FR2729585A1 - Enceintes a lit mobile en ecoulement regularise - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une enceinte comportant un lit mobile de particules solides, délimité par au moins une grille, d'épaisseur e, circulant dans une direction descendante sensiblement parallèle à ladite grille, ledit lit étant traversé par au moins un fluide s'écoulant dans le lit dans une direction principale différente de celle de l'ensemble des particules et sortant du lit par une grille dite de sortie, ladite enceinte comportant selon l'invention au moins un moyen d'introduction des particules solides situé au-dessus du lit et comportant au moins un orifice pour l'écoulement des particules, situé à une distance d'au moins 0,5 e de la grille de sortie. L'enceinte comporte avantageusement au moins 2 moyens de soutirage. L'invention s'applique bien aux réacteurs catalytiques et, en particulier, aux réacteurs de reformage catalytique.
Description
L'invention concerne un perfectionnement aux enceintes dans lesquelles s'écoule un lit de particules solides, dit lit mobile. Elle s'applique particulièrement aux réacteurs en lit mobile et notamment aux réacteurs catalytiques en lit mobile, tels que ceux utilisés pour le réformage catalytique.
Dans les unités en lit mobile dans lesquelles la circulation du solide, catalytique ou non, de forme sphérique ou non, est réalisée en lit dense s'écoulant verticalement sous l'effet de la pesanteur, les parois qui limitent la zone granulaire comportent le plus souvent 2 grilles cylindriques de diamètre différent.Le fluide, en phase liquide ou plus souvent gazeuse, ou éventuellement les fluides (gaz et liquide, ou liquide et autre liquide non miscible) traverse le lit granulaire (et dans ce cas annulaire) en écoulement croisé, c'est-à-dire en écoulement radial, de l'extérieur vers rintérieur, ou inversement de l'intérieur vers l'extérieur. Après avoir traversé la grille cylindrique d'entrée, le fluide traverse donc le lit, puis sort de respace annulaire contenant le milieu granulaire en passant à travers une seconde grille, la grille de sortie, concentrique à la grille d'entrée.
L'écoulement du (ou des) fluide (s) à travers b lit provoque une perte de charge qui dépend de plusieurs facteurs dont les principaux sont la taille et la forme des particules, les propriétés du ou des fluides et ie débit (du ou des) fluide(s). Cette perte de charge se traduit par une poussée du fluide sur les particules solides dans le sens de l'écoulement du fluide.
Cette poussée qui s'exerce vers la grille de sortie du fluide modifie rensemble du bilan des forces auxquelles sont soumises les particules solides (billes par exemple). Ce phénomène est de nature à entrainer des inconvénients, comme le ralentissement du mouvement des particules qui sont contre la paroi, ou mime leur blocage contre ladite grille de sortie et leur arrêt complet, ce qui d'une part nuit gravement à la bonne utilisation systématique de ces particules, mais peut aussi d'autre part provoquer le ralentissement ou même l'arrêt d'autres particules, voire, de proche en proche le blocage complet du lit (par exemple catalytique) et l'arrêt complet de la circulation du solide. Ce phénomène est d'autant plus accentué que la poussée du ou des fluides est forte, et donc que la capacité de l'unité est élevée.
Ce phénomène de blocage constitue donc une limitation importante à raugmentation de capacité des unités. II est donc particulièrement intéressant de mettre en place les dispositions et dispositifs qui diminuent l'amplitude de ce phénomène.
Ce problème se pose avec acuité dans les unités catalytiques, telles que le réformage catalytique. Le risque de blocage des particules catalytiques sur les grilles conduit à diminuer alors fortement bs débits de gaz à traiter donc les capacités des unités.
De plus, au cours des différents traitements, comme en particulier la régénération des particules catalytiques, ou les transferts entre les réacteurs ou entre les réacteurs et les régénérateurs, il se forme des fragments de bille qui se bloquent très vite sur les grilles
Cette population fragmentée accélère donc le phénomène de blocage.
Cette population fragmentée accélère donc le phénomène de blocage.
La présence et l'irrégularité de concentration de particules cassées ou de petite taille (sensiblement inférieure à la taille moyenne des particules) dans certaines zones d'un lit mobile annulaire est de nature à provoquer plusieurs anomalies.
Si les particules fines ou cassées sont plus abondantes dans certaines zones, elles diminuent bcalement la porosité du lit ce qui limite la vitesse du fluide et donc allonge le temps de contact du fluide avec les particules solides. Au contraire, dans les zones pauvres en particules fines la porosité est plus élevée et le fluide passe plus facilement donc à plus grande vitesse et à plus fable temps de contact avec le solide.Cette hétérogénéité de temps de contact entraine plusieurs types d'inconvénients, comme en particulier:
a) pour le fluide réadionnel (gaz en particulier) - des conversions globales inférieures aux valeurs obtenues en présence d'un écoulement
régulier et bien réparti du fluide, - des déséquilibres locaux de températures si les chaleurs de réactions ne sont pas nulles et
par conséquent, - des variations locales de la nature et de la quantité des produits obtenus, en particulier des
produits secondaires, limitant ainsi la sélectivité globale recherchée.
a) pour le fluide réadionnel (gaz en particulier) - des conversions globales inférieures aux valeurs obtenues en présence d'un écoulement
régulier et bien réparti du fluide, - des déséquilibres locaux de températures si les chaleurs de réactions ne sont pas nulles et
par conséquent, - des variations locales de la nature et de la quantité des produits obtenus, en particulier des
produits secondaires, limitant ainsi la sélectivité globale recherchée.
b) pour les particules - les irrégularités locales de vitesse d'écoulement des fluides et les différences locales de
répartition de la taille, voire de la forme des particules, modifient les caractéristiques
d'écoulement du lit, si bien que le mouvement de descente des diverses zones du lit peut
devenir irrégulier, avec comme conséquences principales:
des particules pouvant aller plus rapidement jusqu'à la grille de sortie du fluide, s'incruster dans les orifices de ces grilles et par suite perturber le glissement du lit granulaire contre ces parois, voire bloquer certaines zones ce qui est particulièrement néfaste pour les performances d'une unité fonctionnant en lit mobile,
une augmentation des pertes de charge à travers la grille de sortie du fluide.
répartition de la taille, voire de la forme des particules, modifient les caractéristiques
d'écoulement du lit, si bien que le mouvement de descente des diverses zones du lit peut
devenir irrégulier, avec comme conséquences principales:
des particules pouvant aller plus rapidement jusqu'à la grille de sortie du fluide, s'incruster dans les orifices de ces grilles et par suite perturber le glissement du lit granulaire contre ces parois, voire bloquer certaines zones ce qui est particulièrement néfaste pour les performances d'une unité fonctionnant en lit mobile,
une augmentation des pertes de charge à travers la grille de sortie du fluide.
Pour les particules catalytiques, plusieurs types d'inconvénients peuvent encore s'ajouter puisque: - les irrégularités de l'écoulement des fluides risquent de provoquer des différences
sensbles d'amplitude des divers phénomènes de désactivation provoqués par le contact
avec les réactifs, comme en particulier l'empoisonnement ou le cokage. Cette désactivation
accentuée diminuera encore l'efficacité du catalyseur dans certaines zones et pourra donc
entraîner une baisse du niveau de conversion et du niveau de sélectivité attendus, l'augmentation du temps de séjour de certaines particules dans le lit entrain, elle aussi,
des variations de la désactivation des particules catalytiques, ce qui est de nature à
diminuer les performances globales de l'unité.
sensbles d'amplitude des divers phénomènes de désactivation provoqués par le contact
avec les réactifs, comme en particulier l'empoisonnement ou le cokage. Cette désactivation
accentuée diminuera encore l'efficacité du catalyseur dans certaines zones et pourra donc
entraîner une baisse du niveau de conversion et du niveau de sélectivité attendus, l'augmentation du temps de séjour de certaines particules dans le lit entrain, elle aussi,
des variations de la désactivation des particules catalytiques, ce qui est de nature à
diminuer les performances globales de l'unité.
L'invention se propose de résoudre ces inconvénients.
L'objectif de l'invention est de régulariser l'écoulement des particules solides en favorisant leur répartition dès le stade de l'alimentation dans le lit mobile, en retardant ou en évitant l'arrivée des particules les plus fines ou cassées contre la gniole de sortie des fluides et de plus avantageusement en collectant séparément une population de particules concentrée en particules fines ou cassées dont on séparera les particules les plus fines.
L'invention s'applique particulièrement bien au cas des particules solides de diamètre moyen compris entre 0,1 et 6 mm et de préférence entre 1,5 et 3,5 mm, voire entre 1,5 et 3,2 mm.
Plus précisément, l'invention concerne une enceinte délimitée par au moins une paroi, comportant: au moins une grille délimitant un lit mobile de particules granulaires solides épaisseur e,
constante ou non, qui circule dans I'enceinte dans une direction descendante
sensiblement parallèle à ladite grille, au moins une ouverture pour rintroduction d'au moins un fluide qui circule dans ledit lit
dans une direction principale différente de celle de l'ensemble des particules et sort du lit
par au moins une grille dite de sortie, au moins un moyen de soutirage des particules de l'enceinte, au moins une ouverture pour l'introduction des particules dans l'enceinte, par
l'intermédiaire d'au moins un moyen de distribution desdites particules, ledit moyen étant
situé au-dessus du lit mobile des particules et ledit moyen comportant au moins un orifice
pour l'écoulement des particules, ledit ou lesdits orifice (s) étant situé (s) à une distance
dau moins 0,5 e de la grille de sortie,
Par enceinte, on comprend un réacteur, un silo... ou plus généralement une zone délimitée par au moins une paroi. Le cas le plus courant est un réacteur (tel que pour le réformage catalytique ou autre réaction chimique) à axe vertical comportant une paroi cylindrique, un fond et un toit.
constante ou non, qui circule dans I'enceinte dans une direction descendante
sensiblement parallèle à ladite grille, au moins une ouverture pour rintroduction d'au moins un fluide qui circule dans ledit lit
dans une direction principale différente de celle de l'ensemble des particules et sort du lit
par au moins une grille dite de sortie, au moins un moyen de soutirage des particules de l'enceinte, au moins une ouverture pour l'introduction des particules dans l'enceinte, par
l'intermédiaire d'au moins un moyen de distribution desdites particules, ledit moyen étant
situé au-dessus du lit mobile des particules et ledit moyen comportant au moins un orifice
pour l'écoulement des particules, ledit ou lesdits orifice (s) étant situé (s) à une distance
dau moins 0,5 e de la grille de sortie,
Par enceinte, on comprend un réacteur, un silo... ou plus généralement une zone délimitée par au moins une paroi. Le cas le plus courant est un réacteur (tel que pour le réformage catalytique ou autre réaction chimique) à axe vertical comportant une paroi cylindrique, un fond et un toit.
D'autres formes de réacteur peuvent convenir telles que celles décrites dans le brevet US5,013,426 comportant une suite de compartiments parallèles contenant un lit catalytique.
Un lit mobile de particules solides est formé dans l'enceinte, rapport des particules est réalisé au moyen dau moins une ouverture, et leur sortie par au moins une ouverture.
Dans l'enceinte, le lit de particules peut être délimité: par une grille et une paroi. C'est le cas par exemple lorsque la grille est cylindrique et le lit
circule entre la paroi cylindrique du réacteur et la grille; par au moins deux grilles dites extérieure et intérieure. De préférence, les grilles sont
parallèles 2 à 2 ou concentriques. C'est le cas par exemple de 2 grilles cylindriques
disposées concentriquement selon raxe du réacteur, le lit circulant entre ces grilles.
circule entre la paroi cylindrique du réacteur et la grille; par au moins deux grilles dites extérieure et intérieure. De préférence, les grilles sont
parallèles 2 à 2 ou concentriques. C'est le cas par exemple de 2 grilles cylindriques
disposées concentriquement selon raxe du réacteur, le lit circulant entre ces grilles.
L'écoulement de ensemble des particules s'effectue globalement le bng d'au moins une grille, cwest-à-dire que b direction de cet écoulement est sensiblement parallèle à ladite grille.
Le but en est bien évidemment de limiter le frottement des particules sur la grille, donc leur blocage.
Le terme "sensiblement parallèle" a été utilisé pour rendre compte de la difficulté de contrôler une direction strictement parallèle de cet écoulement mais globalement, le mouvement d'ensemble est parallèle à l'axe de renceinte.
II est introduit dans l'enceinte au moins un fluide qui traverse le lit mobile et en sort par la ou les grilles (dite grille de sortie). L'invention s'applique avantageusement dans le cas où le fluide (les fluides) circule dans le lit de particules avec une direction principale différente de celle de l'ensemble des particules. En d'autres termes, la poussée provoquée par le fluide est de nature à contrarier le mouvement recherché pour le lit mobile.
C'est le cas fréquent des écoulements radiaux de fluide. Le changement dans la direction d'écoulement de certaines particules, provoqué par le fluide, amène ces particules sur la (les) grille(s) où elles peuvent se Moquer.
L'invention consiste donc à éloigner de la grille de sortie du fluide, la zone d'introduction des particules.
Ainsi par exemple, si le fluide sort par un collecteur central, il est proposé d'introduire les particules en haut du lit, à proximité de la zone périphérique ; si, au contraire le sens de circulation du ou des fluides était centrifuge, allant donc de la zone centrale vers la zone périphérique, il est recommandé d'introduire les particules au voisinage de la zone centrale.
II y a en effet une différence de comportement dans les particules qui tombent dun orifice d'alimentation plus ou moins ponctuel pour former un talus, naturel ou limité par des parois latérales et s'empiler. Si les grosses particules ont tendance à rouler vers la base et l'extérieur du talus, en revanche les particules les plus fines ou certaines particules cassées trouvent bien plus facilement des lacunes dans le réseau de l'empilement où elles peuvent s'introduire, se glisser, se coincer et rester II en résulte que la répartition des diamètres moyens de particules dans un talus n'est pas régulière, mais présente une forte proportion de particules plus pettes à proximité de la verticale du point d'alimentation et, au contraire, une faible proportion de ces particules plus petites quand on s'éloigne de raxe du talus ou de la verticale du point d'injection pour aller vers la périphérie du talus.
Le moyen de distribution équipant l'enceinte selon Invention permet alors d'allonger au maximum la distance radiale entre la verticale de chaque orifice pour l'introduction des particules et la grille dite de sortie du fluide pour diminuer la probabilité de trouver des particules fines jusqu'à proximité de la grille de sortie ou mime bloquées contre la grille de sortie. Pour se faire, il est donc recommandé de décaler l'axe desdits orifices d'alimentation des particules le plus kin possible de l'axe de la grille de sortie des fluides.
Sebn l'invention, la distance entre la grille de sortie et chaque orifice pour l'écoulement des particules est dau moins 0,5 e et de préférence d'au moins 0,75 e ; e étant répaisseur du lit dans son plan moyen le plus proche desdits orifices.
On appelle plan moyen du lit, un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement de l'ensemble des particules.
L'effet de l'invention est renforcé dans le cas d'un lit délimité entre 2 grilles concentriques, avec un écoulement de fluide de la zone périphérique vers un collecteur central délimité par la grille de sortie. En effet, lorsque la circulation du gaz va de la zone périphérique vers la zone centrale, l'introduction des particules près de la zone périphérique présente un autre avantage.Comme la vitesse du fluide va en croissant de la grille exteme (ou encore du ou des ouvertures pour l'introduction du fluide) vers la grille inteme (ou grille de sortie), l'introduction des particules près de l'extérieur du lit les soumet aux vitesses les plus faibles et donc réduit les forces d'entrainement des particules introduites, en particulier des particules fines ou cassées, vers la grille inteme du collecteur central. Ce processus est de nature à limiter encore la migration des particules fines ou cassées vers le collecteur central.
Sur un autre plan, le phénomène de répartition hétérogène des particules en tete de lit intervient également dans le sens périphénque, ou tangentiel (perpendiculaire au radial). II présente l'inconvénient de conduire a une distribution irrégulière de la porosité et du diamètre des particules iorsqu'on rétablit en suivant tout le tour du lit. Cette distribution périphérique est de nature plus ou moins périodique, à l'image de la périodicité des tubes ou orifices d'alimentation. Cette hétérogénéité a pour conséquence une hétérogénéité dans l'écoulement du ou des fluides qui traversent ce lit, au sens des vitesses et aussi de celui des temps de contact et de tous les processus de transfert (de masse ou de chaleur).
Ce phénomène se rencontre pour toutes les géométries de lit mobile.
L'invention propose atténuer ou d'éliminer cette hétérogénéité plus ou moins périodique en alimentant b tête du lit granulaire par un orifice unique ou par une série de nombreux orifices de préférence de forme elliptique.
La répartition sebn le pourtour du lit ou la longueur du lit (dimension parallèle à la grille de sortie) est d'autant meilleure que les orifices sont nombreux.
Dans une réalisation préférée, les orifices sont reliés consécutivement (ils se touchent).
Une autre réalisation avantageuse consiste à utiliser un moyen de distribution avec un orifice unique pour l'écoulement des particules. Cet orifice est de forme annulaire de même axe que le lit, dans le cas d'un lit annulaire et de forme rectangulaire dans le cas d'un lit parallélépipédique. Cet orifice se trouve de préférence à proximité du pourtour du lit du coté de la grille d'entrée du fluide.
Les orifices sont de préférence de section elliptique (ce sont par exemple des tubes de section elliptique) dont le grand axe orienté selon la circonférence de la grille de sortie (ou le petit axe de l'ellipse orienté radialement), ledit grand axe étant aussi bng que possible, jusqu'à avantageusement devenir jointif avec celui de l'orifice (des orifices) immédiatement voisin (s).
L'ensemble des orifices forme donc au moins un moyen de distribution des particules. II peut en effet être agencé plusieurs moyens de distribution comportant chacun une partie de l'ensemble des orifices. Par exemple, un moyen peut comporter des orifices situés à une distance entre 0,5 e et 0,75 e de la grille de sortie, un autre moyen comportant des orifices situés à une distance de plus de 0,75 e.
II est bien évident que effet de l'invention sera datant accentué que les orifices seront à une distance voisine de 1 e de la grille de sortie.
II est également clair que le (s) moyen (s) de distribution est disposé au moins en partie dans l'enceinte (orifices) mais que leur raccordement à l'alimentation en particules peut être inteme et"ou exteme à renceinte.
En plus du moyen de distribution décrit, L'enceinte selon l'invention peut également avantageusement être mise en oeuvre avec un soutirage particulier des particules qui permet de contrôler la régularité de récoulement desdites particules dans le lit et qui de plus permet éventuellement la collecte séparée des particules fines etlou cassées donc rend possible leur évacuation séparée pour réduire leur proportion dans le flux des particules transférées vers le lit suivant.
La régularité de récoulement des particules est indispensable pour que toutes les particules soient utilisées de la méme manière et puissent donc avoir un temps de séjour, donc une désactivation analogue. Or, cette régularité d'écoulement est difficile à obtenir en particulier au fond du réacteur, lorsque la section de passage du lit diminue très rapidement pour se réduire à la section offerte par les orifices de soutirage. Ce problème est d'autant plus délicat que les orifices de soutirage sont déportés vers le centre du réacteur puisque certaines particules ont un trajet long et oblique pour atteindre ces orifices.Le profil des vitesses de particules au fond du réacteur est souvent assez dissymétrique avec, en particulier, des vitesses assez rapides à la verticale des points de soutirage, mais bien plus faibles dans les zones les plus éloignées latéralement des orifices de soutirage. Les particules qui s écoulent en passant par ces zones restent donc plus longtemps dans le réacteur que celles qui sont à proximité du collecteur central ; elles sont donc plus fortement désactivées et en particulier plus cokées, ce qui nuit à refficacité de l'unité.
La présence de billes cassées ou de billes dont le diamètre équivalent est sensiblement inférieur à la moyenne des particules présentes dans le lit, conduit à des porosités variables du lit mobile, donc à une circulation irrégulière du fluide qui le traverse, mais aussi à des risques de blocage de ces particules contre les grilles d'entrée et surtout de sortie du fluide.
Ces inconvénients risquent d'entraîner une disparité des vitesses de passage du fluide à travers le lit et donc de refficacité de travail de certaines zones du lit, mais aussi d'autre part, de ralentir le mouvement de circulation systématique des particules dans ces zones, ce qui à nouveau est défavorable à une bonne utilisation de l'ensemble de la masse catalytique et des réacteurs.
La présente invention propose donc une enceinte telle que définie précédemment et comportant au moins un moyen de soutirage, et de préférence deux moyens de soutirage des particules pour évacuer au moins deux flux de particules.
La multiplication des points de soutirage et leur répartition sur toute la largeur de l'espace (annulaire par exemple) occupé par le lit mobile permet d'avoir plusieurs zones de drainage.
Comme les vitesses des particules sont les plus fortes dans raxe des points de soutirage et décroissent progressivement quand on s'en écarte, il est avantageux de répartir ces points le plus régulièrement possible et, en particulier, dans le cas de lit annulaire, de prévoir plusieurs points proches de la pérphéne du lit.
La régularisation de l'écoulement du lit est ainsi très nettement améliorée.
De façon préférée, Enceinte comporte au moins un moyen de soutirage situé à une distance d'au plus 0,5 e de la grille de sortie et de préférence dau plus 0,25 e.
Dans ce moyen de soutirage, lorsqu'il est employé en combinaison avec un autre moyen de soutirage plus ébigné de la grille de sortie, il sera alors généralement collecté un flux de particules plus concentré en particules fines et/ou cassées que le flux de particules entrant dans l'enceinte.
Dans l'autre (les autres) moyen (s) de soutirage, le flux sera alors moins concentré en particules fines et/ou cassées.
II est clair que différentes réalisations peuvent être envisagées. Avantageusement, une pluralité de moyens de soutirage situés à une distance d'au moins 0,5 e de la grille de sortie (et de préférence d'au moins 0,75 e) permet de collecter une population de particules moins concentrée en particules fines ou cassées qu'au voisinage du collecteur central (grille de sortie) et faire déjà un pré-tri des particules. Les particules soutirées en périphérie peuvent être alors envoyées normalement, sans traitement particulier, vers les réacteurs, récipients ou dispositifs suivants. Les particules restantes peuvent alors directement sortir de l'enceinte par un moyen de soutirage constitué par rouverture aménagée pour l'évacuation des particules.Elles peuvent alors être dirigées vers un organe de tri ou de séparation particulier qui permet par exemple d'éliminer les particules fines ou cassées, avant de rejoindre le circuit normal de circulation des particules.
Dans un autre mode de réalisation, une pluralité de moyens de soutirage situés à une distance dau plus 0,5 e de la grille de sortie collecte le flux de particules concentré en particules fines et/ou cassées, alors que le reste des particules est évacué par un moyen de soutirage ou plusieurs moyens de soutirage, pouvant être avantageusement situés à une distance dau moins 0,5 e de la grille de sortie (et de préférence dau moins 0,75 e).
En effet, le mouvement des particules au sein du lit est globalement descendant verticalement, mais la circulation du gaz par exemple de la grille d'entrée (périphérie) vers la grille de sortie (collecteur central) a tendance à pousser les particules cassées ou les plus fines vers le centre. En conséquence, la proportion de ces particules fines ou cassées est plus forte près de la zone de sortie du fluide (du centre) que près de la zone d'entrée du fluide (paroi extérieure).Soutirer de manière différenciée en périphérie ou près du collecteur permet donc de mettre à profit cette différence de concentration pour offrir la possibilité d'un traitement différent des deux populations. II est ainsi possible d'envoyer directement les particules soutirées près de l'entrée du fluide (en périphérie) vers le réacteur suivant, sans traitement particulier, alors que les particules soutirées à proximité de la sortie du fluide (collecteur central) peuvent être traitées de manière particulière pour diminuer la proportion de particules fines ou cassées, voire même les éliminer complètement avant de les envoyer vers les réacteurs, récipients ou organes suivants. Ce flux étant différencié, il est bien entendu possible de lui faire suivre un circuit complètement ou partiellement différent de celui des autres particules.
L'explication donnée ici dans le cas d'un lit annulaire avec circulation centripète du fluide, est tout à fait similaire dans le cas d'un lit ayant un sens opposé de circulation de fluides ou une autre forme, par exemple parallélépipédique.
En réglant les débits de soutirage dans chacune de ces zones, il est possible de traiter, si besoin, une fraction plus ou moins importante de débit total de particules.
Le (au moins un) moyen de soutirage peut etre simplement constitué drun tube, de section circulaire, elliptique... collectant par son orifice supérieur les particules et les dirigeant vers une ouverture de renceinte évacuant les particules.
Avantageusement, ces tubes sont au moins en partie connectés pour rassembler les flux de particules souhaités et les évacuer ensemble par au moins une ouverture de l'enceinte.
Le (au moins un) moyen de soutirage peut comporter un orifice unique de forme annulaire de même axe que le lit, il a ainsi la forme aun anneau ouvert en sa partie supérieure pour collecter les particules, les particules étant dirigées vers au moins une ouverture de l'enceinte pour leur évacuation.
De préférence, les moyens de soutirage sont répartis sebn la symétrie du lit. Par exemple, pour une enceinte comportant un lit à section annulaire, les moyens de soutirage seront répartis selon au moins une ligne circulaire.
Ainsi qu'il a été précédemment décrit, un moyen de soutirage peut être constitué par l'ouverture de enceinte elle-même.
Dans le cas dun lit mobile de forme parallélépipédique, au moins un moyen de soutirage peut comporter un orifice unique de section rectangulaire de même axe que le lit.
L'invention s'applique donc particulièrement bien dans le cas de lit mobile circulant dans le volume délimité entre 2 grilles concentriques, le fluide traversant le lit de la périphérie (grille de plus grand diamètre) vers le centre, la grille de plus petit diamètre formant alors un collecteur central par lequel s'évacue le fluide.
L'invention est des plus avantageuses dans le cas de lit mobile découpé par secteurs, par exemple au moyen d'au moins une (ou deux) paroi placée dans le lit selon une direction sensiblement parallèle au sens de l'écoulement de l'ensemble des particules et sensiblement parallèle au sens de récoulement du fluide. Dans le cas de lit annulaire par exemple, il s'agit de paroi (s) entre les grilles d'entrée et de sortie.
De façon préférée, L'enceinte comporte au-dessus de chaque secteur au moins un moyen de distribution des particules situé a une distance d'au moins 0,5 e de la grille de sortie, et elle comporte à la partie inférieure du lit au moins 1 et avantageusement 2 moyens de soutirage par secteur.
L'invention est avantageuse en ce qu'elle permet le réglage séparé des débits en particules au niveau des moyens de distribution, chaque moyen de distribution étant muni d'un moyen de réglage du débit des particules le traversant, en ce qu'elle permet également le soutirage séparé par secteurs desdites particules et ainsi le contrôle de la régularité de l'écoulement du lit par secteurs. Dans ce cas, l'exploitant choisi le moyen de distribution et le moyen de soutirage (nombre d'orifice, géométrie...) par secteur selon les besoins.
L'invention sera mieux comprise à partir des figures suivantes: - figure 1: mode de réalisation en réacteur cylindrique avec 2 grilles ; on a ici représenté un
réacteur à lit mobile typique du réformage catalytique, à titre illustratif mais non limitatif; - figure 2 : vue de dessus du moyen de répartition de la figure 1 - figure 3 : une réalisation d'un moyen de répartition à un seul orifice annulaire - figure 4 : une réalisation d'un moyen de répartition à orifices consécutivement reliés - figure 3A : une perspective du moyen de répartition de la figure 3 - figure 2A une perspective du moyen de répartition de la figure 2 - figure 5: mode de réalisation en compartiment parallétepipéldique avec 2 grilles, - figures 6 et 7: vues des moyens de soutirage.
réacteur à lit mobile typique du réformage catalytique, à titre illustratif mais non limitatif; - figure 2 : vue de dessus du moyen de répartition de la figure 1 - figure 3 : une réalisation d'un moyen de répartition à un seul orifice annulaire - figure 4 : une réalisation d'un moyen de répartition à orifices consécutivement reliés - figure 3A : une perspective du moyen de répartition de la figure 3 - figure 2A une perspective du moyen de répartition de la figure 2 - figure 5: mode de réalisation en compartiment parallétepipéldique avec 2 grilles, - figures 6 et 7: vues des moyens de soutirage.
Sebn la figure 1, le réacteur constituant l'enceinte comporte une paroi 1 cylindrique, un fond 2, un toit 3, une grille extérieure 4 cylindrique selon l'axe du réacteur et une grille intérieure 5 cylindrique, concentrique à la grille 4 mais de plus petit diamètre.
Par au moins une ouverture 6 dans le toit sont introduites les particules solides S qui sortent du fond de l'enceinte par au moins une ouverture 7, le lit mobile des particules circulant entre les 2 grilles.
Par au moins une ouverture 8 dans la partie haute du réacteur, est introduit le fluide F qui traverse le lit, est collecté dans le volume inteme délimité par la grille 5 et sort du réacteur par au moins une ouverture 9 de la partie basse du réacteur. Le fluide traverse le lit dans un sens prindi;alernent différent de l'écoulement de l'ensemble des particules.
Dans cette figure, r (les) ouverture(s) pour l'introduction et la sortie du fluide sont disposées pour faire circuler le fluide de l'espace annulaire délimité par la paroi de renceinte et la grille extérieure de plus grand diamètre vers le volume inteme délimité par la grille de plus petit diamètre, d'où il sort.
Selon l'invention, les particules sont introduites par l'intermédiaire d'au moins un moyen de distribution 10 qui est représenté de manière simplifiée en vue de dessus sur la figure 2.
Ce moyen est ici constitué de 6 tubes 11, de section circulaire, du moins en ce qui conceme leur orifice ouvert sur b lit. Lesdits orifices sont répartis sur le pourtour du lit, la répartition est régulière.
Ils sont situés (leurs centres) à une distance d'au moins 0,5 e de la grille de sortie 5, e étant l'épaisseur du lit, c'est-àclire la distance entre les 2 grilles 4 et 5 concentriques et parallèles.
La figure 2A représente en perspective le moyen de distribution, avec un conduit 14 amenant les particules qui se distribuent sur les tubes 11.
La figure 3 représente en vue de dessus une réalisation où le moyen de distribution comporte un seul orifice annulaire 12 et en perspective (figure 3A).
La figure 4 représente un moyen de distribution avec une continuité d'orifices 13 consécutivement reliés. Selon l'invention, trois parois 27 délimitent trois secteurs 28 dans le lit mobile.
Sur la figure 5 est représentée une coupe d'un compartiment dit parallélépipédique 1 avec ses parois 16 et 17, comportant 2 grilles planes parallèles 18 et 19 entre lesquelles circule le lit mobile S, selon une direction ici verticale le fluide F amené perpendiculairement à S dans espace 20 délimité par la paroi 16 et la grille 18 traverse le lit S et est collecté dans respace 21 entre b paroi 17 et la grille 19, d'où il sort.
Le moyen de distribution 22 par lequel arrivent les particules S, est ici de forme parallélépipédique parallèle aux grilles et comporte un seul orifice de section rectangulaire pour l'écoulement des particules cet orifice présente un plan de symétrie sensiblement parallèle à la grille de sortie du fluide et il couvre toute la largeur du lit. L'épaisseur du lit est définie par rapport à la distance traversée par le fluide dans une direction perpendiculaire au
plan de la gnlle de sortie et la largeur correspond a la dimension horizontale du lit dans un
plan frontal parallèle au plan de la grille de sortie.
plan de la gnlle de sortie et la largeur correspond a la dimension horizontale du lit dans un
plan frontal parallèle au plan de la grille de sortie.
Sur les figures 6 et 7, les moyens de soutirage ont été représentés.
On reconnaît sur la figure 6 un réacteur 1 avec un lit mobile S descendant maintenu entre 2grilles4 et 5.
Le fluide F circule de la périphérie vers le centre, et ressort par rouverture 9 de renceinte.
Les particules solides S sont soutirées: - dune part, dans le moyen de soutirage 23 situé à une distance d'au plus 0,5 e de la grille
de sortie 5. L'épaisseur e est ici constante sur tout le lit, comme d'ailleurs dans les figures
précédentes (mais cette disposition n'est pas limitative), - d'autre part, dans le moyen de soutirage 24, qui est ici situé à une distance d'au moins 0,5 e
de la grille de sortie.
de sortie 5. L'épaisseur e est ici constante sur tout le lit, comme d'ailleurs dans les figures
précédentes (mais cette disposition n'est pas limitative), - d'autre part, dans le moyen de soutirage 24, qui est ici situé à une distance d'au moins 0,5 e
de la grille de sortie.
La vue de dessus simplifée de la figure 7 montre plusieurs moyens de soutirage, regroupés en 2 séries (25 et 26): rune (25), à une distance dau plus 0,5 e de la grille de sortie et rautre (26), à une distance aau moins 0,5 e de la grille de sortie.
Les moyens de soutirage sont des tubulures 23, 24, représentées en section circulaire ici (mais toute autre forme peut convenir), réparties régulièrement sur 2 lignes circulaires.
Les sections, le nombre des moyens et leur disposition varient en fonction des besoins de l'exploitant, et notamment en fonction de la vitesse de déplacement du lit.
On voit clairement que le mode de réalisation par secteurs tel que précédemment décrit et représenté sur la figure 4 est alors très avantageux.
Les représentations des moyens de distribution et de soutirage ont été fates séparément pour une meilleure compréhension, mais la description de l'invention montre que ces moyens sont avantageusement combinés dans la même enceinte.
On n'a par ailleurs pas représenté un moyen de soutirage d'une enceinte selon l'invention, comprenant un orifice unique circulaire ou rectangulaire, car la réalisation est similaire à celle du moyen de distribution des figures 3 et 5, excepté la position de l'orifice par rapport à la grille de sortie qui est avantageusement différente, ainsi que décrit précédemment.
Claims (15)
1. Enceinte délimitée par au moins une paroi, comportant: . au moins une grille délimitant un lit mobile de particules granulaires solides d'épaisseur e,
qui circule dans l'enceinte dans une direction sensiblement parallèle à ladite grille; . au moins une ouverture pour l'introduction d'au moins un fluide qui circule dans ledit lit
dans une direction principale différente de celle de rensemble des particules, et sort du lit
par au moins une grille dite de sortie, . au moins un moyen de soutirage des particules de l'enceinte, . au moins une ouverture pour l'introduction des particules dans Enceinte, par
l'intermédiaire d'au moins un moyen de distribution desdites particules, ledit moyen étant
situé au-dessus du lit mobile des particules et ledit moyen comportant au moins un orifice
pour l'écoulement des particules, ledit ou lesdits orifices étant situés à une distance dau
moins 0,5 e de la grille de sortie
2. Enceinte selon la revendication 1, comportant au moins deux moyens de soutirage pour
évacuer au moins deux flux de particules.
3. Enceinte selon l'une des revendication précédentes, comportant au moins une paroi
divisant le lit en secteurs, et comportant au-dessus de chaque secteur au moins un
moyen de distribution des particules situé à une distance d'au moins 0,5 e de la grille de
sortie, et comportant à la partie inférieure du lit de chaque secteur au moins un moyen de
soutirage.
4. Enceinte selon rune des revendications précédentes, comportant au moins un moyen de
soutirage situé à une distance d'au plus 0,5 e de b grille de sortie.
5. Enceinte selon rune des revendications précédentes, comportant au moins un moyen de
soutirage situé à une distance dau moins 0,5 e de la grille de sortie.
6. Enceinte selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle au moins une partie
des orifices du (des) moyen(s) de distribution est située à une distance d'au moins 0,75 e
de la grille de sortie.
7. Enceinte selon rune des revendications précédentes, dans laquelle au moins une partie
des moyens de soutirage est située à une distance d'au plus 0,25 e de la grille de sortie.
8. Enceinte selon rune des revendications précédentes, dans laquelle au moins une partie
des moyens de soutirage est située à une distance d'au moins 0,75 e de la grille de sortie.
9. Enceinte selon rune des revendications précédentes, comportant un lit mobile de forme
annulaire, dans laquelle au moins un moyen de distribution comporte un orifice unique de
forme annulaire, de même axe que le lit.
10. Enceinte selon l'une des revendications précédentes, comportant un lit mobile de forme
annulaire, dans laquelle au moins un moyen de soutirage comporte un orifice unique de
forme annulaire, de même axe que le lit.
11. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 8, comportant un lit mobile de forme
parallélépipédique, dans laquelle au moins un moyen de distribution comporte un
orifice unique de section rectangulaire, de même axe que le lit.
12. Enceinte selon rune des revendications 1 à 8 et 11, comportant un lit mobile de forme
parallélépipédique, dans laquelle au moins un moyen de soutirage comporte un orifice
unique de section rectangulaire, de même axe que le lit.
13. Enceinte selon rune des revendication précédentes, dans laquelle au moins un moyen
de distribution comporte au moins un orifice de forme elliptique
14. Enceinte selon rune des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est
constituée dun réacteur contenant un lit mobile de particules catalytiques.
15. Enceinte selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'il s'agit d'un réacteur de
réformage catalytique.
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