, le fluide inerte de protection participe aussi à la réaction, par exemple lorsque les particules de fer ou de carbone réagissent en présence d'une protection de vapeur d'eau avec formation d'oxyde de fer et d'hydrogène ou d'oxyde de carbone et d'hydrogène respectivement.

 

   Les réactifs pénètrent dans la chambre 17 par l'entrée 24 à l'extrémité 12 du tube 11. Ils suivent un trajet prédéterminé 25 axialement au tube 11 et sont confinés par le fluide inerte de protection pratiquement au centre de la chambre 17 hors du contact du tube 11.



   Une source de radiations très intenses (non représentée) est disposée dans un réflecteur poli 31 monté sur un châssis 32 à l'extérieur du tube 11. La source de radiations peut être un arc à  plasma, un filament chauffé, une flamme ensemencée, une lampe à éclairs fonctionnant par impulsions ou un autre dispositif convenable; un laser peut aussi constituer la source mais, actuellement, la technologie n'est pas suffisamment développée pour que l'utilisation soit rentable. Les radiations créées par la source sont recueillies par le réflecteur 31 et transmises à travers le tube   1 1    dans la chambre 17 afin qu'elles coïncident avec une partie au moins du trajet 25. Une quantité suffisante de radiations est ainsi absorbée pour que la température des réactifs atteigne la valeur nécessaire au déclenchement et à l'entretien de la réaction chimique voulue.

  Comme indiqué précédemment, le tube   Il,    le fluide de refroidissement et le fluide inerte de protection sont pratiquement transparents aux radiations. Ainsi, ils ne gênent pas de façon importante la transmission de l'énergie au courant des réactifs et restent pratiquement froids. Ainsi, le tube   1 1    ne subit pas de contraintes thermiques appréciables et ne reçoit pas de précipités ou d'autres dépôts qui pourraient s'accumuler normalement.



   La description qui précède suppose que les réactifs eux-mêmes ont un coefficient relativement élevé   x    d'absorption des radiations. Cependant, dans le cas contraire, une matière absorbant les radiations, dite matière auxiliaire, peut être introduite dans la chambre 17 afin qu'elle coïncide en un point au moins avec le trajet 25. Dans le mode de réalisation de la fig. 1, la matière auxiliaire d'absorption est un solide finement divisé tel que de la poudre de carbone ou une autre matière convenable pénétrant dans la chambre 17 avec les réactifs par l'entrée 24 et absorbant suffisamment de radiations pour que la température des réactifs atteigne la valeur voulue.



   Dans une variante, la matière auxiliaire peut être un liquide, par exemple un brai, de l'asphalte, de l'huile de lin ou du carburant diesel, et elle peut contenir des solutions, des dispersions, des gels et des suspensions de diverses matières qui peuvent être facilement choisies parmi les matières disponibles en fonction de critères particuliers. La matière auxiliaire peut être un gaz présentant avantageusement une absorption dans le spectre électromagnétique entre environ 100 et 0,01   u;    de tels gaz sont notamment l'éthylène, le propylène, les oxydes d'azote, le brome, le chlore,
I'iode et le bromure d'éthyle. La matière auxiliaire peut aussi être solide, par exemple en carbone, placée dans la chambre 17 le long d'une partie au moins du trajet 25 des réactifs.



   Un autre dispositif élevant la température de la réaction à la valeur voulue peut comprendre un élément chauffé électriquement, un arc électrique (ou une flamme) placé dans la chambre 17 et   coïncidant    avec une partie au moins du trajet 25. Dans ce cas, la source de chaleur de déclenchement est autonome et n'est pas formée par le dispositif créant les radiations. Un tel dispositif est particulièrement utile lorsque les réactifs eux-mêmes sont transparents aux radiations, mais lorsque   l'un    au moins des produits de la réaction absorbe. Ainsi, lorsque la réaction prévue est déclenchée, le dispositif destiné à élever la température peut être arrêté car les produits de la réaction absorbent suffisamment de radiations pour que la réaction s'entretienne.

  De manière analogue, lors de l'utilisation d'une matière auxiliaire, celle-ci peut ne plus être introduite ou peut être retirée lorsque la réaction a commencé, par exemple à l'aide d'un dispositif 35 de commande. Un exemple de réaction dans laquelle une matière auxiliaire ou un dispositif de déclenchement nécessaire seulement au début est la pyrolyse du méthane sous forme de carbone et d'hydrogène.



   Comme indiqué précédemment, certaines réactions s'inversent partiellement ou totalement lorsque les produits de la réaction ne sont pas refroidis immédiatement et rapidement. A cet effet, un dispositif 40 de refroidissement des produits de la réaction est placé dans la chambre 17 près de l'extrémité 14 de sortie du tube 11. Un mode de réalisation de dispositif 40 est placé pratiquement au centre dans la chambre 17 et comprend un organe tubulaire 41 ayant un canal interne 42 dans lequel circule un fluide de refroidissement tel que l'eau. La surface interne du tube 42 est destinée à absorber les radiations.

  Lorsque les produits de la réaction, les réactifs restants et les matières auxiliaires le cas échéant passent dans le tube 41, la chaleur est rapidement transférée par couplage radiatif et la matière est rapidement refroidie si bien que les réactions chimiques indésirables sont évitées.



   On considère maintenant les fig. 2A à 6 et notamment les fig. 2A à 2C qui représentent un second mode de réalisation de réacteur 60 qui comprend un tube 61 ayant une extrémité 62 d'entrée et une extrémité 63 de sortie, l'intérieur du tube 61 formant une chambre 65 du réacteur. Le tube 61 est en une matière poreuse qui peut émettre des radiations, le diamètre des pores étant avantageusement compris entre environ 0,025 et 0,5 mm afin qu'un fluide inerte puisse s'écouler uniformément en quantité suffisante à travers la paroi du tube et forme une protection convenable. D'autres parois, par exemple sous forme de toiles, d'écrans ou de divers types de perforations, peuvent être utilisées pour le même résultat.

  Le tube 61 peut être en matière telle que le graphite, le carbone, l'acier inoxydable fritté, le tungstène fritté ou le molybdène fritté, ou en matière minérale telle que les oxydes de thorium, de magnésium, de zinc, d'aluminium ou de zirconium notamment. Le tungstène, le nickel et le molybdène peuvent aussi être utilisés sous forme d'une toile ou d'un crible.



   Un récipient tubulaire étanche 70 sous pression avantageusement en acier inoxydable entoure le tube 61. L'intégrité du récipient 70 est assurée par une série de brides d'étanchéité 71, 72, 73, 74 et 75, 76 qui relient les diverses parties du réacteur 60. Les brides 72, 73 et 76 comportent des gorges logeant des joints toriques 77, 78 et 79 en acier inoxydable respectivement, formant des joints résistant à la pression. Le tube 61 du réacteur peut coulisser à une extrémité dans un manchon 81 de graphite qui permet l'allongement du tube 61 qui peut avoir lieu lors du fonctionnement à température élevée.



   Le récipient 70 comprend, de plus, une entrée 83 d'admission d'un fluide inerte qui est pratiquement transparent aux radiations.



  Le fluide inerte est d'abord dirigé sous pression dans une chambre 85 formée entre le tube 61 et la paroi du récipient 70.



  Ensuite, le fluide passe à travers la paroi du tube 61 dans la chambre 65 et forme une protection de la face interne du tube 61.



   Un dispositif de refroidissement du récipient 70 comprend des serpentins 87 placés autour de la surface externe du récipient 70.



  Les serpentins 87 sont recouverts de préférence d'un revêtement d'aluminium pulvérisé à la flamme qui améliore le contact thermique entre le récipient 70 et les serpentins 87 et accroît le rendement du refroidissement. Les serpentins 87 sont aussi placés autour d'un canal 88 d'observation formé dans la paroi du récipient.



   Comme représenté clairement sur les fig. 2A et 3, les réactifs pénètrent dans la chambre 65 par l'extrémité 62 d'entrée du tube 61. Un dispositif d'introduction des réactifs comprend une partie 90 d'entrée montée de façon étanche sur les brides 71, 72 près de l'extrémité 62 d'entrée du tube 61. Les réactifs sont entraînés dans un courant gazeux par l'entrée 91, devant une cloison tangentielle 92 et dans une chambre 93 sous pression délimitée entre une paroi externe 94 et un diffuseur 95. Une matière qui convient pour les diffuseurs 95, qui réduit au minimum la turbulence du courant, est le carbone poreux, la laine d'acier et une toile métallique. 

  Comme dans le cas de la fig. 1, les réactifs suivent un trajet prédéterminé axial par rapport au tube 61 et sont délimités par l'enveloppe de protection gazeuse pratiquement au centre de la chambre 65 hors du contact de la paroi interne du tube.



   Dans le second mode de réalisation, le tube 61 lui-même crée les radiations très intenses dirigées vers le centre, en coïncidence pratiquement avec une partie au moins du trajet des réactifs. Le chauffage est assuré par plusieurs électrodes 100a-100f de carbone placées radialement à l'extérieur du tube 61 et autour de celui-ci, à intervalles réguliers; la chaleur des électrodes 100 est transmise au tube 61 par radiation. Les électrodes 100a et 100b sont enfouies à  une extrémité dans un élément courbe 101a de carbone, les électrodes 100c et 100d, d'une part, et 100e et 100f, d'autre part, étant elles-mêmes enfouies dans un élément 101b et 101c respectivement de carbone. Des entretoises tubulaires   102a-102c    d'alumine ont pour double fonction le centrage du tube 61 et la division des trois circuits.

  Comme représenté plus précisément sur les fig. 2B et 4, chaque électrode 100a-100f est montée à l'autre extrémité dans une électrode 104 de cuivre formant une barre omnibus. Bien que l'appareil comprenne six électrodes 104, on n'en a représenté qu'une sur la fig. 4 par raison de commodité. Chaque électrode 104 comprend une bride 105 en résine phénolique et un isolateur céramique 106. L'électrode 104 est refroidie par de l'eau qui circule dans un canal interne 107, par une entrée 108 et une sortie 109. Une connexion électrique 110 transmet une forte intensité. Un joint 111 en polytétrafluoréthylène facilite la suppression des fuites du récipient 70. Le système électrique représenté convient particulièrement bien à une alimentation triphasée.



  Cependant, d'autres installations peuvent être utilisées suivant les circonstances. Le tube poreux 61 peut être lui-même chauffé directement par résistance électrique, les électrodes 100 étant alors éliminées.



   Le rendement thermique du dispositif de chauffage du tube est encore amélioré par un blindage thermique 120 en molybdène qui forme la surface qui délimite le corps noir réfléchissant les radiations électromagnétiques des électrodes 100 vers le tube 61. Ainsi, le blindage 120 réfléchit la chaleur plutôt qu'il ne la transmet, et constitue un isolateur si bien qu'il peut être en toute matière présentant cette caractéristique et capable de supporter les températures créées par les électrodes 100. Le blindage 120 est placé dans le récipient 70 radialement à l'extérieur par rapport aux électrodes 100 et il comprend de préférence une bande plate de section rectangulaire enroulée sous la forme d'une série de tours hélicoïdaux. Cette construction permet la pénétration du gaz inerte de protection par l'entrée 83 et sa circulation libre dans la chambre 85.



   Comme dans le mode de réalisation de la fig. 1, une matière auxiliaire d'absorption ou un autre dispositif de déclenchement peut être utilisé le cas échéant. Des matières auxiliaires d'absorption pénètrent dans la chambre 65 par une entrée 121. En outre, un dispositif 125 de refroidissement des produits de la réaction du type déjà décrit ou différent peut être utilisé et empêche toute réaction chimique indésirable qui peut avoir lieu lorsque les produits de la réaction ne sont pas refroidis juste après leur formation.



   L'avantage essentiel du second mode de réalisation par rapport au premier est que le fluide inerte est introduit dans la chambre 65 en direction radiale vers l'intérieur alors que, dans le premier mode, il est introduit axialement dans la chambre 17. Il faut noter qu'un courant laminaire peut être maintenu sur une distance relativement courte seulement avant que la turbulence ne provoque le mélange et ne détruise l'intégrité de la protection gazeuse. Comme l'introduction radiale du gaz ne nécessite pas un écoulement laminaire du fluide, on peut utiliser des longueurs axiales de la chambre de réaction bien supérieures. Il suffit que, dans le second mode de réalisation, la pression absolue du fluide inerte soit supérieure à celle du courant des réactifs afin que les réactifs et/ou les produits de la réaction ne viennent pas frapper le tube 61.

  Cette caractéristique facilite la réalisation d'un tel appareil à grande échelle industriellement.



   Une autre différence entre les deux modes de réalisation est que le tube 11 de la fig. 1 est refroidi alors que le tube 61 de la fig. 2 doit être chauffé et peut fonctionner à des températures dépassant 2980 C, par exemple lorsque l'oxyde de thorium poreux en est la matière. Bien que la paroi froide soit plus apte à supporter une pression car elle ne subit pas de contrainte thermique, la paroi chaude 61 ne subit pas un gradient de pression, sauf éventuellement la très faible différence de pressions régnant entre le fluide inerte et le courant des réactifs. La pression est supportée par la paroi du récipient 70 en acier inoxydable qui est évidemment refroidie par les serpentins 87 et ne subit pas de contrainte thermique.

  Ainsi, une matière réfractaire telle que le carbone ou l'oxyde de thorium, capable de supporter des températures bien supérieures à celles que peuvent tolérer les matières classiques des parois des réacteurs et ne convenant pas dans les réacteurs classiques à convection, peut être utilisée pour la première fois dans un appareil utilisable en pratique et fonctionnant à température extrêmement élevée.



   Un troisième mode de réalisation combine des caractéristiques des deux premiers. Ainsi, le tube du réacteur peut être en matière poreuse pratiquement transparente aux radiations. De telles matières sont le quartz poreux, le verre fritté poreux et le saphir poreux. Un fluide inerte pratiquement transparent aux radiations peut aussi être introduit dans la chambre en direction radiale vers l'intérieur à travers la paroi poreuse et non pas axialement sous forme laminaire comme décrit dans le premier mode de réalisation. Les radiations sont créées, recueillies et dirigées dans la chambre de réaction comme décrit pour le premier mode de réalisation.



   Le troisième mode de réalisation donne la densité élevée de puissance du premier mode de réalisation et la circulation de fluide injecté radialement du second mode. Cependant, actuellement, le second mode de réalisation convient mieux aux applications industrielles à grande échelle car les radiations sont obtenues par chauffage électrique ordinaire dans une résistance. Le second mode de réalisation peut donc être facilement réalisé et entretenu.



  En outre, ce second mode de réalisation peut mettre en oeuvre tous les procédés et toutes les réactions considérés par simple réglage du temps de séjour des réactifs dans la chambre, afin que la réduction de la densité de puissance soit compensée.



   On considère maintenant les fig. 7A à 15 inclus qui représentent un quatrième mode de réalisation de réacteur chimique à température élevée, représentant un perfectionnement du second mode de réalisation; ce réacteur comprend un ensemble 200 d'entrée et un ensemble 300 d'électrodes, un ensemble principal 400 et un ensemble 500 de traitement postréactionnel. Les éléments principaux du réacteur sont décrits maintenant.



   A) Un tube 401 de réacteur ayant une extrémité 402 d'entrée et une extrémité 403 de sortie délimite une zone réactionnelle 404 dans une partie au moins de l'intérieur. Le tube 401 est en étoffe d'une matière réfractaire fibreuse capable d'émettre suffisamment de radiations pour que la température des réactifs dans la zone 404 atteigne la valeur nécessaire au déclenchement et à l'entretien de la réaction chimique voulue. L'étoffe a de nombreux pores dont le diamètre permet un écoulement uniforme et suffisant d'un fluide inerte pratiquement transparent aux radiations, à travers la paroi du tube, afin que ce fluide forme une protection de la surface interne du tube 401.



   B) Un récipient tubulaire étanche sous pression (qui comprend une section 201 d'ensemble d'entrée, une section 301 d'ensemble d'électrodes, une section 405 d'ensemble principal et une section 501 d'ensemble de traitement postréactionnel) entoure le tube 401 et délimite une chambre 406 pour le fluide inerte sous pression entre le tube 401 et le récipient. Les extrémités d'entrée et de sortie 402 et 403 du tube 401 coopèrent de façon étanche avec la chambre 406 sous pression. Le récipient a une première entrée 408 et une seconde entrée 409 destinées à l'admission d'un fluide inerte dirigé sous pression dans la chambre 406 et à travers la paroi 401 dans la zone 404.

 

   C) Un dispositif est destiné à l'introduction des réactifs gazeux, liquides ou solides dans la zone 404 par l'extrémité 402 d'entrée du tube 401. Les réactifs sont dirigés suivant un trajet prédéterminé axialement par rapport au tube 401 et ils sont délimités par la protection si bien qu'ils sont pratiquement au centre de la zone 404 hors du contact de la paroi interne du tube 401.  



   D) Un dispositif électrique comprend des éléments 302a, 302b et 302c de chauffage placés dans la chambre 406 à une certaine distance radiale du tube 401, vers l'extérieur, et il chauffe le tube du réacteur à une température à laquelle il émet suffisamment de radiations pour que la réaction chimique voulue soit déclenchée et entretenue. Les radiations sont dirigées dans la zone 404 afin qu'elles   coïncident    pratiquement avec une partie au moins du trajet des réactifs.



   E) Un blindage thermique 410 est disposé dans le récipient sous pression et entoure pratiquement les éléments de chauffage 302a à 302c et la zone 404 afin qu'il délimite une cavité formant un corps noir. Le blindage 410 réfléchit les radiations vers l'intérieur, vers la zone réactionnelle 401.



   Les fig. 7A et 8 représentent plus précisément la section 201 d'ensemble d'entrée du récipient sous la forme d'un organe tubulaire ayant deux brides 202 et 203 à ses extrémités. Un bloc annulaire 204 de buse est fixé à une bride annulaire 205 d'étanchéité, elle-même fixée de façon étanche à la bride 202. Un tube principal 206 d'entrée de gaz d'atomisation passe dans le bloc 204 et est fixé à demeure à celui-ci par une bride 207 de support. Un joint torique 209 placé dans la bride 207 assure l'étanchéité entre le tube 208 et la bride 207. Un raccord 210 d'entrée est fixé à une extrémité du tube 206, comme représenté sur la fig. 7A. Le gaz d'atomisation pénètre dans une chambre 211 sous pression par une entrée 212.



   Un tube principal 214 d'entrée de réactif liquide est disposé dans le tube 206, pratiquement sur la même longueur que celui-ci.



  Un réactif liquide principal pénètre dans le tube 214 par   l'en-    trée 210.



   Comme représenté clairement sur la fig. 7B, une buse 216 destinée à former un brouillard (ou de brumisage) est fixée à l'extrémité de sortie des tubes 206 et 214. La buse 216 comprend un capot tubulaire 217 fixé à la buse comme représenté, radialement à l'extérieur de celle-ci. L'axe du capot 217 est pratiquement parallèle à celui du tube 401 du réacteur. Lors du fonctionnement, le réactif liquide et le gaz d'atomisation pénètrent sous pression dans les tubes 214 et 206 respectivement et se mélangent sous pression dans la buse 216. Le réactif liquide est alors dispersé à la sortie de la buse sous la forme d'un brouillard qui absorbe les radiations. Le capot 217 facilite le maintien du brouillard au centre dans une zone 411 de réaction préliminaire du tube 401.



   Comme représenté clairement sur les fig. 7A et   8,1'ensemble    d'entrée du réacteur considéré peut comprendre en outre plusieurs tubes   218a,    218b et 218c d'entrée secondaire facilitant l'introduction d'autres réactifs liquides. Le dispositif d'introduction du réactif liquide secondaire est analogue à celui du réactif liquide principal, aux points de vue de la construction et du fonctionnement, et il comprend par exemple des tubes secondaires 219a à 219c d'entrée de gaz d'atomisation et des buses de brumisage telles que 220a (les autres buses ne sont pas représentées). Les références 221 et 222 désignent respectivement une entrée de réactif liquide secondaire et une entrée de gaz secondaire d'atomisation.



   La description qui précède suppose que les réactifs eux-mêmes ou bien ont un coefficient relativement élevé   Oc    d'absorption des radiations, ou bien peuvent former un brouillard qui absorbe les radiations. Cependant, dans le cas contraire, une matière auxiliaire absorbant les radiations comme décrit précédemment doit être introduite dans la zone 404 du réacteur, en coïncidence avec un point au moins du trajet suivi par les réactifs.



   Comme représenté sur la fig. 7A, un gaz de balayage facilite la direction du brouillard vers la zone 404. Le gaz de balayage pénètre dans le bloc 204 par un raccord 225 d'entrée, circule dans un canal 227 et est dirigé axialement par rapport au tube 401 vers la zone 411. Comme représenté sur les fig. 7A et 8, un canal 226 d'observation de la réaction permet l'observation axiale de la zone 404.



   Les fig. 7B, 9, 10 et   1 1    représentent la section tubulaire 301 du récipient sous pression correspondant à l'ensemble d'électrodes et ayant deux brides 303 (fig.   5A)    et 304. La section 301 est fixée par la bride inférieure 303 à la seconde bride 203 de la section 201 de manière étanche. Un canal 305 de fluide de refroidissement est formé entre la section 301 et une enveloppe 306 de refroidissement de l'ensemble d'électrodes. Un fluide de refroidissement pénètre dans le canal 305 par une entrée 307 et en sort par une sortie 308.



   Comme représenté clairement sur les fig. 7B et 9, des électrodes 309a à 309f de cuivre sous forme de barres omnibus sont montées sur la seconde bride de la section 301 dont elles dépassent. Bien que l'appareil comprenne six électrodes 309, on n'en a représenté qu'une en détail sur la fig. 7B pour des raisons de simplicité. Chaque électrode 309 comprend une bride 310 en résine phénolique et un isolateur céramique 311. Chaque électrode 309 est refroidie par un fluide, avantageusement de l'éthylèneglycol, circulant dans un canal interne 312, ayant une entrée 313 et une sortie 314. La référence 315 représente une connexion électrique. Un joint 316 de   polytétrafluoréthyléne    facilite la suppression des fuites à partir de la chambre 406 sous pression qui contient du fluide inerte.

  Bien que le circuit électrique utilisé dans le réacteur considéré ait des connexions triphasées en étoile comme représenté sur la fig. 17, d'autres circuits conviennent selon les circonstances.



   On se réfère maintenant plus précisément aux fig. 7B et 7C qui représentent chaque électrode 309 fixée par emboîtement à une première extrémité d'un prolongement rigide 317 d'électrode en carbone. Les prolongements 317 dépassent à travers une première section d'extrémité 412 du blindage thermique 410 sans être au contact de celle-ci et sont fixées à une seconde extrémité à un support courbe 318 d'élément de chauffage. La fig. 10 indique que les éléments 302a à 302c de chauffage sont fixés à une première extrémité à   l'un    des supports 318 et sont espacés circonférentiellement autour du tube 401 dans la chambre 406. Les éléments de chauffage sont fixés à une seconde extrémité à un anneau central 319 de connexion triphasée représenté sur les fig. 7C et 11.



  Chaque élément 302 est avantageusement en étoffe d'une matière réfractaire fibreuse telle que le graphite ou le carbone. Les supports 318 et l'anneau 319 peuvent être en une matière réfractaire conductrice de l'électricité telle que le carbone.



   Les fig. 7B, 7C et 10 représentent la section tubulaire 405 du récipient sous pression correspondant à l'ensemble principal et ayant deux brides 414 et 415. La section 405 est fixée par sa première bride 414 à la seconde bride 304 de la section 301 de manière étanche. Un canal 416 de fluide de refroidissement de l'ensemble principal est formé entre la section 405 et une enveloppe 417 de refroidissement. Le canal 416 est, de plus, délimité par une cloison 418 en spirale. Le fluide de refroidissement pénètre dans le canal 416 par l'entrée 419 et en sort par la sortie 420.



   Le tube 401 du réacteur comprend trois zones, la zone 411 de réaction préalable, la zone 404 de réaction et une zone 422 de réaction postérieure. Comme indiqué précédemment, le tube 401 est en une étoffe de matière réfractaire fibreuse, par exemple de carbone ou de graphite. L'étoffe peut être tricotée, tissée ou non tissée. Le tube 401 est fixé à l'extrémité 403 de sortie à un anneau 424 de support qui est lui-même fixé par un bloc 425 d'ancrage. Le tube 401 est fixé à son extrémité 402 d'entrée à un anneau 426 de support d'entrée qui est lui-même raccordé de façon étanche à un soufflet tubulaire 427 placé dans la section 201 de l'ensemble d'entrée. Une extrémité d'entrée du soufflet 427 est fixée de manière étanche entre les brides 202 et 205 afin que l'extrémité d'entrée du tube 401 reste séparée de façon étanche de la chambre 406. 

  Le soufflet 427 est déformable et permet la dilatation et la contraction axiales du tube 401.



   Un dispositif destiné à appliquer une force axiale de traction au tube 401 comprend trois ensembles identiques régulièrement répartis à la circonférence de la section 201. Pour des raisons de  commodité, on décrit l'ensemble 428 représenté sur la fig. 7A.



  Chaque ensemble   428    comprend une tige 429 mobile en translation et destinée à être poussée, fixée à une première extrémité à l'anneau 426 et à l'autre extrémité à une plaque annulaire 430.



  Chaque tige 429 de poussée est supportée dans un coussinet 431 avec lequel elle coopère de manière étanche par l'intermédiaire d'un joint torique 432. Un boulon 433 à oeillet est fixé à la plaque 430 et fixe un câble 434 sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du réacteur et passant sur un ensemble 435 à poulie.



  Un contrepoids 436 fixé à l'autre extrémité du câble 434 exerce une force qui maintient le tube 401 sous traction en direction axiale.



   Le blindage thermique 410 représenté sur les fig. 7B et 7C comprend une première partie circonférentielle 438 placée dans la section 404, radialement vers l'extérieur des éléments de chauffage 302a à 302c et entre la première section 412 et une seconde section 439 d'extrémité du blindage thermique 410. Comme représenté sur la fig. 7, la section 438 du blindage 410 repose sur un anneau 437 d'appui avantageusement en carbone. Le cas échéant, la première partie circonférentielle du blindage 410 peut être disposée vers l'ensemble 300 d'électrodes afin qu'elle comprenne une seconde partie circonférentielle 440, comme représenté sur la fig. 7B.

  Bien qu'on choisisse initialement le molybdène qui est une matière satisfaisante pour la réalisation d'un blindage thermique du type nécessaire dans le réacteur, il est avantageux que le blindage 410 soit en matière graphitique, par exemple en graphite pyrolytique ou en matière Grafoil de Union Carbide
Corporation.



   Des canaux d'observation 441 et 442 pour des radiomètres sont formés dans la section 400. Le canal 442 permet l'observation et la mesure de la température de la zone réactionnelle 404 et le canal 441 permet l'observation et la mesure de la température de l'élément 302c de chauffage.



   Comme représenté sur la fig. 7C, une première bride 502 de la section 501 du récipient sous pression correspondant au traitement postérieur est fixée de manière étanche à une bride 503 d'interface refroidie par un fluide et qui est elle-même fixée de
 manière étanche à la seconde bride 415 de la section d'ensemble principal. Un canal 504 de fluide de refroidissement est formé entre l'enveloppe 505 de refroidissement de l'ensemble de traitement postérieur et la section 501. Le fluide de refroidissement s'écoule dans le canal 504 entre l'entrée 506 et la sortie 507. Un canal 509 d'observation pour radiomètre permet l'observation et
 la mesure de la température dans la zone 422 de réaction posté
 rieure du tube 401.



   Les produits réactionnels quittant l'extrémité 403 de sortie du tube 401, dans le mode de réalisation des fig. 7A à 7D, passent dans une première section 510 d'un radiateur ou refroidisseur 511.



  Comme représenté sur les fig. 7C et 7D, la première section 510 du refroidisseur 511 comprend une paroi tubulaire interne 512 et une paroi tubulaire externe 513 qui délimitent entre elles un canal 514 de fluide de refroidissement. Une cloison 515 en spirale dirige ce fluide de refroidissement qui pénètre par l'entrée 516 et s'échappe par la sortie 517. Une première sonde 518 à thermocouple placée dans la première section 510 permet la mesure de la température des produits réactionnels à leur entrée. Une seconde sonde 519 à thermocouple placée dans la première section 510 mesure la température des produits réactionnels près de la sortie.



   Comme représenté sur la fig. 7D, la première section 510 du
 refroidisseur 511 est raccordée à une seconde section 520 par des brides 521, 522. La seconde section 520 a une paroi interne 524 et une paroi externe 525 délimitant entre elles un canal 526 pour un fluide de refroidissement. Ce dernier pénètre dans le canal 526 par
 une entrée 527 et le quitte par une sortie 528. Des sondes 530
 et   53 1    à thermocouple permettent la mesure de la température des
 produits réactionnels pénétrant dans la seconde section 520 et
 s'échappant de celle-ci respectivement.



   Dans le mode de réalisation de la fig. 13, un ensemble 500a de traitement postréactionnel comprend une section 501a de récipient sous pression correspondant à l'ensemble de traitement postréactionnel et ayant une bride 503a fixée de manière étanche à une bride d'interface telle que 503 de la fig. 7C, refroidie par un fluide. Un canal 504a de fluide de refroidissement est formé entre l'enveloppe 505a de refroidissement de l'ensemble de traitement postréactionnel et la section   501 a.    Le fluide de refroidissement s'écoule dans le canal 504a de l'entrée 506a à la sortie 507a. Un canal 509a d'observation destiné à un radiomètre permet l'observation et la mesure de la température dans la zone 422.



   Les produits réactionnels quittant la sortie 403 du tube 401 dans le mode de réalisation de la fig. 13 passent à température élevée dans un échangeur de chaleur 532 à contre-courant et à profil variable placé en butée contre la sortie 403 du réacteur à son extrémité d'entrée 533. L'échangeur 532 comprend une paroi tubulaire interne en matière réfractaire 534, une paroi tubulaire externe en matière réfractaire 535 concentrique à la paroi 534 et à l'extérieur de celle-ci, et une cloison en spirale en matière réfractaire 536 placée entre les parois 534 et 535 et délimitant un canal annulaire 537 de fluide de refroidissement en spirale.

  Les parois 534 et 535 et la cloison 536 forment ensemble un échangeur de chaleur 544 en spirale à température élevée prenant appui sur un coussin élastique 545 en feutre de carbone placé sur une plaque 546 d'extrémité de la section 547 du récipient sous pression correspondant à   échangeur    de chaleur. Des entrées 538, 539 et 540 de fluide de refroidissement sont formées à travers la paroi tubulaire externe 535 et communiquent avec le canal 537.



   Dans le mode de réalisation particulier de la fig. 13, après circulation dans le canal 537 de fluide de refroidissement de manière variable, réglable et prédéterminable, le fluide de refroidissement s'échappe par une sortie 541 près de l'extrémité 533 d'entrée de l'échangeur 532. Ensuite, le fluide de refroidissement passe par un canal 542 d'entrée d'un bloc 425a d'ancrage du tube de réaction dans la chambre 406 sous pression. Dans ce cas, il est clair que le fluide de refroidissement utilisé doit être le même que celui de la chambre 406 ou doit être au moins compatible avec celui-ci. Cependant, comme le fonctionnement de l'échangeur 532 ne nécessite pas la circulation du fluide de refroidissement dans la chambre 406, d'autres circuits et dispositifs de circulation sont possibles.

  Dans ce cas, la sélection du fluide de refroidissement n'est pas limitée par les critères indiqués précédemment. La chemise circonférentielle 548 de fluide de refroidissement de l'échangeur de chaleur est placée radialement à l'extrémité de la section 547 de récipient sous pression correspondant à l'échangeur, et délimite un canal annulaire 549 entre ces deux éléments.



  Le fluide de refroidissement circule dans le canal 549 entre une entrée 550 et une sortie 551.



   L'ensemble d'entrée 200a du mode de réalisation des fig. 14A et 14B est pratiquement identique à l'ensemble 200 d'entrée des fig. 7A et 7B, mais un dispositif d'introduction d'un réactif solide principal de l'ensemble d'entrée 200a remplace le dispositif d'introduction d'un réactif liquide principal de l'ensemble 200. Pour des raisons de commodité, on ne décrit en référence au mode de réalisation des fig. 14A et 14B que les caractéristiques qui dif   fièrent    du mode de réalisation des fig. 7A et 7B.

 

   Un tube 232 d'entrée de réactif solide passe à travers le bloc 204 et est fixé à celui-ci par une bride 235 de support. Un réactif solide principal, avantageusement finement divisé, pénètre dans le tube 232 par l'entrée 233 au niveau de la bride 235 et quitte le tube 401 près de la zone préréactionnelle 411. Un capot tubulaire 217 est fixé à la sortie 234, à l'extérieur, et son axe est pratiquement parallèle à celui du tube 401. Le capot 217 facilite le maintien des réactifs solides finement divisés au centre de la zone 411 de réaction préliminaire.



   Sur la fig. 15, un dispositif 238 d'alimentation en réactifs solides coopère avec un réacteur à température élevée ayant un ensemble 200a d'entrée du tube représenté sur les fig. 14A et 14B.  



  Une trémie 240 d'alimentation destinée à contenir le réactif solide, alimente un broyeur 241 qui alimente lui-même un tamis 242. Le produit grossier 245 du tamis 242 est recyclé dans le broyeur 241 et le produit fin 243 parvient à une trémie ou un accumulateur 244 fixé à un boîtier tubulaire allongé 246. Une vis hélicoïdale 247 d'alimentation peut tourner dans le boîtier 246 et un moteur 248 l'entraîne. Un fluide d'étanchéité sous pression peut être introduit dans le boîtier 246 par une buse 249 d'entrée qui se trouve en aval de la trémie 244; I'intérieur du tube 401 est ainsi séparé de l'atmosphère. Le réactif liquide et le fluide d'étanchéité sont évacués du boîtier 246 dans le réacteur par une sortie 250.



   Pour des raisons indiquées dans la suite, on considère qu'un revêtement réfractaire peut être déposé sur les surfaces du tube 401, des éléments 302 et du blindage thermique 410 qui sont exposées au gaz de protection et aux températures élevées lors du fonctionnement du réacteur. Le revêtement réfractaire peut être par exemple en carbone pyrolytique ou en oxyde réfractaire tel que l'oxyde de thorium, de magnésium, de zinc, d'aluminium ou de zirconium. On considère aussi que des parties de la surface du tube 401 peuvent subir une érosion ou une attaque chimique sélective.



   Un circuit 600 de revêtement par une matière réfractaire et d'attaque chimique est schématiquement représenté sur la fig. 16 et il comprend un premier dispositif 601 de dosage d'agent réfractaire de dépôt ayant une réserve 602 de gaz carboné reliée à une canalisation 603 de dosage de gaz carboné. Cette canalisation comprend une soupape d'arrêt 603 reliée à une soupape 605 à pointeau et à un débitmètre 606. Une première canalisation 608 d'alimentation relie la canalisation 603 à une canalisation 607 d'alimentation en gaz de mélange.



   Un second dispositif 610 de dosage d'agent réfractaire de dépôt comprend une réserve 611 de véhicule gazeux reliée à une canalisation 612 de dosage de véhicule gazeux qui comprend une soupape d'arrêt 613, une soupape 614 à pointeau et un débitmètre 615. La canalisation 612 est reliée à un tube 616 de barbotage placé dans un réservoir 617 contenant une solution d'un composé volatil contenant un métal. La température du réservoir 617 est réglée par une commande 618 qui détecte la température du réservoir à l'aide d'un thermocouple 619 et échauffe le réservoir, le cas échéant, à l'aide d'une gaine 620 de chauffage électrique. Une extrémité 621 de sortie du tube 616 est immergée dans la solution du réservoir 617.

  Une sortie 622 du réservoir 617 est reliée à une seconde canalisation 623 d'alimentation qui part du réservoir 617 en un point qui se trouve au-dessus de la surface de la solution. La seconde canalisation 623 est aussi reliée à la canalisation 607.



   Dans un dispositif 625 de dosage d'agent d'attaque chimique, une réserve 626 d'un tel agent est reliée à une canalisation 627 de dosage d'un tel agent qui comprend en série une soupape d'arrêt 628, une soupape à pointeau 629 et un débitmètre 630. Une troisième canalisation 631 d'alimentation reliée à la canalisation 607 est aussi reliée à la canalisation 627.



   Les trois canalisations 608, 623 et 631 alimentent la canalisation 607 qui parvient à un raccord en T 632. Une première canalisation 637 comprend une première soupape 634 et elle est reliée à une première entrée d'un distributeur 635 de mélange à un fluide inerte. Une seconde canalisation dérivée 636 comprend une seconde soupape 637 et elle est reliée à une première entrée d'un distributeur 638 de mélange avec un gaz de balayage.



   Une réserve 640 de fluide inerte est reliée à une canalisation 641 de dosage de fluide inerte qui comprend une soupape d'arrêt 642, une soupape à pointeau 643 et un débitmètre 644 relié   à une    seconde entrée du distributeur 635. Une sortie de celui-ci est reliée à une canalisation 645 qui est elle-même reliée aux entrées 408 et 409 du récipient sous pression afin que du fluide inerte pénètre dans la chambre 406. Un manomètre 646 est relié à la canalisation 645 et communique avec la chambre 406 afin qu'il donne la pression du fluide inerte dans cette chambre. Une soupape 647 de sortie de la chambre sous pression est aussi reliée à la canalisation 645 et permet l'évacuation du fluide de la chambre 406.



   Une réserve 648 de gaz de balayage est reliée à une canalisation 649 de dosage qui comprend une soupape d'arrêt 650, une soupape à pointeau 651 et un débitmètre 652 qui est relié à une seconde entrée du distributeur 638. Une sortie du distributeur 638 est reliée à une canalisation 653 d'alimentation en gaz de balayage qui est elle-même reliée au raccord 225 d'entrée de gaz de balayage afin que celui-ci pénètre à l'intérieur du tube 401. Un manomètre 654 est relié à la canalisation 653 et il communique avec l'intérieur du tube 401 et indique donc la pression dans la zone réactionnelle du réacteur.



   Comme représenté sur la fig. 7D, une soupape 655 de fermeture de la sortie du tube de réaction est fixée à la seconde section 520 du refroidisseur 511 par des brides 555 et 656.



   Lorsque le réacteur fonctionne, une différence de pression doit être maintenue entre le fluide inerte de la chambre 406 et le gaz du tube 401 afin que le fluide inerte s'écoule uniformément en direction radiale vers l'intérieur à travers la paroi poreuse du tube 401.



  Il est ainsi avantageux que l'étoffe du tube 401 soit suffisamment rigide pour que la différence de pression puisse être maintenue sans affaissement vers l'intérieur du tube 401. Ainsi, on considère qu'un revêtement réfractaire par exemple en carbone pyrolytique peut être déposé sur des parties de la matière réfractaire fibreuse du tube 401, à l'intérieur du corps noir, afin que la rigidité ou la stabilité dimensionnelle de l'étoffe du tube soit améliorée.



   Lors du dépôt d'un tel revêtement, la soupape 655 de fermeture de la sortie du réacteur est fermée et le tube 401 est porté à environ   1900"C.    Ensuite, la soupape 650 de la canalisation 649 est ouverte, la soupape 642 de la canalisation 641 est fermée et la soupape 647 est ouverte si bien que le gaz de balayage circule à l'intérieur du tube 401, puis radialement vers l'extérieur à travers la paroi poreuse du tube 401 dans la chambre 406, et enfin par les entrées 408 et 409 et la soupape 647. Le tube 401 a donc tendance à se dilater à son diamètre maximal. Ensuite, la soupape 604 de la canalisation 603 est ouverte. Les soupapes 605 et 651 à pointeau sont réglées afin qu'elles déterminent les débits de gaz carboné et de gaz de balayage respectivement aux valeurs convenables indiquées par les débitmètres 606 et 652.

  La soupape 634 est fermée et la soupape 637 ouverte afin que le gaz carboné circule dans la canalisation 608, la canalisation 607, le raccord 636, la canalisation 636 et le distributeur 638, le gaz se mélangeant alors au gaz de balayage et parvenant à l'intérieur du tube 401 par la canalisation 653 et le raccord 225.



   Le gaz carboné se dissocie lorsqu'il vient au contact de surfaces chauffées et dépose un revêtement de graphite pyrolytique.



  Ainsi, du graphite pyrolytique se dépose de façon générale sur les parties du tube 401, des éléments 302 et du blindage 410 qui se trouvent à l'intérieur de la cavité formant le corps noir.



   Comme la partie du tube 401 qui se trouve dans la zone 411 est à l'extérieur du corps noir et ne peut donc pas être chauffée commodément à des températures supérieures à la température de décomposition du gaz carboné, une toile 450 en acier inoxydable
 représentée sur les fig. 7A et 7B empêche l'affaissement vers l'intérieur du tube souple 401 lorsque le fluide inerte exerce une pression différentielle, mais on constate qu'une augmentation de la tension appliquée à l'étoffe poreuse donne le même résultat.

 

   Le diamètre des pores de la paroi du tube peut être réduit ou agrandi lorsque le réacteur fonctionne, par mélange d'un agent
 réfractaire de dépôt ou d'un agent d'attaque chimique avec le
 fluide inerte, afin que le débit de ce fluide à travers les parois du
 tube 401 soit réglé. La différence de pression entre la chambre 406 et la zone réactionnelle peut être contrôlée à l'aide des mano
 mètres 646 et 654 et le débit de fluide inerte à travers la paroi peut
 être contrôlé avec le débitmètre 644.



   Lorsque la différence de pression devient trop faible pour le
 débit voulu de gaz inerte de protection, le diamètre des pores de la  paroi peut être réduit par ouverture de la soupape 604 et réglage de la soupape 605 afin que le gaz carboné de la réserve 602 circule dans la canalisation 603. La soupape 637 est fermée et la soupape 634 est ouverte afin que le gaz carboné parvienne dans le distributeur 635 puis dans la chambre 406 par la canalisation 645 et les entrées 408 et 409. La soupape 647 reste fermée et la soupape 655 reste ouverte lors du fonctionnement normal du réacteur. Le gaz carboné se dissocie au contact des surfaces chaudes dans le réacteur. Ainsi, le gaz carboné circule dans les pores de l'étoffe formant la paroi du tube 401 et se dissocie en déposant un revêtement de graphite pyrolytique qui réduit le diamètre des pores.

  Comme la différence de pression de part et d'autre de la paroi du tube augmente pour un débit déterminé de fluide inerte, la réduction de porosité du tube peut être contrôlée avec les manomètres 654 et 646 et le débitmètre 644 lors du dépôt du graphite. Lorsque la pression différentielle dépasse une valeur prédéterminée, la croissance du revêtement de graphite peut être interrompue par fermeture de la soupape 604 de la canalisation 603. L'ensemble de l'opération de réduction de diamètre des pores dans la paroi peut être réalisé sans interruption du fonctionnement du réacteur.



   Inversement, l'augmentation du diamètre des pores du tube 401 peut être nécessaire. Dans ce cas, un agent d'attaque chimique tel que de la vapeur d'eau ou de l'oxygène moléculaire provenant de la réserve 626 est mélangé au fluide inerte par commande de la soupape 628, réglable de la soupape 629 de la canalisation 627, fermeture de la soupape 637 et ouverture de la soupape 634. L'agent d'attaque chimique se mélange au fluide inerte dans le distributeur 635 et s'écoule dans la chambre 406 par les entrées 408 et 409. L'agent attaque les surfaces chaudes au contact desquelles il se trouve et accroit le diamètre des pores de la partie chauffée du tube 401. Le courant d'agent d'attaque chimique peut être maintenu jusqu'à ce que les manomètres 654 et 646 indiquent une différence de pression suffisamment faible au niveau du tube 401 pour le débit de gaz inerte contrôlé par le débitmètre 644.

  L'opération peut être réalisée lors du fonctionnement du réacteur, de la même manière que la réduction du diamètre des pores par le gaz carboné.



   Dans certaines applications, I'utilisation comme fluide inerte de vapeur d'eau ou d'une autre matière qui réagit chimiquement avec les matières traitées peut être avantageuse. La corrosion des matières du réacteur peut être évitée ou au moins retardée par dépôt d'un revêtement d'un oxyde réfractaire, tel que l'oxyde de thorium, de magnésium, de zinc, d'aluminium ou de zirconium, sur les parties du tube 401, des éléments 302 de chauffage et du blindage thermique 410 qui sont au contact du fluide inerte et qui sont à température élevée. Lors du dépôt d'un revêtement d'oxyde réfractaire, un agent réfractaire de dépôt qui est un composé volatil contenant un métal tel que le chlorure de   methylmagné-    sium, l'éthylure de magnésium ou le n-amyloxyde de zirconium peut être utilisé.

  Le chlorure de méthylmagnésium par exemple se décompose sur une surface chauffée à   593'C    environ et laisse un revêtement de magnésium métallique. Celui-ci, lorsqu'il est chaud, s'oxyde ensuite lors de l'introduction de vapeur d'eau ou d'oxygène moléculaire dans la chambre 406. Le n-amyloxyde de zirconium et l'éthylure de magnésium se décomposent tous deux en général sur les surfaces chauffées avec formation d'oxyde de zirconium ou d'oxyde de magnésium respectivement.



   On se réfère maintenant à la fig. 16 qui indique que le composé volatil contenant un métal peut être introduit dans la chambre 406 par circulation d'un véhicule gazeux de la réserve 611 dans la canalisation 612, après ouverture de la soupape 613. La soupape 614 règle le débit de véhicule gazeux à la vapeur convenable indiquée par le débitmètre 615. Le réservoir 617 contient par exemple une solution du composé volatil tel que le chlorure de méthylmagnésium, dans de l'éther diéthylique ou de n-amyloxyde de zirconium dans du   tètrahydrofuranne.    Le véhicule gazeux passe par le tube 616 de barbotage et dans la solution du réservoir 617.

  La soupape 637 reste fermée et la soupape 634 reste ouverte afin que le véhicule gazeux, les vapeurs de solvant et les vapeurs du composé contenant le métal soient dirigés successivement par l'entrée 622 du réservoir 617, les canalisation 623, 607 et 633 et le distributeur 635, toutes ces matières se mélangeant au fluide inerte et parvenant dans la chambre 406 par la canalisation 645 et les entrées 408 et 409. Le composé volatil se décompose au contact des surfaces chaudes dans le réacteur.



  Lorsqu'il se décompose en formant un métal pur, l'oxygène ou de la vapeur d'eau pénètre ensuite dans la chambre 406 et provoque la formation de l'oxyde.



   La fig. 17 représente un dispositif 700 de réglage de la température du réservoir. Les éléments 302a, 302b et 302c de chauffage sont schématiquement représentés dans un circuit en étoile, une extrémité de chaque élément étant reliée au point central 701 et l'autre à une branche 702a, 702b ou 702c d'une alimentation triphasée 702. Le point 701 de connexion correspond à l'anneau de connexion triphasée 319 de la fig. 7C. L'alimentation 702 est reliée à la sortie 703 de courant d'une commande 704 qui est ellemême reliée à une alimentation triphasée principale 705 et à un circuit 706 de déclenchement. L'alimentation principale 705 fournit un courant de chauffage du réacteur avantageusement à 440 V.

  Un radiomètre 708 placé dans le canal 441 de la fig. 7B est focalisé sur l'élément 302c et crée un signal, en général exprimé en millivolts, correspondant à la température de l'élément de chauffage. Un convertisseur tension-intensité 709 amplifie le signal du radiomètre et le transforme en un courant électrique. Une commande 707 de point de consigne, une ligne 712 de signal de sortie destinée à être reliée à un calculateur non représenté et un enregistreur 710 donnant un enregistrement permanent de la température mesurée par le radiomètre 708 sont tous reliés au convertisseur 709. Une ligne 713 de signaux d'entrée relie une entrée 711 de signaux de la commande 707 à un calculateur non représenté.

  Des ampèremètres 750a, 750b et 750c sont montés dans les trois branches 702a, 702b et 702c et mesurent le courant transmis aux éléments 302a à 302c, et les voltmètres 751a à 751c sont reliés aux branches 702a à 702c et donnent les tensions aux bornes des éléments de chauffage. L'énergie dissipée dans ceux-ci et la résistance électrique de ceux-ci peuvent être calculées d'après les mesures de tension et d'intensité. La connaissance de la résistance électrique de chaque élément de chauffage donne des informations sur son intégrité physique car, lors de l'érosion de l'élément de chauffage, sa résistance électrique augmente.



   La fig. 18 est un graphique représentant les variations de la résistance électrique laminaire d'un échantillon d'étoffe de graphite (étoffe de graphite WCA de Union Carbide Corporation) en fonction de la température de l'étoffe, indiquée en abscisses.



  L'étoffe a été rendue rigide par du graphite pyrolytique, par chauffage et exposition à une atmosphère de gaz carboné, en général suivant le procédé décrit précédemment. Les ordonnées représentent la résistance en ohms par carré car on sait que la résistance mesurée entre les bords opposés de carrés d'une matière résistive d'épaisseur donnée ne dépend pas des dimensions du carré. Ainsi, la résistance à une température particulière d'un élément de chauffage formé d'une seule bande rectangulaire de l'étoffe WCA peut être déterminée par considération de la séparation de la bande en carrés d'étoffe montés en série. 

  Par exemple, la résistance d'une bande de 152,4 x 1295,4 mm à   1371"C,    mesurée entre les côtés de 152,4 mm, est obtenue par multiplication par 1295,4/152,4 de 0,123   Q    qui est la résistance laminaire à   1371"C    indiquée d'après la fig. 18. La résistance d'un élément de chauffage ayant plusieurs couches d'étoffe de même dimension et donc de même résistance est obtenue par division de la résistance d'une seule couche par le nombre de couches. Pour des raisons de commodité, les résistances laminaires calculées en ohms par carré pour les échantillons d'étoffe de graphite WCA comprenant 2, 3 et 4 couches sont aussi portées sur la fig. 18.  



   Lors du fonctionnement, lorsque la commande 707 a été fixée à une température de consigne, manuellement ou par un calculateur, elle compare celle-ci à la température mesurée de l'électrode 302c et transmet un signal d'erreur qui dépend de la différence algébrique entre les températures mesurée et de consigne.



  La commande 707 règle le circuit 706 de déclenchement qui, en fonction du signal d'erreur, provoque l'augmentation ou la réduction de la quantité transmise aux éléments de chauffage par la commande 704 afin que l'amplitude du signal d'erreur soit réduite le cas échéant et que la température de l'élément 302c se rapproche de la température de consigne. Comme l'élément 302c se trouve dans la cavité entourée par le blindage thermique 410, sa température est en général représentative de celle des surfaces de la cavité. Cependant, des radiomètres focalisés sur d'autres surfaces du corps noir peuvent être utilisés pour le réglage de la température.



   La fig. 19 indique que, en plus de la température, d'autres paramètres peuvent être réglés par des circuits de réglage à réaction, comprenant par exemple un circuit 714 de régulation du débit du réactif liquide principal comprenant une réserve 715 communiquant avec un circuit de dosage 716 par une canalisation d'alimentation 717. Le circuit 716 règle le débit du réactif principal et peut comprendre par exemple une pompe à vitesse variable et une commande de pompe ou une soupape à orifice variable et une commande de soupape. Une sortie 718 du circuit 716 est reliée à un transducteur de débit 719 qui crée un signal électrique 720 correspondant au débit du réactif principal. Une sortie 721 du transducteur 719 est reliée à la tuyauterie 215 d'entrée de réactif liquide principal.

  Un signal 722 du manomètre 654 et le signal 720 du transducteur 719 parviennent à deux entrées de signaux du circuit 716. Un signal du calculateur 723 est transmis à une troisième entrée du circuit 716.



   Dans un mode de fonctionnement du circuit 714 de régulation du débit du réactif liquide principal, le calculateur 723 transmet à la fois une valeur prédéterminée du débit du réactif principal et une limite supérieure de la pression dans la zone réactionnelle au circuit 716 qui compare le débit prédéterminé au débit mesuré par le transducteur 719 et règle le débit afin qu'il se rapproche de la valeur choisie, pourvu cependant que la pression de la zone réactionnelle soit inférieure à la limite supérieure prescrite.



  Lorsque cette pression dépasse la limite supérieure, le circuit 716 de dosage réduit la pression par réduction du débit du réactif principal.



   Un circuit 724 de régulation du débit d'un réactif liquide secondaire forme un autre circuit de commande à réaction qui comprend une réserve 725 communiquant avec un circuit de dosage 726 par une canalisation d'alimentation 727. Le circuit 726 peut être du type décrit pour le circuit 716. Une sortie 728 du circuit 726 est reliée à un transducteur 729 de débit qui crée un signal correspondant au débit du réactif secondaire. Une sortie 731 du transducteur 729 est reliée à l'entrée 221 de réactif secondaire. Un signal 722 du manomètre 654 et un signal 730 du transducteur 729 parviennent à des entrées séparées du circuit 726, et un signal du calculateur 723 parvient à une troisiéme entrée de ce circuit. Le dispositif 724 peut fonctionner comme décrit pour le dispositif 714.



   Dans un circuit 734 de régulation de débit de fluide inerte, une sortie de la réserve 640 de fluide inerte est reliée à la soupape 643 qui est elle-même reliée à la soupape d'arrêt 642. Cette dernière est reliée à un transducteur 735 de débit de fluide inerte. Un signal 736 du transducteur 735 parvient à une prerniére entrée d'une commande 737 de soupape à pointeau. Une seconde entrée de la commande 737 est reliée au calculateur 723 et une troisième entrée au manomètre 646. L'ouverture de la soupape 643 peut être réglée par la commande 637, Le fluide inerte provenant du transducteur 735 parvient aux entrées 408 et 409 du réacteur. Par raison de commodité, la vanne 647, le débitmètre 644 et le distributeur 635 de la fig. 16 ne sont pas représentés sur la fig. 19, et le transducteur 735 de la fig. 19 n'est pas représenté sur la fig. 16.



   Lors du fonctionnement, la soupape 642 est ouverte et permet le passage du fluide inerte dans le transducteur 735 et les entrées 408 et 409. La commande 737 compare le signal de débit du transducteur 735 à un débit spécifié par le calculateur 723 et règle la soupape 643 en conséquence, pourvu cependant que la pression détectée par le manomètre 646 ne dépasse pas une valeur supérieure spécifiée par le calculateur 723. Lorsque la pression est excessive, la commande 737 réduit le débit et réduit ainsi la pression.



   Un dispositif 700 de réglage de la température du réacteur représenté en détail sur la fig. 17 et schématiquement sur la fig. 19 comprend une commande de température 738 qui comprend une commande d'énergie 704, un circuit de déclenchement 706, une commande de point de consigne 707, un convertisseur 709, un enregistreur 700 et des ampèremètres et voltmètres 750 et 751, ces éléments étant représentés sur la fig. 17. Le radiomètre 708 (non représenté sur la fig. 19) est logé dans le canal 441 et relié à la commande 738. L'alimentation 702 transmet l'énergie 703 provenant de la commande 738 aux éléments 302 (non représentés sur la fig. 19) par les électrodes 309. Ainsi, la quantité d'énergie électrique transmise à la sortie 703 détermine la température du tube 401.

  L'entrée 711 de signaux de commande et une sortie de la commande 738 sont reliées au calculateur 723 par des lignes 713 et 712 respectivement.



   Un dispositif 740 d'échantillonnage des produits du réacteur, relié à une sortie 741 placée près de la soupape 655, transfère à des intervalles prédéterminés des échantillons des produits de la réaction à une entrée 742 d'un chromatographe 743 en phase gazeuse. Un signal électrique d'une sortie 744 du chromatographe 743 varie lorsque la composition chimique des échantillons varie. Ainsi, le chromatographe 743 et le dispositif 740 peuvent créer un signal correspondant à la concentration en éthylène lors de la pyrolyse partielle d'un hydrocarbure.



   Les signaux du chromatographe 743 parviennent à un enregistreur 749 et au calculateur 723. Une entrée 745 de celui-ci est reliée à des transducteurs de paramètre par une ligne commune 746 de données qui comprend des lignes de signaux reliées aux transducteurs 719, 729 et 735, aux manomètres 646 et 654, à la commande 738 et au chromatographe 743. D'autres transducteurs peuvent être reliés à la ligne commune 746 le cas échéant.



  Une sortie 747 du calculateur 723 est reliée à une ligne commune 748 de commande qui comprend des lignes de signaux reliées aux circuits 716 et 726 et aux commandes 738 et 737. Le calculateur 723 peut être un calculateur numérique et peut comprendre un convertisseur analogique-numérique transformant les signaux analogiques des transducteurs en valeurs numériques destinées au calculateur, un convertisseur numérique-analogique destiné à transformer les signaux numériques du calculateur en signaux analogiques de commande, et un multiplexeur de commande des lignes de signaux des lignes communes 746 et 748.



   Au cours d'une opération, le calculateur 723 peut spécifier et contrôler des paramètres à l'aide de signaux transmis par les lignes communes 748 et 746. Ainsi, le calculateur 723 peut superviser le fonctionnement du réacteur afin que les paramètres restent dans des plages déterminées. En outre, le calculateur peut être programmé afin qu'il recherche les conditions optimales de fonctionnement pour une opération particulière par variation systématique des paramètres et contrôle de la sortie du réacteur avec le chromatographe 743. Ainsi, le calculateur peut être programmé afin qu'il détermine les températures du réacteur et les débits de charge qui rendent maximale la concentration de l'éthylène pour une charge particulière d'hydrocarbure, à la sortie du réacteur. 

  Le calculateur 723 peut aussi comprendre des circuits de commande à réaction, par exemple un circuit de commande des produits réactionnels qui comprend, en plus du calculateur 723, le dispositif 740 d'échantillonnage, le chromatographe 743, la com  
 mande 738 et l'alimentation 702 reliée aux éléments 302. Dans une telle commande, le calculateur compare la composition chimique des échantillons des produits réactionnels retirés à une composition prédéterminée et crée un signal électrique à la sortie 747, ce signal correspondant aux déviations ou écarts de la composition chimique des échantillons. La sortie 747 est reliée à
 l'entrée 711 de la commande de la température du réacteur afin
 que cette température puisse varier en fonction des variations du signal du calculateur, avec réduction des écarts de la composition chimique des produits réactionnels.

  D'autres paramètres, tels que
 des débits de réactifs particuliers et la pression dans la zone
 réactionnelle, peuvent être réglés par réaction.



   Les réactions chimiques à température élevée réalisées selon l'invention nécessitent l'utilisation d'une gaine ou protection annulaire de fluide inerte sensiblement transparente aux radiations. La gaine ou enveloppe a une longueur axiale importante.



  Cette gaine annulaire peut être créée sensiblement parallèlement à l'axe, ou sensiblement perpendiculairement à son axe, vers l'inté
 rieur de la surface circonférentielle externe.



   Dans le premier cas, comme décrit dans le premier mode de réalisation de réacteur, le fluide de la gaine doit être maintenu sous la forme d'un courant laminaire empêchant le mélange avec le courant de réactif. Ce critère impose certaines limites à la longueur axiale de la gaine étant donné l'écoulement laminaire, et l'intégrité de la protection ne peut pas être maintenue sur des longueurs indéfinies en aval, notamment lorsqu'une réaction particulièrement violente est prévue. Ainsi, un tel procédé de création de la gaine convient surtout aux applications de laboratoire et à petite échelle.



   Dans le dernier cas décrit précédemment, concernant le second, le troisième et le quatrième mode de réalisation, I'intégrité de la gaine ou protection fluide est indépendante de   considéré    tions d'écoulement et peut être maintenue sur une distance axiale bien supérieure à celle qu'on obtient dans le cas d'une protection laminaire injectée parallèlement à l'axe. Le critère essentiel est le maintien d'un courant de fluide inerte à une pression supérieure à celle du courant de réactif afin que les réactifs ne puissent pas traverser la protection fluide ou ne plus être confinés par la gaine.



   Lorsque la gaine ou protection a été créée, un réactif au moins passe au centre suivant un trajet prédéterminé qui coïncide pratiquement avec l'axe de la gaine. Celle-ci confine les réactifs à l'intérieur et hors du contact des surfaces de la chambre du réacteur.



   Enfin, des radiations très intenses sont transmises au centre de la gaine et coïncident avec une partie au moins du trajet prédéterminé des réactifs. Ces radiations peuvent être dirigées en un point au moins du trajet des réactifs comme dans le premier ou le troisième mode de réalisation, ou sur une longueur finie de ce trajet comme dans le second et le quatrième mode de réalisation.



  Dans tous les cas, une quantité suffisante de radiations est absorbée dans la partie centrale pour que la température des réactifs atteigne la valeur nécessaire au déclenchement de la réaction chimique voulue.



   Lorsque les réactifs n'absorbent pas eux-mêmes les radiations, une matière auxiliaire absorbante peut être introduite le long du trajet des réactifs, avantageusement avant direction des radiations dans la partie centrale. La matière auxiliaire absorbe alors suffisamment de radiations pour que la température dans la partie centrale atteigne la valeur nécessaire au déclenchement de la réaction chimique voulue. Comme indiqué précédemment, lorsque la réaction prévue est telle que les réactifs transparents créent au moins un produit absorbant les radiations, la matière auxiliaire peut être désactivée après déclenchement de la réaction.



   Le procédé considéré peut comprendre de plus le refroidissement des produits réactionnels et des réactifs et/ou matières auxiliaires qui restent juste après la fin de la réaction voulue. Le but de cette opération est l'interruption de la réaction voulue et la suppression de toute réaction indésirable. Les produits, matières auxiliaires et réactifs restants peuvent être refroidis avantageusement et efficacement par transfert radiatif à une surface froide absorbant les radiations.



   On considère maintenant la mise en oeuvre des réacteurs à paroi protégée par un fluide. Les réacteurs selon l'invention peuvent être utilisés pour pratiquement toutes réactions chimiques à température élevée, qui souvent ont été considérées comme impossibles en pratique ou seulement théoriquement possibles. Le critère le plus important d'utilisation de tels réacteurs dans une réaction chimique particulière à température élevée est que la réaction doit être thermodynamiquement possible dans les conditions considérées.

  Lors de l'utilisation de ces réacteurs, les réactions chimiques considérées peuvent être réalisées à des températures pouvant atteindre environ   3315"C,    par: 1) création à l'intérieur du tube poreux du réacteur d'une gaine tubulaire en fluide inerte transparent pratiquement aux radiations et formant une protection de la surface interne du tube du réacteur, la gaine annulaire ayant une longueur axiale importante et sa partie interne délimitant une chambre réactionnelle, 2) circulation d'au moins un réactif (à l'état solide, liquide ou gazeux) dans la chambre de réaction suivant un trajet prédéterminé coïncidant pratiquement avec l'axe longitudinal de la gaine, les réactifs étant confinés dans la chambre de réaction,

   3) direction de radiations très intenses dans la chambre réactionnelle afin qu'elles coïncident avec une partie au moins du trajet prédéterminé des réactifs, une quantité suffisante de radiations étant absorbée dans la chambre pour que la température des réactifs atteigne la valeur nécessaire au déclenchement et à l'entretien de la réaction chimique voulue.



   Parmi les réactions qui peuvent être mises en oeuvre dans les réacteurs selon l'invention, on peut citer la dissociation des hydrocarbures et des matières hydrocarbonées tels que le charbon et diverses fractions de pétrole, en hydrogène et noir de carbone, le reformage à la vapeur du charbon, des fractions de pétrole, du schiste bitumeux, des sables asphaltiques, du lignite et d'autres charges carbonées ou hydrocarbonées sous forme de mélanges de gaz de synthèse, les procédés pouvant aussi comprendre   l'utilisa-    tion éventuelle d'un ou plusieurs carbonates minéraux (tels que le calcaire ou la dolomie) ou oxydes minéraux qui réagissent chimiquement avec les impuretés contenant du soufre qui peuvent ainsi être retirées des mélanges formés de gaz de synthèse,

   la dissociation partielle des matières hydrocarbonées et des hydrocarbures en composés à poids moléculaire plus faible, la pyrolyse partielle des hydrocarbures saturés en hydrocarbures insaturés tels que l'éthylène, le propylène et l'acétylène, la conversion des déchets organiques tels que les boues des eaux usées ou les sousproduits contenant la lignine en gaz combustibles, la désulfuration totale ou partielle des charges hydrocarbonées contenant du soufre, la réduction des minerais ou des composés organiques à une valence plus faible à l'aide d'hydrogène, de carbone, de gaz de synthèse ou d'un autre agent réducteur, et la réaction totale ou partielle d'un élément ou composé minéral avec une matière carbonée afin que le carbure minéral correspondant soit forme.



   Le cas échéant, un ou plusieurs catalyseurs peuvent être ajoutés dans ces réactions chimiques à température élevée afin qu'ils accélèrent la réaction ou en changent le cours vers une séquence voulue. Lorsque le procédé met en oeuvre des réactifs carbonés ou hydrocarbonés, I'addition d'un catalyseur convenable au système peut favoriser la formation de radicaux libres, d'ions carbonium ou de carbanions influençant le cours de la réaction.

 

   Evidemment, un seul jeu de conditions de fonctionnement n'est pas optimal ou convenable pour toutes les réactions qui peuvent être mises en oeuvre dans le réacteur. Les conditions de fonctionnement telles que les températures, les pressions, les débits de charge, le temps de séjour dans le tube du réacteur et les vitesses de refroidissement peuvent varier en fonction de la réaction particulière mise en oeuvre. Par exemple, parmi les paramètres qui ont une influence sur les produits de la pyrolyse d'un hydrocarbure, on peut citer la température de chauffage de l'hy  drocarbure et le temps de maintien à cette température. On sait par exemple que le méthane doit être chauffé à   1232  C    environ afin qu'il forme de l'acétylène.

  La formation d'éthylène à partir d'éthane commence à une température relativement basse, de l'ordre de   830"C.    Dans un exemple de pyrolyse d'hydrocarbure, de l'acétylène, de l'éthylène, de l'hydrogène, du noir de carbone et des huiles d'hydrocarbures sont formés. Les temps de réaction de l'ordre de I ms rendent en général maximal le rendement en acétylène, puisque les réactions de durée supérieure à   I    ms favorisent en général la production de l'éthylène et d'autres produits au détriment de l'acétylène, alors que les temps de réaction inférieure à 1 ms réduisent en général le rendement en éthylène et en acéthylène à la fois. Les températures très élevées dépassant par exemple   1650"C    favorisent en général la production de noir de carbone et d'hydrogène au détriment de l'acétylène et de l'éthylène.

  Les temps de réaction dans les réacteurs de l'invention peuvent être réduits par raccourcissement du tube du réacteur et par augmentation du débit des réactifs introduits dans le tube.



  Pour des temps très courts de réaction, le mélange d'une matière auxiliaire absorbant les radiations telle que le noir de carbone avec les réactifs peut être avantageux afin que le couplage entre le courant de réactifs et les radiations provenant de la paroi du tube soit favorisé et facilite ainsi le chauffage rapide des réactifs.



   On considère maintenant des exemples de mise en oeuvre de diverses réactions chimiques à température élevée, dans des réacteurs à paroi protégée par un fluide selon l'invention. Dans tous ces exemples, le réacteur à température élevée et à paroi protégée par un fluide, représenté sur les fig. 2A à 6, est utilisé pour la mise en oeuvre de la réaction particulière. Le tube 61 du réacteur est un tube en graphite poreux de 91,4 cm de longueur, ayant un diamètre interne de 7,6 cm et un diamètre externe de
 10,2 cm, le rayon moyen des pores étant de 20   Il.    Le tube poreux est logé dans un récipient 70 sous pression en acier de 25,4 cm de diamètre. Le tube 61 est chauffé par des électrodes   1 00a    à 100f de carbone placées dans la chambre 85. Le blindage thermique 120, lui aussi placé dans la chambre 85, est en molybdène.

  Un collier 125 refroidi par de l'eau est placé près de l'extrémité de sortie du tube 61 et refroidit les produits réactionnels formés par couplage   radiatîf.    Après mise en oeuvre continue de chaque exemple pendant un temps variable, on inspecte le tube 61 pour déterminer la présence d'une accumulation de noir de carbone ou analogue.



  On n'en découvre jamais.



  Exemple 1:
 Cet exemple concerne la dissociation thermique du méthane.



  On réalise une série d'essais destinés à déterminer l'efficacité du réacteur selon l'invention pour la dissociation thermique du gaz naturel avec des débits et des températures réactionnels variables.



  Au cours de tous les essais, on introduit de l'hydrogène dans la chambre 85 par l'entrée 83 et il circule à travers le tube 61 dans la chambre de réaction avec un débit constant de 141,5   I/mn.    L'intensité du courant dans les électrodes   1 00a    à 100f est réglée afin que la température du tube soit comprise entre 1260 et   1871"C,    déterminée avec un pyromètre optique. Le gaz naturel contenant plus de 95% de méthane et le reste en éthane et propane, pénètre dans le réacteur par l'entrée 91 avec des débits variables compris entre 28 et 141,5   I/mn.    On introduit dans le réacteur une petite quantité de noir de carbone par l'entrée 121 en même temps afin qu'il forme une matière auxiliaire absorbante destinée à déclencher la dissociation pyrolytique.

  Lorsque la dissociation a commencé, l'addition de noir supplémentaire n'est pas nécessaire pour l'entretien de la réaction. Une fumée dense et noire s'échappe de la sortie du tube et on constate qu'elle contient du noir de carbone et de l'hydrogène. Les particules de noir sont très fines et leur filtration est très difficile. La pulvérisation d'eau dans le courant effluent juste au-dessus de l'extrémité de sortie du tube 61 rend possible l'agglomération des particules de noir et leur rassemblement sur un filtre à poussière en étoffe.

  Le tableau qui suit indique le pourcentage de dissociation pour divers débits compris entre 28,3 et 141,5   I/mn,    à une température de dissociation comprise entre 1260 et   1871 C,    la fraction de méthane dissocié étant déterminée par mesure de la conductibilité thermique des gaz effluents après filtration des particules de noir de carbone de l'échantillon.



   Tableau:
 Pourcentage de dissociation pour divers débits et températures
Tempé- Débit rature   (I/mn)    de dissociation   ('C)   
 28,3 56,6 84,9 113,2 141,5 1260 86 74 66 60 54 1371 89 79 72 68 63 1482 91,5 83 78 74,5 70,5 1593 94 88 84,5 82,0 79 1649 95,5 91 88,5 86 83,5 1704 97 94 92,5 91,0 89,5 1760 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 1816 100 100 100 100 100 1871 100 100 100 100 100
Exemple 2:
 Cet exemple concerne la dissociation thermique d'hydrocarbures liquides. On réalise une série d'essais pour déterminer l'efficacité du réacteur de l'invention pour la dissociation thermique des hydrocarbures liquides.

  Le gaz de protection est l'hydrogène ayant un débit constant de 141,5   I/mn.    Les hydrocarbures liquides choisis pour la série d'essais sont des distillats obtenus à partir de pétrole brut et comprenant du naphta (température d'ébullition 38 à   93OC),    du kérosène et du carburant diesel (température d'ébullition 105 à   177"C),    du gasoil (température d'ébullition 177 à   316"C),    et une huile résiduelle et de l'asphalte (température d'ébullition supérieure à   316  C).    Les résultats d'essais sont les suivants:
 A. Naphta. On introduit un courant de naphta à   27"C    environ dans le tube 61 à raison de 0,19 I/mn à l'entrée 121.

  La température du tube est maintenue à   1871"C.    Le naphta pur passe dans le réacteur sans être affecté car il est apparemment transparent aux radiations thermiques provenant du tube incandescent. Le naphta est alors rendu opaque par mélange avec   0,1 %    en poids de noir de carbone finement divisé. Lorsque ce mélange opaque pénètre dans le réacteur comme précédemment, le couplage des radiations thermiques est excellent. Du noir de carbone et de l'hydrogène s'échappent de la sortie du tube. L'analyse du gaz produit avec une cellule de conductibilité thermique indique qu'il contient plus de 98 moles % d'hydrogène, si bien que la dissociation est pratiquement complète.



   B.   Kérosène-carhurant    diesel. On mélange cette matière avec   0,1%    en poids de noir de carbone et on l'introduit dans le réacteur à raison de 0,19   I/mn.    Le tube du réacteur est maintenu à   1871"C.    La matière se dissocie en noir de carbone et en hydrogène. Les mesures de conductibilité thermique indiquent que le gaz effluent contient plus de 98 moles % d'hydrogène.

 

   C. Gasoil. On introduit du gasoil mélangé à du noir de carbone dans le réacteur à raison de 0,19   I/mn.    Lorsque le tube est maintenu à   l871'C,    le gasoil se dissocie en noir et en hydrogène, qui, lorsqu'il est séparé du noir, contient 98 moles % d'hydrogène pur, comme indiqué par les mesures de conductibilité thermique.



  Lorsque la température du tube est réduite à 1538 C, I'effluent du  réacteur n'est plus une fumée noire et dense, mais un brouillard gris léger indiquant que, à la plus faible température, le gasoil ne se dissocie que partiellement sans doute en fractions d'hydrocarbures légers et en une petite quantité de carbone.



   D. Huile résiduelle et asphalte. L'huile résiduelle contenant l'asphalte, introduite dans le réacteur à raison de 0,19   I/mn,    se dissocie totalement en noir de carbone et en hydrogène lorsque le tube est maintenu à   1871nC.    L'analyse par conductibilité thermique du constituant gazeux du courant effluent indique que celui-ci contient plus de 98 moles % d'hydrogène.



  Exemple 3:
 Cet exemple concerne la dissociation thermique du charbon.



  On analyse un échantillon de charbon gras de l'Utah tel qu'il contient 0,58% de soufre et 8,55% en poids de cendres. On le pulvérise à une dimension particulaire inférieure à 0,29 mm et on l'introduit dans le réacteur à raison d'environ 15,9 kg/h. Le tube 61 est maintenu à   1649     C et il est protégé par une gaine d'azote chassé à travers la paroi poreuse à raison de 141,5   I/mn.   



  Le charbon se dissocie en noir de carbone, en produits gazeux et en coke léger.



   Le noir de carbone diffère de celui de l'exemple 1 en ce que les particules sont suffisamment grosses pour pouvoir être filtrées sans addition d'eau. Le noir contient 8,63% de cendres et 0,54% de soufre, en poids. Le produit gazeux est un mélange d'hydrogène et d'azote (celui-ci provenant de la protection gazeuse), ne contenant que 0,02 mole % de soufre, présent sous forme d'hydrogène sulfuré.



   62% environ du poids de la matière de départ sont transformés en coke. Celui-ci est très léger et ouvert, sa densité étant seulement de 35% de celle du charbon de départ. Lorsqu'il est fraîchement préparé, le coke s'oxyde spontanément à l'air sous forme de cendres en moins de 12 h, indiquant ainsi que son activité superficielle est élevée. Lorsque le coke reste à température ambiante pendant une nuit en atmosphère d'azote, il ne présente plus d'activité superficielle et ne s'oxyde pas spontanément par exposition ultérieure à l'air. L'examen microscopique du corps indique qu'il comprend des petits globules sphériques creux de substance vitreuse. L'analyse chimique indique que le coke contient 8,27% en poids de cendres et 0,70% en poids de soufre.



     Exemple    4:
 Cet exemple concerne le reformage à la vapeur d'eau et la gazéification du charbon. On analyse un échantillon de charbon du Carbon County, Utah, Etats-Unis d'Amérique, qui contient
 des cendres et une teneur élevée en calcaire, et on constate qu'il contient 0,60% de soufre. On pulvérise le charbon à une dimension particulaire inférieure à 0,29 mm et on l'introduit dans le réacteur à raison d'environ 4,74 kg/h. De la vapeur d'eau à 121    C    pénètre simultanément dans le réacteur à raison de 9,08 kg/h. Le tube 61 est maintenu à   1871 C    et il est protégé par une gaine d'hydrogène chassé à travers la paroi poreuse à raison de
 141,5 I/mn. On observe une vapeur blanche et dense provenant de la sortie du réacteur. Il n'apparaît pas que du noir de carbone ou des résidus lourds ont été formés.

  On ne trouve pas de cendres ou d'autres matières solides dans la trémie qui se trouve juste sous la sortie du tube du réacteur, si bien que tout le résidu solide du charbon est entraîné dans le produit gazeux.



   Les produits solides sont séparés du courant effluent par filtration et le gaz restant est séché avant analyse par un spectromètre de masse. Les résultats de l'analyse, compte non tenu de l'air, sont les suivants (les concentrations étant données en moles %): azote   0,051%,    oxyde de carbone 7,563%, hydrogène sulfuré absent, bisulfure de carbone absent, anhydride carbonique 0,277%, hydrogène 89,320%, méthane 1,537%, autres hydrocarbures tels que benzène, acétylène, etc., 1,253%.



   Le produit gazeux de cette réaction peut être utilisé comme combustible. En outre, l'analyse n'indique aucun composé contenant du soufre, bien que le spectromètre de masse puisse détecter les composés du soufre à une concentration aussi faible que 10 ppm. Ainsi, pratiquement la totalité du soufre présent initialement dans le charbon a été entraînée dans les particules solides retirées de 1'effluent par filtration.



  Exemple 5:
 Cet exemple concerne le reformage à la vapeur d'eau et la gazéification de schiste bitumeux. On pulvérise à une dimension particulaire inférieure à 0,147 mm un échantillon de schiste bitumeux Green River obtenu d'une source proche de Rifle,
Colorado, Etats-Unis d'Amérique. On détermine la présence de diverses matières carbonées dans le schiste bitumeux de l'échantillon. Le chlorure de méthylène extrait à température ambiante 0,93% en poids du schiste. On analyse l'échantillon par chauffage d'une partie à l'air et observation de la perte en poids en fonction de la température.

  Les résultats de l'analyse sont les suivants:
Plage de Perte en températures poids (%) Remarques
 20- 500 11,60 distillation de matières volatiles 500- 780 2,50 oxydation du carbone 780-1200 12,00 décarboxylation de CaCO3
Ces mesures indiquent que le schiste bitumeux contient 15% en poids de matières organiques et 27,3% en poids de calcaire sous forme de   Cacao3.    Les 57,7% en poids sont supposés être une matière siliceuse.



   L'échantillon pulvérisé est introduit dans le réacteur à raison de 17,25 kg/h. Simultanément, de la vapeur d'eau pénètre dans le réacteur à raison de 9,08 kg/h environ. La vapeur d'eau est à    121"C à l'entrée du réacteur. Le tube est maintenu à 1704 C C et    l'hydrogène est introduit à travers la paroi poreuse à raison de 141,5   1/mn    et constitue la protection gazeuse. Un courant de vapeur incolore s'échappe à la sortie du tube et a une température de   521"C    juste au-dessous de la sortie du réacteur.



   Des cendres solides sont aussi produites et tombent dans la trémie qui se trouve sous le tube. Les cendres contiennent essentiellement des perles fondues de verre ayant diverses couleurs. On analyse la matière pour déterminer la matière carbonée résiduelle par pulvérisation et détermination de la perte en poids en fonction du chauffage, comme réalisé sur le schiste original. On n'observe pas de perte en poids lors du chauffage de 500 à   780 C,    indiquant qu'il ne reste pas de matière organique du schiste original dans les cendres. On observe une perte en poids de 14% lors du chauffage des cendres de 780 à   1200oC,    indiquant que la plus grande partie du carbonate de calcium de l'échantillon d'origine reste dans la cendre et qu'une partie de ce carbonate de calcium a subi une décarboxylation au cours de la réaction.

  Le traitement de la cendre avec de l'acide chlorhydrique 0,1N provoque le dégagement d'hydrogène sulfuré et d'anhydride carbonique, indiquant que le soufre qui peut être présent dans l'échantillon d'origine est au moins en partie présent dans les cendres.

 

   Le constituant gazeux de l'effluent du réacteur est séché puis analysé par un spectromètre de masse. Il contient, en moles %, 87,86% d'hydrogène, 0,74% de méthane, 0,07% d'acétylène, 0,39% d'éthylène, 1,24% d'azote, 8,70% d'oxyde de carbone, 0,04% de divers hydrocarbures, 0,016% d'anhydride carbonique, 0,016% de benzène, 0,002% de toluène et moins de 0,0005% d'hydrogène sulfuré. Ce gaz peut être utilisé sous la forme d'un combustible à faible teneur en soufre.



  Exemple 6:
 Cet exemple concerne le reformage à la vapeur et la gazéification des boues d'eaux usées. On analyse un échantillon de boues activées d'eaux usées provenant de déchets humains séchés mélan  gés avec un liant sous la forme d'une argile siliceuse et pastillés à une dimension particulaire d'environ 2 mm, et on constate qu'il contient, en pourcentage en poids, 33,21% de carbone organique, 4,38% d'hydrogène organique, 6,04% d'azote organique, 0,23% de soufre organique, 6,14% d'eau et 50% de résidu minéral.



   On introduit la boue dans le réacteur à raison de 24,5 kg/h.



  On ajoute au total 11,35 kg. De la vapeur à   121"C    pénètre simultanément dans le réacteur à raison de 25 kg/h, c'est-à-dire le double sensiblement du rapport   stoechiométrique    correspondant à la réaction du gaz à l'eau. De l'hydrogène est injecté à travers la paroi poreuse à raison de 141,5   I/mn.    La température du réacteur est maintenue à   2066  C.   



   Les produits réactionnels sont sous la forme d'un brouillard dense et blanc et d'un résidu solide. Ce dernier recueilli dans un piège placé sous le tube pèse 6,81 kg et correspond à 60% du poids des boues activées. Il a la composition suivante (en pourcentage en poids): carbone organique 12,88%, hydrogène organique 1,69%, azote organique 2,34%, soufre organique 0,37%, eau traces et résidu minéral 83%.



   On condense dans un piège à azote liquide une partie de l'effluent du réacteur. L'échantillon recueilli dans le piège est mis à température ambiante et on constate qu'il comprend une partie liquide et une partie gazeuse. La température d'ébullition du liquide est de   100"    C, indiquant qu'il s'agit d'eau.

  Le constituant gazeux, qui peut être utilisé comme combustible à faible teneur en soufre, est analysé au spectromètre de masse et au chromatographe en phase gazeuse et a la composition suivante (en moles %): hydrogène 60,933%, ammoniac 0,0005%, méthane 1,320%, eau 0,083%, acétylène 0,463%, éthylène 0,304%, éthane 0,102%, acide cyanhydrique   0,281%,    azote 0,990%, oxyde de carbone 34,122%, oxygène 0,0005%, argon 0,0078%, butène 0,175%, butane 0,026%, anhydride carbonique 0,996%, benzène 0,100%, toluène 0,019%, hydrogène sulfuré 0,0005% et dicyanogène 0,008%.



  Exemple 7:
 Cet exemple concerne la pyrolyse partielle d'un gasoil. Pour montrer l'utilisation du réacteur selon l'invention lors de la pyrolyse partielle des distillats de pétrole, on traite un lubrifiant léger ou gasoil. Ce distillat particulier de pétrole est caractérisé par la plage suivante de distillations:
 Température   ("C)    % distillé
 79 0
 200 10
 220 20
 230 30
 250 40
 270 50
 278 60
 278 70
 280 80
 280 90
On introduit le gasoil dans le tube du réacteur sous la forme d'un brouillard par atomisation avec une base de brumisage. L'hydrogène est utilisé pour l'atomisation et pour la formation de la paroi fluide. En outre, l'hydrogène est introduit à l'extrémité d'entrée du tube du réacteur par l'entrée de gaz de balayage qui entraîne le brouillard dans le tube.



   Le tube est initialement porté à 1871'C, 141,5 I/mn environ d'hydrogène pénétrant dans la chambre sous pression et formant la protection gazeuse, 141,5 I/mn d'hydrogène environ pénétrant par l'entrée de gaz de balayage. Le gasoil est alors introduit dans le tube à raison de 0,95 I/mn environ, à l'aide de 141,5 I/mn d'hydrogène formant le gaz d'atomisation. La température du courant effluent juste au-dessous de la sortie du réacteur est fixée à 438 C environ par réduction de la température du tube à   1497"C.    Avant prise d'échantillons, on laisse au réacteur le temps de se stabiliser dans ces conditions.



   Des échantillons du courant effluent recueillis par trois procédés, à savoir: 1) par passage d'une partie du courant effluent dans un piège à azote liquide et rassemblement d'un échantillon par congélation, 2) par rassemblement d'échantillons gazeux du courant en aval du piège à azote liquide, et 3) circulation d'une partie du courant dans un condenseur refroidi par de l'eau et rassemblement d'une fraction liquide, sont alors recueillis. La matière recueillie dans le piège à azote liquide se refroidit à   10"C    environ, et on rassemble alors des échantillons des phases liquide et vapeur de cette matière à cette température.



   Le liquide recueilli au-dessous du condenseur refroidi par de l'eau comporte les caractéristiques suivantes de distillation:
 Température   ("C)    % distillé
 125 0
 255 10
 284 19
 310 29
 325 38
 326 48
 342 58
 352 67
 366 77
 372 87
 390 95
L'échantillon de la phase liquide recueilli à partir du piège à azote liquide est séché afin que l'eau en soit chassée et on l'analyse: on constate qu'il contient les matières suivantes: xylène, styrène, toluène, benzène, pentane, pentadiène, cyclopentadiène, butène, butadiène, propylène, méthylacétylène, méthylnaphtalène, naphtalène et des hydrocarbures de poids moléculaire plus élevé. Le constituant gazeux de la matière recueillie dans le piège à azote liquide est séché et analysé au spectromètre de masse et au chromatographe en phase gazeuse.

  Après correction tenant compte de la présence d'air, on constate que deux échantillons du constituant gazeux ont la composition moyenne suivante (en moles %): hydrogène 88,23%, méthane 4,62%, éthylène 3,09%, propylène 1,22%, acétylène 0,55%, éthane   0,41%,    butène 0,36%, benzène 0,35%, butadiène 0,31%, anhydride carbonique 0,14%, pentadiène 0,13%, pentène 0,13%, propane 0,12%, oxyde de carbone 0,12%,   cyclopentadiène 0,10%,      méthylpentadiène    0,06%, cyclohexane 0,03%, butane 0,03%,   méthylacètylène    0,02% et toluène 0,02%.



  Exemple 8:
 Cet exemple concerne le reformage partiel à la vapeur d'eau d'un gasoil. Un gasoil identique à celui de l'exemple 7 subit un reformage partiel à la vapeur dans le réacteur au cours de deux essais sensiblement identiques. Dans chacun des essais, le gasoil est introduit dans le réacteur sous la forme d'un brouillard par atomisation par une buse. L'hydrogène forme la protection gazeuse, le gaz de balayage et le gaz d'atomisation, à raison de 141,5 I/mn dans chacune de ces fonctions.

 

   Au cours des deux essais, le tube est initialement chauffé à 1816 - C et l'hydrogène pénètre par l'entrée de gaz de balayage et dans la chambre sous pression avec les débits qui doivent être utilisés sensiblement. Le gasoil est alors introduit dans le réacteur à raison de 0,95 I/mn environ avec de la vapeur d'eau à raison de 1,82 kg/mn environ, correspondant au rapport molaire carbone/vapeur d'eau d'environ 1/1,6. Etant donné la charge thermique du gasoil et de la vapeur d'eau, la température du réacteur tombe à 1593 C. La température du courant effluent juste audessous de la sortie est d'environ 454 C. On recueille des échantillons et on les traite comme décrit dans l'exemple 7.  



   Le liquide recueilli sous le condenseur refroidi par l'eau dans le premier essai a les caractéristiques suivantes de distillation:
 Température   ("C)    % distillé
 250 0
 305 10
 325 20
 335 30
 335 40
 344 50
 356 60
 362 70
 362 80
 380 90
Dans le second essai, un échantillon du constituant liquide recueilli dans le piège à azote liquide peut atteindre   10"C    et on le sèche pour retirer l'eau avant analyse qualitative. On constate que l'échantillon contient les matières suivantes: toluène, benzène,   pentène,    pentadiène, cyclopentadiène, butène, butadiène, naphtalène, xylène, styrène ainsi que des hydrocarbures de poids moléculaire plus élevé.

  La partie de l'échantillon d'origine provenant du piège à azote liquide qui est volatil à   10  C    subit un séchage et une analyse au chromatographe en phase gazeuse et au spectromètre de masse et on constate qu'elle a la composition suivante, après correction pour la présence d'air (en moles %): éthylène 36,85%, propylène 23,22%, acétylène 8,56%, éthane 7,99%, hydrogène   4,41%,      buténe      4,41%,    butadiène 3,50%, propane 2,47%, méthane 2,10%,   mèthylacétylène    1,98%, benzène 1,56%, pentadiène 0,62%, pentène 0,62%,   cyclopentadiène    0,49%, anhydride carbonique 0,37%, butane 0,25%, méthylpentadiène 0,25%, cyclohexane 0,13% et toluène 0,04%.



  Exemple 9:
 Cet exemple concerne la dissociation thermique de la sciure.



  On dissocie thermiquement de la sciure qui est un sous-produit contenant de la lignine dans le tube 61 à   1871"C,    avec introduction d'hydrogène sous pression à travers la paroi poreuse du tube à raison de 141,5 I/mn. La sciure pénètre dans le réacteur à raison d'environ 27,7 kg/h. Les produits de la pyrolyse sont sous la forme de noir de carbone finement divisé analogue à celui qu'on obtient par dissociation du méthane, des produits gazeux provenant de la dissociation des composés volatils, et une matière carbonée à texture ouverte dans laquelle la structure fibreuse du bois d'origine est pratiquement intacte.



     Exemple    10:
 Cet exemple concerne la préparation d'abrasif à base de carbure de silicium à partir de silice. On introduit du sable de silice ayant une granulométrie comprise entre 0,29 et 0,147 mm dans le tube 61 par l'entrée 121 à raison de 4,54 kg/h. On introduit simultanément du méthane dans le tube par l'entrée 91 à raison de 28,3   I/mn.    La température du tube est maintenue à 1871 C. L'azote pénètre dans le tube à travers la paroi poreuse à raison de 141,5 I/mn et forme une gaine de protection. La matière en poudre qui tombe du tube est recueillie dans une trémie placée au-dessous.



   Le produit en poudre est suffisamment abrasif pour qu'il raie facilement le verre, cette caractéristiques indiquant qu'il contient du carbure de silicium. L'examen de la poudre montre que celle-ci comprend des sphères de silice recouvertes d'une enveloppe de carbone amorphe et de fines plaquettes de carbure de silicium cristallin.



     Exemple ll:   
 Cet exemple concerne la production de carbure d'aluminium.



  On prépare un mélange   stoechiométrique    de poudre d'aluminium et de carbone élémentaire pour la réaction prévue:
   4Al + 3CM4C3    (1)
On introduit le mélange dans le réacteur à raison de 4,54 kg/h environ. Le tube 61 est maintenu à   1871 C    et l'hydrogène traverse la paroi poreuse du tube à raison de 141,5   I/mn.    La réaction donne une matière amorphe brun-gris recueillie dans un piège sous le tube. Un échantillon de ce produit est mélangé à de l'acide chlorhydrique 0,1N.

  Il se dégage un gaz qui brûle avec la flamme jaune caractéristique du méthane et indique que le produit et l'acide chlorhydrique ont présenté la réaction suivante:
   Al4C3(s) +      12HCl(aq)-t3CH4(g)+      4AlCls(aq)    (2)
L'échantillon se dissout totalement dans l'acide chlorhydrique et forme une solution limpide. Comme le carbone élémentaire utilisé comme matière de départ est insoluble dans l'acide chlorhydrique   0,1N,    cette réaction indique que l'aluminium et le carbone ont réagi quantitativement dans le réacteur en formant du carbure d'aluminium.



   On place   AICI3    anhydre dans un creuset en carbone et on chauffe jusqu'à sublimation, afin de déterminer les possibilités de production de carbure d'aluminium dans le réacteur de l'invention à partir de chlorure d'aluminium et de carbone. La vapeur de chlorure d'aluminium se mélange à un courant d'oxygène et ce courant passe sur un lit de noir de carbone. Une lampe à arc est focalisée à la surface du lit de carbone et chauffe une partie du lit à   999 C    comme indiqué par un pyromètre optique.

  Il se forme de petits cristaux orangés juste en aval de la zone chauffée indiquant que le chlorure d'aluminium a réagi avec le carbone et l'hydrogène avec formation de carbure d'aluminium et d'acide chlorhydrique suivant la réaction:
 4AlCl3+3C+6H2- > Al4C3+12HCl (3)
Lorsqu'on ajoute les cristaux orangés à HCI 0,1N, les cristaux se dissolvent et il se dégage un gaz qui brûle avec la flamme jaune caractéristique du méthane.



   Comme ce procédé simule la réaction qui peut être réalisée dans un réacteur à paroi protégée par un fluide, par réaction de chlorure d'aluminium avec du carbone et de l'hydrogène (produit par dissociation thermique d'un gaz ou d'un hydrocarbure liquide), ce comportement suggère un nouveau procédé de fabrication de méthane par: 1) réaction de chlorure d'aluminium avec une matière hydrocarbonée peu coûteuse pour la formation de carbure d'aluminium et d'acide chlorhydrique, et 2) refroidissement par de l'eau du produit de la réaction afin que la solution aqueuse d'acide chlorhydrique hydrolyse le carbure d'aluminium avec formation de méthane et de chlorure d'aluminium qui peut être lui-même recyclé.



     Exemple    12:
 Cet exemple concerne la réduction de l'oxyde ferrique par l'hydrogène. On introduit de l'oxyde ferrique pur de dimension particulaire inférieure à 0,147 mm dans le réacteur à raison de 15,94 kg/h en même temps que de l'hydrogène qui traverse la paroi poreuse à raison de 141,5 I/mn afin de montrer l'utilité du réacteur de l'invention pour la réduction des minerais métalliques.



  L'hydrogène constitue à la fois la protection gazeuse et un agent réducteur de l'oxyde de fer. Le tube est maintenu à   1871"C    comme indiqué par focalisation d'un pyromètre optique à la paroi interne incandescente du tube. On détermine que la température des réactifs dans le tube est de   1510i    C avec un pyromètre optique.

 

  Il se forme une poudre grise qui se rassemble dans la trémie placée sous le tube. La température du courant effluent juste audessus de la sortie du réacteur est égale à   316-C.   



   Le produit est de la poudre pure de fer et il a tendance à être pyrophore aux températures d'environ   149"C,    lorsqu'elle est fraîchement préparée. L'observation de la poudre au microscope indique qu'elle comprend des petites particules sphériques, indiquant que le fer a été à l'état fondu lors de son passage dans le tube.  



     Exemple    13:
 Cet exemple concerne la dissociation thermique de l'hydrogène sulfuré et du méthane. On fait réagir de l'hydrogène sulfuré avec le carbone formé in situ par dissociation thermique du méthane dans le réacteur de l'invention avec formation de bisulfure de carbone et d'hydrogène. Les essais sont réalisés à deux températures différentes, 1635 et   17600 C.    Dans les deux cas, on mesure les températures par focalisation d'un pyromètre optique sur les réactifs incandescents placés dans le tube, les particules de carbone provenant de la dissocaition du méthane étant les constituants incandescents essentiels du mélange réactionnel. L'hydrogène est chassé à travers la paroi poreuse du tube à raison de 141,5 I/mn et constitue la protection gazeuse.

  L'hydrogène sulfuré à raison de 9,1 I/mn et du méthane à raison de 28,3 I/mn sont mélangés et introduits dans le tube. Le mélange gazeux est à température ambiante à l'entrée du tube. On ajoute du noir de carbone formant une matière auxiliaire absorbante qui déclenche la réaction, et, lorsque la réaction est déclenchée, elle s'entretient d'elle-même et le noir de carbone n'est plus nécessaire.



   On analyse les échantillons de la partie gazeuse des produits des deux essais avec un spectromètre de masse. Les résultats de l'analyse figurent dans le tableau qui suit, en moles %:
Composé Température de la réaction    1635"C 1760"C   
Hydrogène 83,974 88,560
Méthane 11,379 6,230
Acétylène 1,681 2,281
Ethylène 1,397 1,519
Hydrogène sulfuré 1,021 0,813
Anhydride carbonique 0,296 0,160
Bisulfure de carbone 0,216 0,403
Benzène 0,036 0,034
 Bien que tous les exemples qui précèdent soient réalisés dans le réacteur représenté sur les fig. 2A et 2B, on peut obtenir des résultats encore meilleurs avec le réacteur des fig. 7A à 7D, avec des modifications convenables, le cas échéant, pour le traitement des charges solides. L'utilisation de circuits de réglage des divers paramètres permet l'obtention et le maintien avec précision des conditions optimales de fonctionnement. 

  Lorsque les circuits de commande comprennent un calculateur numérique, la recherche des conditions optimales peut être réalisée automatiquement. 

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour irradier au moins un réactif pour provoquer une réaction chimique donnée, caractérisé par les étapes consis tant: a) à former une gaine annulaire de fluide inerte sensiblement transparent à l'énergie radiante électromagnétique, la gaine ayant une longueur axiale plus grande que sa dimension transversale, I'intérieur de la gaine délimitant une zone de réaction, b) à faire passer au moins un réactif à travers la zone de réaction le long de l'axe longitudinal de la gaine, les réactifs étant confinés le long de cet axe, c) à diriger de l'énergie radiante électromagnétique sur une partie au moins du trajet du ou des réactifs pour en élever la température, I'énergie radiante étant confinée par réflexion dans une zone de radiations englobant la zone de réaction.

   2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine annulaire est créée en direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de la gaine et radialement vers l'intérieur de la surface circonférentielle externe de la gaine.

   3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une matière auxiliaire absorbant les radiations est introduite le long du trajet des réactifs avant introduction de ceux-ci dans le tube de réacteur, une quantité suffisante de radiations étant absorbée par la matière auxiliaire pour que la température au centre atteigne la valeur nécessaire au déclenchement de la réaction chimique voulue.

   4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matiére auxiliaire d'absorption des radiations est désactivée après déclenchement de la réaction voulue.

   5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les radiations sont dirigées sur une longueur finie du trajet des réactifs.

   6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le refroidissement des produits de la réaction et des réactifs restants juste après la sortie des réactifs du tube de réacteur afin que la réaction chimique voulue soit terminée et qu'une réaction chimique indésirable ne soit pas possible.

   7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les produits de la réaction et les réactifs restants sont refroidis par transfert radiatif à une surface froide absorbant les radiations.

   8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'introduction d'une matière auxiliaire absorbant les radiations le long du trajet des réactifs avant introduction de ceux-ci dans le tube du réacteur, la matière auxiliaire absorbante étant refroidie juste après.

   9. Réacteur à température élevée et à paroi protégée par un fluide, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dans lequel la totalité pratiquement de la chaleur est introduite par couplage radiatif, caractérisé en ce qu'il comprend: A) un tube ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, I'intérieur du tube délimitant une chambre, le tube étant en une matière réfractaire poreuse capable d'émettre suffisamment de radiations pour que la température des réactifs présents dans le tube soit élevée à une valeur suffisant au déclenchement et à l'entretien de la réaction chimique voulue, les pores de la matière réfractaire ayant un diamètre tel qu'un fluide inerte peut s'écouler uniformément et avec un débit suffisant à travers la paroi du tube pour qu'il forme une protection de la surface interne du tube,

   le fluide inerte étant pratiquement transparent aux radiations, B) un récipient tubulaire étanche sous pression entourant le tube du réacteur et délimitant une chambre sous pression de fluide inerte entre le tube et le récipient, les extrémités d'entrée et de sortie du tube coopérant de façon étanche avec la chambre sous pression, le récipient sous pression ayant une entrée de fluide inerte transmis sous pression à la chambre sous pression et circulant ensuite à travers la paroi du tube poreux vers la chambre du réacteur, C) un dispositif d'introduction d'au moins un réactif dans la chambre du réacteur par l'extrémité d'entrée du tube,

   les réactifs étant dirigés suivant un trajet déterminé axial par rapport au tube et étant délimités par la protection de fluide inerte afin qu'ils restent pratiquement au centre de la chambre du réacteur et hors du contact de la paroi interne du tube, D) un dispositif électrique placé dans la chambre sous pression, à une certaine distance radiale du tube, à l'extérieur de celui-ci, afin qu'il chauffe le tube à une température à laquelle celui-ci émet suffisamment de radiations pour que la réaction chimique voulue soit déclenchée et entretenue, les radiations étant dirigées vers le centre où elles coïncident pratiquement avec une partie au moins du trajet des réactifs, et E) un blindage thermique circonférentiel placé dans le récipient à l'extérieur du dispositif de chauffage afin qu'il réfléchisse les radiations vers le tube du réacteur.

   10. Réacteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie au moins de l'intérieur du tube délimite une zone de réaction, le tube étant en une étoffe d'une matière réfractaire fibreuse capable d'émettre suffisamment de radiations pour que la température des réactifs dans la zone réactionnelle atteigne la valeur nécessaire au déclenchement et à l'entretien de la réaction chimique voulue, I'étoffe ayant de nombreux pores de diamètre tel qu'un fluide inerte et pratiquement transparent aux radiations puisse s'écouler uniformément et en quantité suffisante à travers la paroi du tube pour qu'il forme une protection de la surface interne du tube, en ce que le dispositif électrique comprend au moins un élément chauffant placé dans la chambre sous pression,

   écarté radialement vers l'extérieur par rapport au tube de réacteur et destiné à chauffer ce tube à une température à laquelle il émet suffisamment de radiations pour qu'il déclenche et entretienne la réaction chimique voulue, les radiations étant dirigées dans la zone réactionnelle afin qu'elles coïncident pratiquement avec une partie au moins du trajet des réactifs, et en ce que le blindage thermique placé dans le récipient sous pression entoure pratiquement les éléments de chauffage et la zone réactionnelle afin qu'il délimite une cavité d'un corps noir, le blindage thermique réfléchissant les radiations vers l'intérieur, vers la zone réactionnelle.

   11. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un dispositif destiné à introduire une matière auxiliaire d'absorption des radiations dans la chambre du réacteur, en coïncidence avec un point au moins du trajet des réactifs, une quantité suffisante de radiations étant absorbée par la matière auxiliaire afin que la température des réactifs atteigne une valeur nécessaire au déclenchement de la réaction chimique voulue.

   12. Réacteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la matière auxiliaire est un liquide.

   13. Réacteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la matière auxiliaire est un gaz qui absorbe les radiations du spectre électromagnétique entre 100 et 0,01 u.

   14. Réacteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la matière auxiliaire est de la poudre de carbone finement divisée introduite par l'extrémité d'entrée du tube du réacteur suivant un trajet prédéterminé qui coïncide avec le trajet des réactifs.

   15. Réacteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la matière auxiliaire est un élément solide, de préférence en carbone, placé dans la chambre du réacteur le long d'une partie au moins du trajet des réactifs.

   16. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un dispositif placé dans la chambre de réacteur en coïncidence avec une partie au moins du trajet des réactifs et destiné à élever la température de ceux-ci à une valeur nécessaire au déclenchement de la réaction chimique voulue.

   17. Réacteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif destiné à élever la température des réactifs comprend un élément chauffé électriquement.

   18. Réacteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif destiné à élever la température des réactifs comprend un arc électrique.

   19. Réacteur selon la revendication 16. caractérisé en ce que le dispositif destiné à élever la température des réactifs comprend une flamme.

   20. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un dispositif de refroidissement des produits de la réaction, placé près de l'extrémité de sortie du tube du réacteur.

   21. Réacteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre des pores est compris entre 0,025 et 0,5 mm.

   22. Réacteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la matière poreuse est en graphite, en carbone, en acier inoxydable fritté, en tungstène fritté ou en molybdène fritté.

   23. Réacteur selon la revendication 19, caractérisé en ce que la matière poreuse est l'oxyde de thorium, I'oxyde de magnésium, I'oxyde de zinc, I'alumine ou l'oxyde de zirconium.

   24. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de refroidissement du récipient sous pression.

   25. Réacteur selon la revendication 24, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement du récipient sous pression comprend des serpentins placés autour de la surface externe du récipient.

   26. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le dispositif électrique de chauffage du tube comprend plusieurs élements de chauffage par résistance électrique disposés radialement à l'extérieur du tube et espacés autour de celui-ci.

   27. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la matière réfractaire fibreuse est le graphite ou le carbone.

   28. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de dépôt d'un revêtement réfractaire sur des parties de la matière réfractaire fibreuse du tube qui sont placées à l'intérieur de la cavité du corps noir afin que la rigidité de l'étoffe soit améliorée.

   29. Réacteur selon la revendication 28, caractérisé en ce que le dispositif de dépôt d'un revêtement réfractaire comprend des capteurs destinés à déterminer la différence de pressions entre la chambre sous pression et la zone réactionnelle, un dispositif de dosage destiné à transmettre un agent réfractaire de dépôt dans un courant de gaz inerte, et un dispositif de fermeture de la sortie du tube du réacteur, le courant de gaz inerte contenant l'agent de dépôt étant dirigé dans la zone réactionnelle, radialement à l'extérieur à travers la paroi du tube vers la chambre sous pression de fluide inerte.

   30. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à accroître le diamètre des pores de l'étoffe afin que le courant de fluide inerte traversant la paroi du tube croisse.

   31. Réacteur selon la revendication 30, caractérisé en ce que le dispositif d'augmentation du diamètre des pores comprend des capteurs qui déterminent la différence de pressions entre la chambre sous pression et la zone réactionnelle, et un dispositif de dosage destiné à distribuer un agent d'attaque chimique dans le courant de gaz inerte.

   32. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un dispositif destiné à réduire le diamètre des pores dans l'étoffe afin que le débit de fluide inerte à travers la paroi du tube soit réduit.

   33. Réacteur selon la revendication 32, caractérisé en ce que le dispositif de réduction du diamètre des pores comprend des capteurs destinés à déterminer la différence de pressions entre la chambre sous pression et la zone réactionnelle, et un dispositif de dosage destiné à distribuer un agent réfractaire de dépôt dans le courant de gaz inerte.

   34. Réacteur selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'agent réfractaire de dépôt est un gaz carboné.

   35. Réacteur selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'agent réfractaire de dépôt est un composé volatil contenant un métal.

   36. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que des parties de la matière réfractaire fibreuse qui sont chauffées et exposées au fluide inerte portent un revêtement d'oxyde réfractaire.

   37. Réacteur selon la revendication 36, caractérisé en ce que l'oxyde réfractaire est l'oxyde de thorium, I'oxyde de magnésium, I'oxyde de zinc, I'alumine ou l'oxyde de zirconium.

   38. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un soufflet tubulaire placé dans une section d'ensemble d'entrée du récipient sous pression, une extrémité d'entrée du soufflet étant fixée de manière étanche à la section d'ensemble d'entrée, et une extrémité de sortie du soufflet étant fixée de manière étanche à l'extrémité d'entrée du tube de réacteur par un anneau de support d'entrée de tube de réacteur, le soufflet étant déformable afin qu'il permette la dilatation et la contraction axiales du tube de réacteur.

   39. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à appliquer une force axiale de traction au tube de réacteur.

   40: Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à introduire un réactif liquide dans la zone réactionnelle du tube, comprenant une buse de formation de brouillard placée dans le tube près d'une entrée de la zone réactionnelle, le réactif liquide et un gaz d'atomisation étant dirigés sous pression et étant mélangés dans la buse, le réactif liquide étant dispersé à la sortie de la buse sous la forme d'un brouillard qui absorbe les radiations.

   41. Réacteur selon la revendication 40, caractérisé en ce que la buse de formation de brouillard comprend un capot tubulaire fixé à la buse et placé à l'extérieur de celle-ci, I'axe du capot étant sensiblement parallèle à celui du tube de réacteur.

   42. Réacteur selon la revendication 40, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs buses de formation de brouillard, placées dans le tube de réacteur près de l'extrémité d'entrée de la zone de réaction.

   43. Réacteur selon la revendication 40, caractérisé en ce que le dispositif d'introduction d'un réactif liquide dans la zone réactionnelle comprend en outre un dispositif d'introduction d'un gaz de balayage à l'extrémité d'entrée du tube de réacteur, le gaz de balayage dirigeant le brouillard de réactif liquide vers la zone réactionnelle.

   44. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'une partie de l'intérieur du tube de réacteur, entre l'extrémité d'entrée du tube et la zone de réaction, délimite une zone de réaction préliminaire dans laquelle le fluide inerte est dirigé afin qu'il forme une protection qui facilite le confinement des réactifs sensiblement au centre de la zone réactionnelle et hors du contact de la paroi interne du tube.

   45. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le dispositif d'introduction d'un réactif solide dans la zone réactionnelle du tube comprend une vis hélicoïdale d'alimentation qui est montée dans un boîtier tubulaire allongé afin qu'elle puisse tourner, un dispositif d'entraînement en rotation de la vis, une trémie destinée à l'introduction d'un réactif solide broyé dans le boîtier, un dispositif d'introduction d'un fluide d'étanchéité sous pression dans le boîtier en un point qui se trouve en aval de la trémie, et un dispositif de sortie destiné à évacuer le réactif et le fluide d'étanchéité hors du boîtier à l'entrée du réacteur.

   46. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif électrique comprend plusieurs éléments de chauffage par résistance électrique en étoffe d'une matière réfractaire fibreuse placés circonférentiellement autour du tube à une certaine distance de celui-ci.

   47. Réacteur selon la revendication 46. caractérisé en ce que la matière réfractaire fibreuse est en graphite ou en carbone.

   48. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le blindage thermique est en molybdène ou en une matière graphitique.

   49. Réacteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur de chaleur à contre-courant et à profil variable, ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie et étant destiné à être fixé par son extrémité d'entrée à la sortie du réacteur afin qu'il reçoive des produits de la réaction à température élevée, I'échangeur de chaleur comprenant une paroi tubulaire interne en matière réfractaire, une paroi tubulaire externe en matière réfractaire, concentrique à la paroi interne et distante de celle-ci à l'extérieur, une cloison en spirale formée d'une matière réfractaire et placée entre les parois interne et externe afin qu'elle délimite un canal annulaire en spirale de fluide de refroidissement, et au moins une entrée de fluide de refroidissement traversant la paroi externe et communiquant avec le canal de fluide de refroidissement,

   ce fluide étant évacué à la sortie du canal annulaire en spirale près de l'extrémité d'entrée de l'échangeur de chaleur.

   50. Réacteur selon la revendication 49, caractérisé en ce que l'échangeur comprend, de plus, un dispositif destiné à diriger le fluide de refroidissement de la sortie du canal annulaire à une chambre sous pression de gaz inerte du réacteur.

   51. Réacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil de réglage des produits d'une réaction comprenant: 1) un dispositif destiné au retrait d'échantillons des produits de la réaction quittant le réacteur, 2) un analyseur de produits de réaction comprenant une entrée d'échantillons et une sortie de signaux, I'analyseur comparant la composition chimique des produits de la réaction à une composition déterminée et créant à sa sortie un signal électrique correspondant aux écarts entre la composition chimique des échantillons analysés et la composition déterminée, et 3) un appareil de réglage de la température du réacteur qui comprend une entrée de signaux de commande reliée à la sortie de signaux de l'analyseur, et une sortie transmettant de l'énergie au dispositif électrique de chauffage du tube de réacteur,

   la température du tube variant lors des variations du signal de l'analyseur afin que les écarts entre les compositions soient réduits.

   52. Réacteur selon la revendication 51, caractérisé en ce que l'analyseur comprend un chromatographe en phase gazeuse relié à un calculateur numérique.

   53. Réacteur selon la revendication 51, caractérisé en ce que le dispositif de retrait d'échantillons comprend un dispositif destiné à transférer des échantillons à l'entrée d'échantillons de l'analyseur à des intervalles déterminés de temps.

   54. Réacteur selon la revendication 51, caractérisé en ce que la commande de température comprend un circuit à thyristor triode, monté en série avec une alimentation triphasée.

   55. Application du procédé selon la revendication 1 à la dissociation de matières hydrocarbonées en hydrogène et noir de carbone.

   56. Application selon la revendication 55, caractérisée en ce que les matières hydrocarbonées sont des hydrocarbures.

   La présente invention concerne un procédé pour irradier au moins un réactif et provoquer une réaction chimique donnée, et un réacteur à température élevée et à paroi protégée par un fluide pour la mise en oeuvre du procédé.

   Dans le présent mémoire, I'expression corps noir désigne de façon générale un espace pratiquement fermé par une ou plusieurs surfaces et dont aucune radiation ne peut s'échapper dans un cas idéal. Dans le cas du réacteur de l'invention, le blindage thermique forme la surface ou les surfaces qui délimitent le corps noir, et la matière formant le blindage thermique est un isolant, empêche le transfert de chaleur depuis l'intérieur du corps noir, et doit pouvoir supporter les températures créées par la source de chaleur à couplage radiatif.

   On utilise actuellement des réacteurs à température élevée pour des réactions de pyrolyse, de thermolyse, de dissociation, de décomposition et de combustion de composés organiques et minéraux. Pratiquement tous les réacteurs de ce type transfèrent la chaleur aux réactifs par convection et/ou conduction, mais cette caractéristique pose deux problèmes qui limitent la nature et la portée des réactions mises en oeuvre. Ces problèmes sont dus au fait que, dans un réacteur classique qui transfère la chaleur aux réactifs par convection, la température la plus élevée dans le système règne nécessairement à l'interface de la paroi interne du réacteur et du courant des réactifs.

   Le premier problème est posé par la limitation des températures réactionnelles disponibles imposées par la résistance des matières connues des parois des réacteurs à température élevée.

   L'aptitude décroissante de ces matières à conserver leur intégrité lorsque la température croît est évidemment bien connue. Cependant, comme ces matières doivent être chauffées afin que l'énergie thermique puisse être transférée au courant des réactifs, les températures réactionnelles disponibles sont limitées par la température de chauffage en toute sécurité de la paroi du réacteur. Ce facteur est particulièrement important lorsque la réaction prévue doit avoir lieu à pression élevée ou créer des pressions élevées.

   Le second problème est dû au fait que la paroi d'un réacteur classique est à la température la plus élevée dans le système et au fait que le transfert de chaleur par convection et conduction nécessite un contact entre la paroi et le courant des réactifs.

   Comme elle est à température élevée, la paroi du réacteur est un site réactionnel idéal, sinon le plus souhaitable, et, dans de nombreux cas, les produits de la réaction s'accumulent sur cette paroi.

   En conséquence, Appareil ne peut plus transférer la chaleur aux réactifs et cette impédance thermique croissante nécessite l'augmentation progressive de la température de la source afin que le transfert initial de chaleur au courant des réactifs soit maintenu.

   Evidemment, lorsque l'accumulation de matières progresse, la température nécessaire pour la source dépasse celle que peut supporter la matière de la paroi. En outre, comme une quantité supplémentaire d'énergie est nécessaire pour l'entretien de la réaction, le processus devient moins efficace aux points de vue technique et économique. Ainsi, lorsque la réaction prévue ne peut plus être entretenue pour des raisons de transfert de chaleur, de résistance mécanique des matériaux ou de rentabilité, I'installation doit être arrêtée et nettoyée.

   Habituellement, le nettoyage est réalisé mécaniquement par raclage de la paroi ou chimiquement par combustion des dépôts.

   Dans certains procédés continus, on a tenté de racler la paroi lorsque la réaction est en cours. Cependant, l'outil de raclage luimême s'échauffe obligatoirement, devient un site réactionnel et doit donc être nettoyé ensuite. Dans tous les cas, ce temps d'arrêt représente une perte économique importante. Dans de nombreux cas, un second appareil est monté afin que le temps perdu pour la production soit minimal. Cependant, cet appareillage supplémentaire représente en général un investissement important. De tels réacteurs chimiques pour températures élevées comprennent un tube porté à une température à laquelle les parois internes émettent suffisamment de radiations pour que la réaction soit déclenchée et entretenue.

   Cependant, comme dans le cas des réacteurs par conduction et convection, dans les réactions formant des produits solides, le produit s'accumule souvent de façon indésirable sur les parois du tube si bien que le transfert de chaleur est réduit et le tube peut même se boucher.

   Le réacteur décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 2926073 est destiné à la fabrication de noir de carbone et d'hydrogène par pyrolyse de gaz naturel. Le procédé est donné **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.