FR2761371A1 - Four tubulaire a radiation multi-zones a ecoulement de gaz de combustion uniformise pour la decomposition thermique d'hydrocarbures en presence de vapeur d'eau - Google Patents

Abstract

1. Four tubulaire à radiation multi-zones, à écoulement de gaz de combustion uniformisé, comprenant une zone de radiation principale inférieure (1) , une zone de radiation secondaire (2) à flux thermique plus faible disposée au dessus de la zone principale et constituant également une zone de collecte de gaz de combustion, ce four comprenant au moins deux nappes paralleles de tubes verticaux (5) , chauffées des deux cotés par des gaz de combustion à écoulement ascendant, et traversant les zones de radiation principale et secondaire, ce four comprenant également au moins un corps (10) disposé entre la zone principale et la zone secondaire d'une part, et entre les deux nappes de tubes d'autre part, ce corps créant une restriction pour accélérer les gaz de combustion et régulariser leur transfert de la zone principale vers la zone secondaire, par au moins deux sections de sortie allongées disposées de part et d'autre du dit corps (10) .

Description

L'invention concerne un four tubulaire à radiation pour la décomposition thermique d'hydrocarbures en présence de vapeur d'eau. De tels fours sont utilisés notamment pour le vapocraquage d'hydrocarbures, par exemple d'éthane, de propane, de butane, ou de fractions telles que du naphta ou des gazoles atmosphériques ou sous vide, pour la production d'éthylène et de propylène. De tels fours sont également utilisés pour le vaporéformage d'hydrocarbures, par exemple de méthane, pour la production d'hydrogène ou de mélanges H2/CO.

Ces fours comprennent typiquement une zone de convection pour le préchauffage de la charge et une zone de radiation, ou zone réactionnelle, à flux thermique plus élevé permettantde réaliser la conversion des hydrocarbures à des températures comprises typiquement entre 650 et 950"C.

La charge préchauffée et additionnée de vapeur d'eau circule dans des faisceaux tubulaires disposés dans l'enceinte de radiation, selon une ou plusieurs passes, c'est à dire un ou plusieurs passages verticaux le long de la hauteur de la zone de radiation. Les tubes sont en alliage réfractaire et leur température de peau est généralement comprise entre 800 et 1 200 C.

Dans le cas du réformageà la vapeur, les tubes contiennent du catalyseur.

Les fours comprennent généralement une nappe unique de tubes verticaux, chauffée par deux zones de chauffes comprenant deux parois radiantes situées de part et d'autre de la nappe de tubes. Généralement, chaque zone de chauffe comprend des brûleurs de sole verticaux et des brûleurs de paroi.

On connaît également des fours comportant au moins deux nappes de tubes verticaux chauffés de chaque côté. On pourra notamment consulter les brevets européens EP 0 366 270 A2 et EP 0 519 230 Al qui décrivent de tels fours à au moins deux nappes de tubes.

Dans ce type de four, la zone de chauffe comprise entre les deux nappes est chauffée par de gros brûleurs verticaux, soit de sole soit de voûte, ou plafond.

L'écoulementdes gaz de combustion et leur circulation entre la zone centrale et les zones des parois latérales est difficilementmaitrisabledans la partie supérieure de la zone de radiation, notamment s'il y a une zone de convection unique. En effet, les gaz de combustion tendent naturellement à converger vers l'entrée de la zone de convection et cessent d'avoir un écoulement global vertical, toument prématurément vers l'entrée de la zone de convection ce qui pose des problèmes importants du fait de la non uniformité du flux thermique reçu par les tubes.

Ce type de four présente donc des inconvénients importants du point de vue thermique et principalement au niveau de la circulation et de l'évacuation non uniforme et non symétrique des gaz de axnbustion. Il est néanmoins intéressant car il est très économique au niveau de la constwction du fait qu'il permet de n'avoir que deux parois principales radiantes pour plusieurs faisceaux de tubes, alors que les fours à une nappe de tubes ont deux parois radiantes principales pour un seul faisceau de tubes.

On connait par ailleurs des fours ayant une bonne évacuation, sensiblement uniforme, des gaz de combustion: Ces fours comportent une pluralité de carneaux, ou conduits d'évacuation de gaz de combustion, disposés sur la sole du four, chacun de ces conduits étant constitué d'une stucture autoporteuse comportant un grand nombre d'orifices d'évacuation de gaz de combustion. Cette conception d'évacuation des gaz de combustion par un tres grand nombre de points necessite donc la mise en oeuvre d'un réseau complexe de cameaux qui doivent etre réunis en aval(vis à vis de l'écoulement des gaz de combustion) dans une zone de collecte de gaz de combustion pour l'alimentation de la zone de convection, cette zone de collecte étant décalée par rapport à la zone de radiation du four. L'équilibrage des débits de gaz passant par les nombreux offices implique la mise en oeuvre de pertes de charges importantes et la nécessité d'utiliser des cameaux pers par une multiplicité d'orifices à vitesse de circulation de gaz élevée (du fait des pertes de charge importantes). Ceci implique l'utilisation, pour la réalisation de ces cameaux, de matériaux réfractaires denses à forte résistance mécanique, donc lourds ce qui restreint leur utilisation, dans la pratique industrielle, à une disposition sur la sole du four.

Pour éviter ces inconvénients, on a proposé dans la demande de brevet français
No: 97 02718 de réaliser un four tubulaire comportant une pluralité de nappes de tubes verticaux, disposées parallèlement, chauffé principalement dans sa partie inférieure par des bruleurs de sole, comportant entre deux nappes de tubes un corps ou noyau constituant une restriction pour le passage et l'évacuation des gaz de combustion depuis la zone principale de radiation vers une zone de collecte de ces gaz de combustion disposée au dessus de cette zone principale de radiation et traversée par les nappes de tubes. La zone de collecte constitue une zone d'échange thermique additionnel, à la fois radiatif et convectif. Le noyau constitue un élément permettant d'uniformiser le transfert des gaz de combustion vers la zone supérieure de collecte le long d'au moins deux sections de passage allongées situées de part et d'autre du noyau. Cette conception présente trois avantages par rapport à la conception avec des cameaux à points d'évacuation multiples: - on obtient une évacuation des gaz de combustion de la zone principale de radiation, qui est uniformisée et spatialement répartie sans avoir de perte de charge supplémentaire due à l'entrée des gaz dans les orifices des cameaux (pas de carneaux).

- la zone de collecte des gaz de combustion est une zone supplémentaire d'échange thermique; - le noyau qui à la différence d'un cameau ne comporte pas d'orifices d'entrée de gaz à vitesse élevée requiert une résistance mécanique moindre et peut etre réalisé avec des matériaux plus légers tels que des panneaux réfractaires semidenses et/ou fibreux, ce qui permet de l'accrocher ou le suspendre en partie supérieure de la zone de radiation et non pas sur la sole du four. Cela permet alors d'installer facilement des échangeurs de trempe des effluents du four , communs pour les effluents de tubes provenant de plusieurs nappes, juste au dessus de la zone de collecte des gaz de combustion, à proximité immédiate des points de sortie des effluents.

Le, ou les noyaux lorsqu'il y a trois nappes de tubes au moins, sont typiquement constitués par des volumes creux assemblés à partir de panneaux réfractaires plans pouvant en particulierformerun dièdre de sommettournévers le bas.

Ces noyaux, qui sont entourés de gaz de combustion à des températures typiques de 1000 à 1200 degrés C, peuvent etre supportés et/ou rigidifiés par des éléments de structure soit en matériaux réfractaires, en alliages metalliques réfractairesou non réfractaires, ces éléments de structure pouvant etre refroidis par divers fluides tels que de l'air, de l'eau sous pression, de la vapeur notamment de dilution ou la charge d'hydrocarbures elle-meme. A titre d'exemple les panneaux peuvent etre renforcés par un grillage metallique réfractaire disposé sur la face interne du noyau, et supportés par un assemblage de tubes ou faisceau tubulaire avantageusement calorifugé, ou isolé thermiquement, et refroidi par circulation d'eau sous pression du réseau d'alimentation des échangeurs de trempe.

L' objet de l'invention est un four économique à au moins deux nappes de tubes verticaux, du type préoédemment décrit ayant des éléments ou corps pour la distribution spatiale et l'uniformisation de l'évacuation des gaz de combustion, ces corps étant de conception plus simple et pouvant etre plus légers et plus faciles à supporter que les noyaux précédemmentdécrits.

L'invention propose à cet effet un four tubulaire de chauffage par radiation pour la décomposition thermique d'hydrocarbures en présence de vapeur d'eau, comprenant: - une zone de radiation comprenant au moins deux nappes sensiblement paralleles de tubes verticaux de circulation d'un mélange d'hydrocarbures et de vapeur d'eau, chacune des deux nappes étant chauffée des deux cotés par des flux de gaz de combustion à écoulementglobalement ascendant, - au moins une rangée de brûleurs sensiblement verticaux disposés dans une partie inférieure de la zone de radiation, et émettant des flux de gaz de combustion dans l'espace situé entre les deux nappes de tubes, caractérisé en ce que la zone de radiation comprend une zone principale inférieure à flux thermique le plus élevé et une zone secondaire supérieure à flux thermique relativement plus faible disposée au dessus de la zone principale précitée, la zone secondaire constituant également une zone de collecte des gaz de combustion pour leur évacuation vers au moins une zone de convection, ces deux zones, principale et secondaire étant traversées par les nappes de tubes, le four comportant également un corps d'épaisseur relativement faible par rapport à ses autres dimensions, disposé entre les deux nappes de tubes d'une part, et entre ladite zone principale et ladite zone secondaire d'autre part, ce corps créant une restriction pour accélérer les gaz de combustion et permettre leur transfert de la zone principale vers la zone secondaire par au moins deux sections allongées, disposées de part et d'autre du dit corps.

Ainsi, le corps disposé entre les deux nappes crée une restriction pour le passage des gaz de combustion de la zone principale vers la zone secondaire, ces deux zones ayant une section de passage plus élevée, ce qui crée une perte de charge modérée tendant à uniformiser le transfert des gaz. Cette perte de charge est néanmoins notablement plus faible que celle provoquée par des orifices d'évacuation de cameaux.

D'autre part, cela oblige l'écoulementdes gaz de combustion, en contoumant le dit corps à être subdivisé en deux parties, ce qui évite une évacuation en un point unique de la zone de radiation, et impose au contraire une évacuation répartie, par deux zones allongées, avec une dispersion spatiale à la fois transversale et longitudinale.

L'effet global du corps est donc de stabiliser et de contrôler l'évacuation régulière des gaz de combustion de la zone principale de radiation, et par conséquent de garantir leur bonne circulation dans cette zone. Cette évacuation est réalisée de préférence symétriquement et au niveau des nappes de tubes, ce qui augmente les transferts convectifs dans cette partie intermédiairede la zone de radiation.

Selon l'invention, le dit corps est relativement mince, assimilable à une surface telle que celle d'un panneau réfractaire. L'effet principal recherché de répartition spatiale et d'uniformisation du transfert des gaz de combustion est ainsi obtenu au moyen d'un dispositif plus simple et moins lourd que le noyau, assimilable à un volume fermé, typiquement décrit dans la demande de brevet précitée.

Le corps peut comprendre une simple plaque plane rectangulaire typiquement perpendiculaire aux nappes de tubes, ou plusieurs plaques planes juxtaposées, pouvant former un dièdre dont le sommet est dirigé vers le bas. De préférence,
I'arete de sommet du diedre est disposée sensiblement horizontalement et au milieu entre les deux nappes de tubes. L'angle au sommet du diedre est compris par exemple entre 40 et 120 degrés, et de préférence entre 50 et 100 degrés.

Les deux plans formant dièdre dont le sommet est toumé vers le bas permettent de capter de l'énergie thermique radiative provenant des brûleurs de sole disposés entre les deux nappes de tubes. Cette énergie thermique radiative est alors réémise de façon importante vers la partie supérieure des tubes car les deux plans du dièdre sont indinés, ce qui n'est pas le cas dans un four où la partie supérieure est un plafond horizontal, qui réémet préférentiellement l'énergie radiative vers le bas.

La section de passage des gaz de combustion au niveau de la restriction, et notamment des sections de passage allongées disposées autour du corps est réduite de préférence de 20% à 80% par rapport à la section de passage de ces gaz de combustion dans la zone principale de radiation.

Selon une autre disposition caractéristique, chacune des sections de passage allongées est traversée par l'une des deux nappes de tubes. Ainsi, l'évacuation des gaz de combustion est parfaitement centrée sur les deux nappes de tubes oe qui a pour conséquence qu'il n'y a pas de circulations préférentielles des gaz d'un coté ou de l'autre de chacune des nappes dans la zone principale de radiation. De plus l'accélération des gaz de combustion dans cette zone accélère également le transfert de chaleur par convection.

Selon une autre variante caractéristique, le corps comprend deux surfaces globalement planes, sensiblement verticales et parallèles au plan des deux nappes de tubes. La hauteur de ces surfaces sensiblement verticales est typiquement comprise entre 0,5 et 8 metres, et de préférence entre 1 et 6 metres.

Cette hauteur améliore les performances énergétiques du four. En effet les surfaces verticales du corps, de même que les surfaces de la zone de radiation également avantageusement verticales qui sont situées en vis à vis, de l'autre coté de chaque nappe de tubes (ces demiéres surfaces étant avantageusement décalées par rapport aux parois verticales principales de la zone de radiation du four) sont des surfaces peu exposées au rayonnement des flammes des bruleurs ou à celui des parois les plus chaudes de la zone de radiation du four. Ce sont donc de bonnes surfaces de captation de l'énergie résiduelle des gaz de combustion. Cette zone verticale de circulation à vitesse accélérée des gaz de combustion, autour de chaque nappe de tubes, peut donc également etre considérée commeune zone de transition à échange thermique radiatif et convectif, à tubes verticaux, réalisant une excellente récupération d'énergie sur les gaz de combustion, avant qu'ils n'alimentent la zone supérieure secondaire de radiation puis la zone de convection. On peut par exemple refroidir les gaz de combustion de 50 à 100 degrés de plus que dans la partie inférieure de la zone de radiation, ce qui constitue une récupération d'énergie très importante pour l'apport thermique à la zone réactionnelle. Dans cette zone, les parois réfractaires peuvent etre à surfaces étendues, par exemple à ailettes segmentées décalées, pour augmenter leur captation de chaleur par convection avec les gaz de combustion. Les tubes peuvent également avoir, dans cette zone, des ailettes externes (en plus d'éventuelles ailettes internes).

L'invention peut etre appliquée à différents types de four.

L'invention prévoit en particulier un four de vapocraquage comprenant une pluralité de reacteursde pyrolyse de type multipasse à nombre de passes compris entre 2 et 8, et de préférence à 2, 4, ou 6 passes.

Selon une variante caractéristique de l'invention, le four comprend une zone de convection unique disposée à un niveau supérieur à celui de la zone (de radiation) secondaire et décalée par rapport à celle-ci. Un tel four comprend typiquement des moyens (échangeurs) de trempe indirecte qui sont disposés au dessus de la zone de radiation secondaire et de collecte des gaz de combustion, et qui sont communs pour les
effluents provenant des différentes nappes de tubes. Cette disposition très intéressante du point de vue économique est impossible à réaliser pour des fours de vapocraquage dans le cas d'effluents et de gaz de combustion évacués par la sole du four.

Selon une disposition caractéristique préférée de l'invention, le four comprend, entre la zone principale et la zone secondaire de radiation une pluralité de sections de passage allongées, formant globalement une restriction, deux au moins de ces sections étant différentes (en particulier ayant des largeurs différentes) de façon à sensiblement égaliser les débits de gaz de combustion traversant ces diverses sections.

L'invention sera mieux comprise et d'autres détails et avantages apparaîtront plus clairementà la lecture due la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - La figure 1 représente schématiquement un four de vapocraquage comprenant deux nappes de tubes, selon la demande de brevet français précitée.

- La figure2 représente schématiquement un four de vapocraquage selon l'invention.

- La figure 3 représente schématiquement un autre four de vapocraquage selon l'invention.

- La figure 4 représente schématiquement un exemple de réalisation d'une partie d'un four de vapocraquage selon l'invention, comprenant un faisceau tubulaire refroidi supportant un corps réfractaire.

- La figure 5 (5A, 5B) représente schématiquement un exemple de réalisation d'une disposition de bruleurs pour le chauffage de la zone de radiation d'un four selon l'invention.

On se réfère tout d'abord à la figure 1, qui représente schématiquement un four de vapocraquage selon la demande de brevet précitée.

Ce four comporte une zone de radiation principalel, de hauteur H1, à deux nappes parallèles de tubes verticaux 5, chauffée par des brûleurs verticaux 6 disposés sur la sole du four, et une zone de radiation secondaire 2, de hauteur H2, sans bruleurs, située au dessus de la zone principale 1 et constituant également une zone de collecte des gaz de combustion.

La charge de vapocraquage est d'abord préchauffée dans une zone de convection 3 du four, puis craquée dans des serpentins, ou faisceaux de tubes verticaux 5, vus parallèlement aux plans des deux nappes ou faisceaux de tubes.

La charge craquée sort par la partie supérieure de la zone secondaire 2 de radiation et est trempée dans des échangeurs de trempe 4, puis traitée en aval par des moyens non représentés.

Ce four comporte également un noyau central 9 disposé d'une part entre les deux nappes de tubes 5, et d'autre part entre les zones de radiation principale 1 et secondaire 2. Ce noyau 9 oblige les gaz de combustion provenant de la zone principale inférieure 1 à le contoumeret à passer dans deux sections de passage allongées disposées de part et d'autre du noyau, à vitesse accélérée du fait de la restriction créée par ce noyau. Ceci conduit à assurer un transfert uniforme des gaz de combustion par les deux sections de passage allongées et évite que la circulation des gaz de combustion dans la zone principale 1 soit profondément perturbée, les gaz ne circulant plus verticalement mais tournant prématurément en direction de la zone de convection 3 ( vers la partie droite de la figure).

La zone intermédiaire au niveau du noyau constitue également une zone d'échange thermique supplémentaire, à échange convectif accru.

Ce noyau est assimilable à un volume fermé. Les fours de même type comportant plus que deux nappes de tubes comprennent plusieurs noyaux de ce type disposés parallèlement.

On se réfère maintenant à la figure 2, qui représente un four, en particulier de vapocraquage à quatre zones de chauffe et trois nappes de tubes, selon l'invention. II comprend, en plus d' éléments techniques déjà décrits à la figure 1, deux corps 10, disposés entre les nappes de tubes. Ces corps 10 sont de simples panneaux réfractaires, relativement minces, assimilables à des surfaces plus qu'à des volumes. Ces panneaux obligent les gaz de combustion à passer dans trois sections de passage allongées, à vitesse accélérée, ce qui répartit spatialement et rend plus uniforme leur transfert par ces sections allongées. Ainsi, les deux corps 10 obtiennent un résultat technique sensiblement équivalent à celui d'un four comportant des noyaux du type décrit à la figure 1 (comportant dans ce cas trois nappes de tubes et deux noyaux) pour l'objectif principal du controle d'un bon écoulement et d'une évacuation uniforme et répartie des gaz de combustion de la zone de radiation principale.

Ces corps 10 sont cependant notablement plus simples, plus légers et plus faciles à supporter que les noyaux précités.

On se réfère maintenant à la figure 3, qui représente une autre variante de réalisation d'un four selon l'invention.

Dans cette variante, les corps 10 sont un peu plus complexes mais apportent une fonction supplémentaire du point de vue des transferts thermiques: Ces corps 10 sont comme à la figure 2 assimilables à des éléments de surface, mais comprennent des parties formant un dièdre de sommet toumé vers le bas permettant de renvoyer vers la partie supérieure des tubes de la zone principale 1 de l'énergie radiative provenant des parties inférieures de la zone 1. Ils comprennent également des éléments verticaux pour intensifier les échanges convectifs dans la zone intermédiaire entre les zones principale et secondaire.

Ces corps 10 sont également plus simples et plus légers que des noyaux fermés de type précité.

Pour chacune des figures 2 et 3, la zone de convection n'est pas centrée au dessus de la zone de radiation secondaire supérieure mais est déportée d'un côté, ce qui permet de liberer l'espace au dessus de la zone secondaire 2, et de l'utiliser pour l'emplacementd'un ou de plusieurs échangeurs de trempe 4 constituant des moyens de trempe communs pour les effluents des trois nappes de tubes. Les tubes des demieres passes des différentes nappes se rejoignent au-dessus des corps 10, avant d'alimenter ces échangeurs de trempe communs 4, de capacité unitaire plus élevée, donc économiques.

Le déport de la zone de convection 3 d'un coté du four ne provoque pas, dans la zone de radiation principale 1, de passages préférentiels notables de gaz de combustion de ce coté, car l'écoulement de ces gaz de combustion est gouverné principalement par les pertes de charge de l'écoulement accéléré au niveau des trois sections allongées autour des corps 10, la hauteur H2 de la zone de radiation secondaire 2 relativement importante ayant pour conséquence que la perte de charge dans cette zone est modérée.

II est cependant possible suivant l'invention d'assurer un équilibrage sensiblement parfait des débits de gaz dans les trois sections allongées. Pour cela, on choisira des largeurs respectives, référencées dl, d2 et d3 différentes, calculées pour équilibrer les débits entre les trois sections (ceci conduit à équilibrer les pertes de charge globales à débit de gaz égal dans les différentes sections allongées, et à choisir une largeur plus faible, d3, pour la section allongée la plus proche de la zone de convection 3).

De préférence on choisira dl, d2 et d3 au plus égales à 0,7 H2, et di et d2 entre d3 et 1,3 d3, en particulier entre 1,04 d3 et 1,25 d3.

Les façades verticales des corps 10 de la figure 3, et les parois verticales de la zone de radiation en vis à vis, qui peuvent etre à surface étendue aussi bien cote tubes que coté paroi, permettent de réaliser un échange thermique supplémentaire notable ou important, pouvant récupérer par exemple l'énergie correspondant à 50 ou 100 degrés de refroidissement des gaz de combustion.

On se réfèremaintenantà la figure 4, qui représente schématiquementun corps 10 du type décrit à la figure 3, constitué de panneaux réfractaires, semi-denses ou fibreux, supportés par des éléments de faisceau tubulaire 14 refroidis par exemple par circulation d'eau sous pression du réseau d'alimentation des échangeurs de trempe.

La figure 5A représente un exemple de réalisation d'une combinaison de bruleurs sensiblement verticaux permettant d'augmenter le flux thermique moyen dans la zone principale de radiation. En effet, les bruleurs verticaux à longue flamme et forte capacité unitaire, adaptés au chauffage de fours multi-zones selon l'invention et typiquement disposés sur la sole du four ont un profil vertical de flux thermique (( en cloche présentant notamment une zone inférieure à faible flux près du point d'émission des gaz de combustion. Pour limiter ou annuler ce déficit de puissance thermique dans la partie inférieure de la zone principale de radiation, il est possible d'associer à ces bruleurs principaux des bnrleurs additionnels de plus faible capacité unitaire, à relativement courte flamme, alimentés en air (ou air principal) à des niveaux voisins ou identiques pour obtenir un appoint de puissance thermique dans la zone de déficit des brûleurs principaux. Ces bruleurs additionnels de capacité unitaire plus faible ont typiquement des vitesses d'éjection de gaz de combustion plus faible et, de façon plus générale des conceptions ou réglages permettant de réduire au maximum leur longueur de flamme. Les bruleurs principaux peuvent avantageusement etre des bruleurs à combustion étagée et/ ou à recirculation, à bas taux de NOx et trés longue flamme, les bruleurs additionnels pouvant etre à combustion moins ou pas étagée, ou à prémélange plus important ou de toute conception connue ou nouvelle permettant d'obtenir une libération d'énergie importante sur une faible hauteur. Les bruleurs additionnels peuvent etre radiants ou sensiblement verticaux. Ils peuvent etre juxtaposés, ou alternés avec les bnrleurs principaux. On peut avantageusement disposer, entre les brûleurs principaux à longue flamme et les bruleurs additionnels à courte flamme et vitesse d'éjection des gaz de combustion typiquement plus faible, des éléments de paroi verticaux ou murets de façon à ne pas refroidir et/ou entrainerà grande vitesse les gaz émis par les bruleurs additionnels, par les gaz plus froids et à plus grande vitesse émis par les bruleurs principaux. On peut également disposer des éléments de paroi ou murets verticaux à proximité des bruleurs additionnels et diriger leur émission de gaz vers ces éléments de paroi pour accroitre le rayonnement thermique dans la partie inférieure de la zone de radiation. Tous ces éléments de paroi ou murets précités peuvent avoir une hauteur limitée comprise par exemple entre 0,5 et 3 mètres.

La figure 5A représente une rangée de bruleurs verticaux alternés à courte et longue flamme (respectivement référençés 7 et 6 ), sérarés sur une certaine hauteur par des murets verticaux 15, cette rangée de brûleurs, parallèle aux nappes de tubes étant vue selon une direction perpendiculaire à la rangée de bruleurs et aux nappes de tubes.

La figure 5B représente une vue de dessus d'un exemple de réalisation de deux rangées adjacentes de bnrleurs tels que décrits à la figure 5A, pour le chauffage d'une zone comprise entre deux nappes de tubes.

De façon générale, I'invention permet de concevoir des fours à deux, trois nappes de tubes ou plus ( il peut y avoir de nombreux corps disposés parallèlement et une ou deux zones de convection), sans problèmes coté écoulement des gaz de combustion, et avec des performances énergétiques améliorées.

L'invention n'est pas limitée aux exemples présentés mais pourra être utilisée également avec d'autres moyens techniques ou variantes de réalisation qui apparaîtront dairementà l'homme de l'art.

On ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant par ailleurs, en association aves l'invention, divers éléments technologiques, ou de procédé, ou de construction, ou différents matériaux ou éléments ou panneaux réfractaires ou dispositifs de renfortou d'accrochage de ces éléments, différents dispositifs pour fours ou faisceaux de tubes de four ou différents types de bruleurs ou dispositifs pour brûleurs, déjà connus de l'hommede l'art.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Four tubulaire de chauffage par radiation pour la décomposition thermique d'hydrocarbures en présence de vapeur d'eau, comprenant: - une zone de radiation comprenant au moins deux nappes sensiblement paralleles de tubes verticaux(5) de circulation d'un mélange d'hydrocarbures et de vapeur d'eau, chacune des deux nappes étant chauffée des deux cotés par des flux de gaz de combustion à écoulementglobalement ascendant, - au moins une rangée de brûleurs(6) sensiblement verticaux disposés dans une partie inférieure de la zone de radiation, et émettant des flux de gaz de combustion dans l'espace situé entre les deux nappes de tubes, caractérisé en ce que la zone de radiation comprend une zone principale (1) inférieure à flux thermique le plus élevé et une zone secondaire (2) supérieure à flux thermique relativement plus faible disposée au dessus de la zone principale précitée, la zone secondaire constituant également une zone de collecte des gaz de combustion pour leur évacuation vers au moins une zone de convection (3), ces deux zones principale et secondaire étant traversées par les nappes de tubes, le four comportant également un corps (10) d'épaisseur relativement faible par rapport à ses autres dimensions, disposé entre les deux nappes de tubes d'une part, et entre ladite zone principale et ladite zone secondaire d'autre part, ce corps créant une restriction pour accélérer les gaz de combustion et permettre leur transfert de la zone principale vers la zone secondaire par au moins deux sections allongées, disposées de part et d'autre du dit corps.

2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une zone de convection unique (3) disposée à un niveau supérieur à celui de la zone de radiation secondaire (2) et décalée par rapport à celle-ci, et des moyens (4) de trempe indirecte disposés au dessus de ladite zone secondaire, ces moyens étant communs pour les effluentes provenant des différentes nappes de tubes.

3. Four selon lune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend entre ladite zone principale (1 ) et ladite zone secondaire (2), une pluralité de sections de passage allongées, formant globalement une restriction, deux au moins de ces sections étant différentes, en particulier ayant des largeurs différentes, de façon à sensiblement égaliser les débits de gaz de combustion traversant ces diverses sections.