CH641407A5 - Segment de toile metallique, procede pour sa fabrication, et empilement forme de plusieurs segments. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un segment de toile métallique. De tels segments sont habituellement utilisés comme capteur de catalyseur ou comme moyen de piégeage de catalyseur pour les installations de production d'acide nitrique.
Pour la production industrielle d'acide nitrique, il est de pratique courante de préparer d'abord l'oxyde nitrique en faisant passer un mélange d'ammoniac et d'air à température élevée au travers d'un catalyseur d'oxydation comprenant une ou plusieurs toiles tissées au moyen d'un fil constitué par un alliage de platine et de rhodium. Au cours de leur utilisation, le platine et, jusqu'à un degré moindre, le rhodium sont eux-mêmes transformés en leurs oxydes qui sont volatils aux températures de fonctionnement de l'installation et sont, par conséquent, perdus dans le courant d'oxyde nitrique pour être éventuellement déposés dans des parties plus froides de l'installation en aval du catalyseur ou perdus même dans l'atmosphère.
Dans le but de réduire ces pertes de platine et de rhodium à un niveau acceptable, des empilements de toiles de captage ont été créés pour être insérés dans le réacteur catalytique immédiatement en aval de la ou des toiles de catalyseur. Typiquement, de tels empilements consistent en toiles tissées constituées de couches intercalées de, respectivement, une matière de piégeage et une matière de support. Une matière de piégeage convenable et habituellement utilisée est un alliage d'or et de palladium, par exemple, un alliage de 20% or, complément palladium, et une matière de support convenable est un acier inoxydable tel que Megapyr 2 (désignation commerciale).
Une vue en coupe d'un réacteur typique d'oxydation de l'ammoniac est représentée dans la fig. 7 des dessins ci-joints. Dans la fig. 7, les toiles de catalyseur de platine/rhodium sont montrées en 1 portées par un empileraient 2 d'un support en acier inoxydable disposé en couches alternées avec des toiles de piégeage d'or/palladium. La totalité de l'assemblage toiles de catalyseur/toiles de captage est serrée dans une garniture 3 entre les rebords 4 du réacteur. De lourdes barres 5 de support sont prévues, disposées transversalement à la surface du réacteur. La fig. 8 montre un détail d'un autre mode de réalisation de l'assemblage et du support d'un empilement de toiles de captage où le diamètre des toiles est légèrement plus petit que le réacteur, prévoyant donc un espace 6 périphérique pour la dilatation périphérique, et ces toiles sont portées par une toile 7 plus grossière fabriquée, par exemple, en acier Inconel, lui-même supporté par les lourdes barres de support. En outre, dans cet arrangement, les dimensions de la toile d'acier inoxydable la plus haute sont plus grandes que le restant des toiles de piégeage et de support, et cette toile la plus haute est pliée périphériquement au-dessus et en dessous du restant des toiles en 8 de sorte que la totalité de l'empilement de toiles de captage peut être manipulée comme une unité. Cela est particulièrement souhaitable parce que, bien que la matière de piégeage soit capable de conserver son activité de piégeage sur une période pouvant aller jusqu'à deux ou plusieurs fois la durée de vie habituelle des toiles de catalyseur, en cours de fonctionnement la matière de piégeage subit des ruptures conduisant à la rupture de la toile en mouvement, ce qui habituellement signifie en pratique qu'elle doit être jetée plus tôt, lorsque le réacteur est démantelé pour renouveler les toiles de catalyseur, ou encore plus tôt s'il existe une autre raison exigeant que le réacteur soit démantelé. En clair, la capacité de manipuler l'empilement de captage comme une unité qui est assez rigide tend à réduire ce désavantage mais, en particulier dans des installations d'oxydation à faible ou à moyenne pression où le réacteur peut avoir un diamètre de l'ordre de 3 m ou davantage, il existe un degré inhérent de flexibilité dans l'empilement qui a pour effet que les toiles cassées ne sont plus maintenues ensemble lors de la manipulation. En outre, bien entendu, un empilement de toiles de captage convenable pour un tel réacteur à grand diamètre est particulièrement lourd et massif pour l'emmagasinage en sécurité, pour le transport et généralement pour la manipulation.
Il est par conséquent le but de la présente invention de réaliser un segment en toile métallique et un empilement de tels segments, où l'empilement est sensiblement rigide et facile à stocker et à transporter et peut aisément être enlevé de et remplacé dans un réacteur de catalyse tel qu'un réacteur d'oxydation de l'ammoniac, sans rupture de la matière de piégeage. A cet effet, le segment selon l'invention est défini par la revendication 1.
Le procédé de fabrication d'un segment selon l'invention est défini par la revendication 12.
Un empilement de segments selon l'invention est défini par la revendication 13.
Un empilement peut comprendre une pluralité de segments empilés, par exemple des secteurs, qui peuvent être disposés contigus l'un à l'autre dans un réacteur pour former ensemble un empilement
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de captage s'étendant sensiblement sur la totalité de la surface des toiles de catalyseur.
Lorsque l'empilement est prévu pour être utilisé comme empilement de captage pour un réacteur de catalyseur tel qu'un réacteur d'oxydation de l'ammoniac, des segments peuvent être réalisés à partir d'une matière de support telle qu'un acier inoxydable, par exemple Megapyr 2, et, intercalées entre des paires adjacentes de cette matière de support, on peut disposer des couches de toile réalisées en une matière de piégeage telle qu'un alliage d'or et de palladium, par exemple un alliage de 20% or, complément palladium, bien que d'autres matières de piégeage puissent être utilisées, en particulier des matières moins robustes ou des matières qui à l'usage deviennent moins robustes.
Un segment de toile métallique peut avoir la forme d'un secteur, d'un hémisphère ou d'un quadrant, ou encore une autre forme qui, lorsqu'elle est disposée contiguë, dans un même plan, à un ou plusieurs autres segments qui peuvent, ou non, avoir la même forme — ou forme similaire — que celle du premier segment, permet de réaliser un empilement de segments ayant une forme géométrique régulière. On préfère normalement que la forme régulière soit circulaire, mais d'autres formes, par exemple rectangulaires, carrées, polygonales ou hexagonales, peuvent également être réalisées.
Le procédé de fabrication des segments convient particulièrement pour les toiles de captage de catalyseurs. Par exemple, la toile peut être réalisée en une première matière, par exemple de l'acier inoxydable, et des parties de toile subsidiaires peuvent être réalisées en une autre matière, par exemple un alliage de 20% or, complément palladium.
Un mode de réalisation selon l'invention sera maintenant décrit au moyen d'un exemple en se référant aux figures.
La fig. 1 représente une toile métallique en acier inoxydable utilisé pour la fabrication du segment de toile métallique selon l'invention.
La fig. 2 représente trois parties de toile subsidiaires disposées sur la toile métallique de la fig. 1, au cours d'une étape préliminaire de fabrication du segment de toile métallique selon l'invention.
La fig. 3 représente l'une des trois parties de toile de la fig. 2.
Les fig. 4A à 4E représentent les différentes étapes de pliage de la structure de la fig. 2 pour obtenir le segment de toile métallique selon l'invention.
Les fig. 5A à 5E représentent un moyen pour raccorder par charnière quatre segments de toile métallique selon l'invention.
Les fig. 6A à 6J représentent d'autres modes de réalisation pour disposer de diverses façons les segments de toile métallique selon l'invention.
La fig. 7 représente une vue en coupe partielle d'un réacteur d'oxydation de l'ammoniac connu.
La fig. 8 représente une vue en coupe partielle d'un autre mode de réalisation.
La fig. 1 représente une toile A en acier inoxydable (par exemple en Megapyr 2), de forme généralement circulaire, comprenant un bord de rétention B qui s'étend périphériquement sur un angle de 90 , c'est-à-dire entre midi et trois heures. La toile A comprend une fente radiale C à neuf heures qui s'étend depuis le centre et s'ouvre sur la circonférence comme il est montré.
Dans la fig. 2, trois parties de toile Dl, D2 et D3 sous forme de quadrants (l'un est représenté dans la fig. 3) sont posées sur la toile A pour former un assemblage comme il est montré et les parties de toile Dl, D2 et D3 sont tissées par exemple en alliage de 20% or, complément palladium.
Dans le but d'empêcher le quadrant ainsi formé par pliage de s'ouvrir et que les quadrants Dl, D2 et D3 ne se séparent de la toile A, le bord B est plié comme il est montré dans la fig. 4D. Une vue en coupe du quadrant plié est représentée dans la fig. 4E montrant comment le bord B agit comme moyen de rétention.
Il est évident que la fente pouvait être disposée à un endroit différent, par exemple à six heures par rapport au bord, et qu'une séquence de pliages différente pouvait être mise en œuvre, ou qu'une séquence de pliages pouvait être mise en œuvre qui n'exige pas l'existence d'une fente.
Quatre quadrants plies selon la séquence indiquée peuvent être disposés contigus l'un à l'autre dans un plan pour former un arrangement circulaire destiné à être disposé dans un réacteur de catalyseur, bien qu'on ait trouvé que, pour de nombreuses raisons, il est pratique de relier les segments par charnière de telle façon qu'ils peuvent eux-mêmes être pliés pour le transport et le stockage, de sorte que la totalité de l'empilement a la forme et la surface des segments individuels.
Pour la mise en place dans un réacteur de catalyseur, par exemple, l'empilement est simplement disposé sur les barres de support, ou autres moyens de support, le bord radial de l'empilement étant adjacent au bord interne du corps du réacteur, et l'empilement est déplié de sorte que les segments individuels de l'empilement se trouvent contigus l'un à l'autre dans un plan pour recouvrir sensiblement (à l'exception de l'espace périphérique prévu pour la dilatation et des faibles espaces entre les bords reliés par charnière des segments adjacents, etc.) la surface transversale du réacteur.
Un moyen pour raccorder par charnière quatre segments tels que ceux montrés dans la fig. 4 est représenté dans les fig. 5A à 5E. Dans la fig. 5A, quatre segments SI, S2, S3 et S4 sont représentés raccordés par charnière aux bords réciproquement opposés entre les toiles SI et S2, SI et S4 et S3 et S4 respectivement. Les raccordements par charnière sont montrés en SS. La fig. 5B montre le premier pliage (c'est-à-dire que les segments SI et S2 sont pliés ensemble sur les segments S3 et S4) et la fig. 5C montre les second et troisième pliages (les segments S3 et S2 respectivement pliés en arrière sur les segments S4 et SI). La fig. 5D montre l'empilement de segments pliés obtenu, et la fig. 5E montre l'empilement déplié pour obtenir des segments juxtaposés tels que ceux disposés par exemple dans un réacteur de catalyseur. Facultativement, les segments S2 et S3 peuvent être maintenus ensemble, par exemple en les cousant,
comme il est montré dans la fig. 5E en SS (les raccordements par charnière originaux étant omis dans un but de clarté).
Un segment peut être raccordé à un autre par charnière selon tout procédé convenable, par exemple par couture, ou en utilisant des cercles et des tiges. La matière en laquelle les cercles et autres dispositifs à charnière sont réalisés doit bien entendu être capable de résister aux conditions rencontrées, quelle que soit l'utilisation de l'empilement prévue, et doit de préférence être raisonnablement flexible pour la facilité du pliage et la non-interférence avec par exemple les toiles de catalyseur adjacentes. Facultativement, des raccordements à charnière peuvent être réalisés ou rompus, en insérant ou en enlevant une tige d'une série de cercles sur le côté.
En variante, les segments peuvent être assemblés simplement par empilement l'un sur l'autre et en fixant l'empilement résultant de sorte que les segments individuels sont maintenus fixement ensemble. D'autres modes de réalisation sont représentés dans la fig. 6 où sont montrées diverses façons de disposer les segments de toile contigus l'un à l'autre dans un plan pour obtenir un empilement ayant une forme géométrique régulière. Les segments individuels de la fig. 6 peuvent facultativement être raccordés par charnière à un segment adjacent.
Dans certains systèmes de toiles de captage de catalyseurs, une nappe de fils tricotés ou une nappe de fils comprimés orientés au hasard est utilisée au lieu d'une toile tissée. De telles nappes, pour la facilité de leur manipulation, du transport, etc., peuvent être divisées en segments et raccordées facultativement ensemble par charnière.
Les empilements peuvent avoir des diamètres jusqu'à plusieurs mètres et leur réalisation en segments facultativement raccordés par charnière, comme il est décrit ci-dessus, permet d'économiser un espace considérable pendant le transport depuis une fabrique
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jusqu'au site, par exemple, de l'installation de fabrication d'acide nitrique. En outre, dans certains cas, les frais de transport sont calculés selon l'encombrement des objets transportés.
Un empilement consistant en segments peut être aisément installé dans une fabrique et peut être également aisément enlevé, soit
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par enlèvement des segments individuels, soit en pliant les segments, s'ils sont raccordés par charnière, et enlèvement de la totalité de l'empilement, sans endommager la matière de piégeage. L'empilement enlevé peut aisément être manipulé et stocké en sécurité, ou
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2 feuilles dessins
Claims (16)
1. Segment de toile métallique, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs couches superposées et pliées de la toile métallique, les différentes couches ayant une forme et une surface sensiblement identiques et étant maintenues fixement l'une à l'autre.
2. Segment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches de toile alternées sont tissées en une première matière et en ce que des toiles tissées en une seconde matière sont intercalées entre les couches de toile alternées.
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REVENDICATIONS
3. Segment selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première matière consiste en une matière de support et la seconde matière consiste en une matière de piégeage.
4. Segment selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière de support est de l'acier inoxydable.
5. Segment selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière de piégeage consiste en un alliage d'or et de palladium.
6. Segment selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il a la forme d'un secteur de cercle.
7. Segment selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il a la forme d'un hémisphère.
8. Segment selon la revendication 6, caractérisé en ce que le secteur est un quadrant.
9. Segment selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux matières sont sous forme de nappes de fils tissés.
10. Segment selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux matières sont sous forme de nappes, dont les fils sont orientés au hasard.
11. Segment selon la revendication 10, caractérisé en ce que les nappes sont comprimées.
12. Procédé de fabrication d'un segment de toile métallique selon la revendication 2, à partir d'une toile ayant une forme géométrique régulière, caractérisé par les étapes suivantes: a) former une fente radiale à partir de la périphérie de cette toile jusqu'à au moins le centre de celle-ci; b) diviser imaginairement la toile en n régions, chaque région ayant sensiblement la même forme et la même surface et étant définie des deux côtés par des limites radiales; c) poser sur chacune de n — 1 surfaces des parties de toile subsidiaires individuelles ayant sensiblement la même forme et la même surface que les n régions, et d) plier les régions l'une sur l'autre pour obtenir un segment ayant une forme correspondant à une région.
13! Empilement de segments selon la revendication 1, destiné à être utilisé dans un réacteur d'oxydation de l'ammoniac, caractérisé en ce que deux segments ou plus sont disposés de façon contiguë dans un plan.
14. Empilement selon la revendication 13, caractérisé en ce que les segments ont des formes et surfaces sensiblement identiques.
15. Empilement selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au moins deux des segments ont une forme et une surface différentes l'une de l'autre.
16. Empilement selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'au moins deux segments adjacents sont raccordés par charnière.
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