FR2980375A1 - DEVICE FOR EMPTYING CATALYTIC REACTORS. - Google Patents
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Abstract
Dispositif de vidage d'au moins un tube (1) d'un réacteur catalytique (30) constitué d'une pluralité de tubes (1) d'allure parallèle remplis d'un catalyseur se trouvant sous forme granulaire (2), comportant un système d'aspiration (4) des granules (2). Ce dispositif est caractérisé en ce que ledit système d'aspiration comporte un collecteur d'aspiration (4) disposé de manière à boucher l'une des extrémités d'un ou plusieurs tubes (1) et muni d'au moins un conduit d'évacuation (6) des granules (2) aspirés, une canne (7) d'injection d'air comprimé de longueur sensiblement égale à la longueur des tubes (1) étant insérée, à travers un orifice (8) du collecteur d'aspiration (4), dans chaque tube (1), chaque canne (7) étant coulissable dans son orifice (8) selon une direction d'allure parallèle à l'axe du tube (1) et reliée à un générateur d'air sous pression.Device for emptying at least one tube (1) of a catalytic reactor (30) consisting of a plurality of tubes (1) of parallel shape filled with a catalyst in granular form (2), comprising a extraction system (4) of the granules (2). This device is characterized in that said suction system comprises a suction manifold (4) arranged to plug one of the ends of one or more tubes (1) and provided with at least one duct of evacuation (6) of the granules (2) sucked, a rod (7) for injecting compressed air of length substantially equal to the length of the tubes (1) being inserted through an orifice (8) of the suction manifold (4) in each tube (1), each rod (7) being slidable in its orifice (8) in a direction parallel to the axis of the tube (1) and connected to a pressurized air generator .
Description
9803 75 1 Dispositif de vidage de réacteurs catalytiques La présente invention a trait à un dispositif de vidage de tubes dlilin réacteur catalytique constitué dliline pluralité de tubes dIlltIlure parallèle remplis dlilin catalyseur se trouvant sous forme granulaire. Elle concerne par ailleurs secondairement un procédé de vidage du catalyseur granulaire de tels réacteurs. Les réacteurs catalytiques concernés par Ifthvention sont constitués de plusieurs milliers de tubes verticaux, en général disposés verticalement, et qui présentent la particularité dIlltvoir une longueur importante par rapport à leur diamètre, typiquement dlilin rapport qui peut être de 1171rdre de 100 ou plus. Ce sont donc des tubes longs et fins. Selon un exemple dimensionnel que ll7In peut rencontrer en pratique, les tubes peuvent présenter un diamètre de 1171rdre de 20 à 30 mm pour une longueur supérieure à 2,5 m. Ils sont donc remplis dlilin matériau catalytique sous forme granulaire, parfois dIlltIlure sphérique, parfois dIlltIlure plutôt cylindrique ou de forme indistincte dont les dimensions sont en tout état de cause de 1171rdre de 5 à 10 mm, ou même un peu plus pour les plus gros. Llilitilisation de tels réacteurs catalytiques est très répandue dans Ifthdustrie chimique, où ils sont utilisés par exemple dans la synthèse de 1111tmmoniac, pour la fabrication dllItcide nitrique, dllItcide sulfurique, dllItcide acrylique, de formol, ainsi que dans la pétrochimie. Pour garantir un fonctionnement correct du réacteur, il est nécessaire de procéder à une vidange des billes ou granules selon une périodicité régulière. Il faut dans ce cas vider chaque tube du matériau granulaire usagé, pour aboutir in fine à un vidage de la totalité du réacteur, lors dlihne opération dite de déchargement du catalyseur. Le réacteur fait ensuite IlIbbjet dliline opération de remplissage avec des granules de matériau catalytique neuf, au cours dliline opération de chargement. This invention relates to a catalytic reactor dump device consisting of a plurality of parallel tubes filled with catalyst in granular form. It also relates secondarily to a method of emptying the granular catalyst of such reactors. The catalytic reactors concerned by the invention consist of several thousand vertical tubes, generally arranged vertically, and which have the particularity of having a large length relative to their diameter, typically a relative ratio of 1171 to 100 or more. They are therefore long and thin tubes. According to a dimensional example that ll7In can meet in practice, the tubes may have a diameter of 1171rst from 20 to 30 mm for a length greater than 2.5 m. They are therefore filled with catalytic material in granular form, sometimes with a spherical shape, sometimes with a rather cylindrical or indistinct shape, the dimensions of which are in any case 1171 from 5 to 10 mm, or even a little more for the larger ones. The use of such catalytic reactors is widespread in the chemical industry, where they are used for example in the synthesis of ammonia, for the manufacture of nitric acid, sulfuric acid, acrylic acid, formaldehyde and in petrochemistry. To ensure proper operation of the reactor, it is necessary to drain the beads or granules at regular intervals. In this case it is necessary to empty each tube of the used granular material, ultimately leading to emptying of the entire reactor, during a so-called operation of unloading the catalyst. The reactor then fills the filling operation with granules of new catalytic material during the course of the loading operation.
Le déchargement des tubes, en particulier, présente de nombreuses contraintes. La réalisation est dIlltbord fastidieuse car le nombre de tubes à vider est très important, impliquant des opérations répétitives du fait de ce grand nombre. Or, vider un tube nlibst pas une sinécure, comme on le verra dans la suite. Enfin, malgré la difficulté inhérente à cette opération, le facteur temps est important. The unloading of the tubes, in particular, has many constraints. The realization is fastidious because the number of tubes to empty is very important, involving repetitive operations because of this large number. Now, emptying a tube is not a sinecure, as will be seen later. Finally, despite the difficulty inherent in this operation, the time factor is important.
Les opérations de déchargement et de chargement des catalyseurs nécessitent en effet des arrêts de maintenance de lignes de production, qui doivent être les plus brefs possibles pour dEâvidentes raisons économiques. Par ailleurs, compte tenu des natures chimiques et physiques des catalyseurs, souvent constitués de métaux lourds, il est impératif dlibmpêcher, ou à tout le moins de limiter autant que possible, la génération et la dispersion de poussières afin que les opérateurs nlii soient pas ou peu exposés. Or, dans certaines configurations de réacteurs, le déchargement est effectué par gravité en ouvrant des orifices inférieurs permettant certes la libération des granules, mais générant dans le même temps des poussières indésirables. Les dimensions des granules ou des billes de catalyseurs étant significatives par rapport auxdits diamètre, Illine des difficultés principales réside dans le fait que les granules peuvent se coincer et former des bouchons quelle que soit la solution de vidage choisie. La difficulté nlibst pas moindre dans les cas où, pour optimiser le fonctionnement de réacteurs, plusieurs couches de nature différente de matériau granulaire peuvent être empilées dans chaque tube, avec des dimensions de granulés décroissantes de la couche supérieure à la couche inférieure. The unloading and loading of the catalysts necessitates maintenance shutdowns of the production lines, which must be as brief as possible for different economic reasons. Furthermore, given the chemical and physical nature of catalysts, often made of heavy metals, it is imperative to prevent, or at least limit as much as possible, the generation and dispersion of dust so that operators do not have or little exposed. However, in certain reactor configurations, the unloading is done by gravity by opening lower openings allowing certainly the release of the granules, but generating at the same time undesirable dust. The dimensions of the granules or catalyst beads being significant relative to said diameter, Illine major difficulties lies in the fact that the granules can get stuck and form plugs regardless of the chosen emptying solution. The difficulty is not less in the case where, to optimize the operation of reactors, several layers of different nature of granular material can be stacked in each tube, with decreasing granule dimensions of the upper layer to the lower layer.
En substance, sortir des granules présentant les dimensions évoquées de tubes longs et fins en un temps raisonnable et sans rejets intempestifs de poussières est incontestablement une opération difficile. Une des solutions préférentiellement utilisées jusqulibi consistait à aspirer les billes par le haut, au niveau de la paroi supérieure du réacteur où débouchent les tubes. In essence, leaving the granules with the evoked dimensions of long and fine tubes in a reasonable time and without unwanted discharge of dust is undoubtedly a difficult operation. One of the solutions preferably used jusqulibi was to suck the balls from above, at the upper wall of the reactor where the tubes open.
Dans ce cas, le déchargement des tubes slibffectue dans les pratiques connues au moyen des cannes daspiration tubulaires reliées à un système daspiration. Les dimensions, notamment diamétrales, de telles cannes daspiration doivent bien entendu dl bord leur permettre drêtre insérées dans les tubes, mais également dassurer le passage des granules, quelles que soient leurs dimensions. Pour pouvoir vider la totalité de chaque tube, la longueur de ces cannes se rapproche de celle des tubes, à environ 50 mm près, et des butées sont prévues pour empêcher les cannes daspiration de heurter et le cas échéant de déplacer les éléments qui ferment Ilibxtrémité inférieure des tubes. Ces derniers, nécessaires pour retenir les granules catalytiques, sont percées dl7brifices autorisant le passage du réactif gazeux. Les cannes daspiration sont maniées par des opérateurs qui les enfoncent, au fur et à mesure de lEâvacuation des granules consécutive à Ilàspiration, jusquau voisinage du fond du tube, et qui les retirent une fois Ilàspiration terminée. Cette technique présente de multiples inconvénients. En premier lieu, les dimensions respectives des différents composants rendent Ilàspiration peu efficace. La section de passage de Ilàir nécessaire à Ilàlimentation de Ilàspiration, en périphérie des cannes daspiration, nlibst en effet souvent pas assez importante puisque la plus grande partie de la section du tube doit être occupée par la section de la canne daspiration, condition nécessaire au passage de tous les granulés, notamment les plus grands. Llàir pénètre au surplus difficilement au travers du catalyseur, car les pertes de charge induites sont importantes. Les granules compactées se comportent en effet, dlilin point de vue fluidique, comme une sorte de bouchon. Trouver un bon compromis dimensionnel slàvère difficile. Augmenter la section daspiration pour assurer et faciliter le passage de toutes les granules réduit la section dlàrrivée dlàir, diminuant Ilibfficacité de Ilàspiration. Diminuer à Ighverse la section daspiration aboutit certes à augmenter la section dIlltrrivée clair mais réduit corrélativement la voie de passage des « billes » de catalyseur, dont les plus grandes peuvent avoir des difficultés à passer, et provoquer des coincements ou des phénomènes dIlltgglomération dans la canne, allant jusquI2 la boucher. In this case, the tube unloading slibffectue in known practices by means of tubular suction rods connected to a suction system. The dimensions, in particular diameter, of such suction rods must of course allow them to be inserted in the tubes, but also to ensure the passage of granules, whatever their size. To be able to empty the totality of each tube, the length of these rods approximates that of the tubes, to about 50 mm, and stops are provided to prevent the suction rods from hitting and if necessary to move the elements that close Ilibxtrémité lower tubes. The latter, necessary to retain the catalytic granules, are pierced with baffles allowing the passage of the gaseous reagent. The suction rods are handled by operators who push them in, as the granules are evacuated afterwards to the vicinity of the bottom of the tube, and withdraw them once the aspiration is complete. This technique has many disadvantages. In the first place, the respective dimensions of the various components render the suction very inefficient. The section of passage of Ilair necessary for the supply of suction, on the periphery of the suction rods, is in fact often not important enough since the greater part of the section of the tube must be occupied by the section of the suction rod, a necessary condition for the passage of all the granules, especially the larger ones. Llàir penetrates the surplus with difficulty through the catalyst, because the induced pressure drops are important. The compacted granules behave in fact, fluidly dlilin, as a kind of plug. Finding a good dimensional compromise is difficult. Increasing the suction section to ensure and facilitate the passage of all granules reduces the flow section by decreasing the efficiency of suction. The reduction of the suction section at the inlet certainly leads to an increase in the clear section, but correspondingly reduces the passageway for the catalyst "balls", the larger ones of which may have difficulty passing through and cause jamming or agglomeration phenomena in the cane. , going as far as the butcher.
Un tel scénario nE rien dfthimaginable, sachant de plus quIlltu cours de la phase de fonctionnement du réacteur, certaines granules de catalyseur peuvent se désagréger au moins partiellement, jusque sous forme de poussières. Celles-ci ont alors tendance à slikgglomérer, entre elles et avec des granules, formant des bouchons difficiles à aspirer au moyen de ce type de cannes dIlltspiration. Il devient parfois nécessaire dIlltjouter à IllItspiration proprement dite un moyen mécanique permettant le débouchage des tubes. Il peut sIlltgir dIII-nprimer aux cannes des mouvements de décolmatage, voire de prévoir des moyens de perçage ou de perforation mécaniques additionnels. Such a scenario is unimaginable, and in addition to knowing that during the reactor operating phase, some catalyst granules may at least partially disintegrate, even in the form of dust. These then tend to slikgglomerate, with each other and with granules, forming plugs difficult to suck by means of this type of rods of aspiration. It sometimes becomes necessary to add to the inhaler itself a mechanical means for unclogging the tubes. It may be possible to provide the rods with unclogging movements, or even to provide additional mechanical drilling or perforating means.
Ulhvention, remédiant globalement aux inconvénients évoqués, propose une solution dont la mise en oeuvre slàpparente à Illitilisation des cannes dIlltspiration, tout en garantissant un vidage efficace et rapide de chaque tube. A cet effet, le dispositif de Ifthvention, comportant également un système dIlltspiration des granules, se caractérise en ce que ledit système dIlltspiration comporte dliline part un collecteur dIlltspiration disposé de manière à boucher Ulule des extrémités dlilin ou plusieurs tubes et muni dIlltu moins un conduit dliâvacuation des granules aspirées. Le dispositif comporte dIlltutre part une canne dfthjection dIlltir comprimé de longueur sensiblement égale à la longueur des tubes qui est insérée, à travers un orifice du collecteur dIlltspiration, dans chaque tube, chaque canne étant coulissable dans son orifice selon une direction dIlltIlure parallèle à 1111txe du tube et reliée à un générateur clair sous pression. On ajoute en substance à IllItspiration qui existait dans Ilikrt antérieur une injection dIlltir dans le tube à laide de cannes prévues à cet effet, qui permettent en fait la fluidisation du matériau granulaire. Lfthjection dIlltir sous pression aboutit à la mise en suspension des granules, à la manière dlilin lit fluidisé, ce qui facilite ensuite leur aspiration. Afin dIlltssurer Ilibfficacité globale du dispositif et dlilviter que les poussières produites par 1111tir injecté ne soient expulsées par les orifices des éléments de fermeture des tubes, 1111tutre extrémité des tubes est de préférence bouchée de manière étanche par des bouchons ou une plaque. Les cannes dlihjection dIlltir ne sont jamais parcourues par des granules, à1171pposé des cannes dIlltspiration de 1111trt antérieur, et leurs dimensions ne sont dès lors pas tributaires de contraintes dimensionnelles liées aux dimensions relatives desdits granules et des tubes. Elles restent dans tous les cas fines afin de ne pas gêner Ilikoulement des granulés vers le collecteur dIlltspiration. Les cannes nlibntravent donc pratiquement pas les voies de passage que sont les tubes. Ulhvention, overcoming all the disadvantages mentioned, proposes a solution the implementation of which is similar to the Illitilization of the rods of aspiration, while ensuring an efficient and rapid emptying of each tube. For this purpose, the apparatus of the invention, also comprising a system for inhaling granules, is characterized in that said induction system comprises an intrusion manifold disposed in such a manner as to plug Ulula from the ends of the tube or several tubes and to provide at least one evacuation duct. aspirated granules. The device comprises a compressed injection pipe of length substantially equal to the length of the tubes which is inserted, through an orifice of the suction manifold, into each tube, each rod being slidable in its orifice in a direction parallel to the Illlllure of the tube and connected to a clear generator under pressure. In addition to the injection which existed in the prior art, an injection into the tube is added by means of rods provided for this purpose, which in fact allow fluidization of the granular material. The injection of pressure under pressure results in the pellets being suspended in the fluidized bed manner, which then facilitates their suction. In order to ensure the overall efficiency of the device and to prevent the dusts produced by the injection molding being expelled through the openings of the tube closure members, the end of the tubes is preferably sealed by stoppers or a plate. The injection rods of the invention are never traversed by granules, with the insertion rods of the previous 1111ttract, and their dimensions are therefore not dependent on dimensional constraints related to the relative dimensions of said granules and tubes. In any case, they remain fine so as not to impede the flow of the granules towards the inhalation collector. The rods thus hardly penetrate the passageways that are the tubes.
La section de passage des billes dans les tubes slàvère en fait largement suffisante, les billes ou granules étant retirés du tube sous IllItction combinée de 1111tir injecté qui remonte le long des parois du tube, et de IllItspiration placée à Ilibxtrémité supérieure dudit tube. LIIItir injecté dans le tube, qui a pour effet de fluidiser le matériau granulaire, réalise dans les faits un transport pneumatique des billes vers le haut du tube. Le collecteur dIlltspiration placé à Ilibxtrémité du tube extrait ensuite les billes ou granules hors du tube. Clibst bien la combinaison des deux actions qui permet Iliâvacuation progressive des granules des tubes soumis à IllItction conjointe de Ilihjection et de IllItspiration. The passage section of the balls in the tubes is in fact largely sufficient, the balls or granules being removed from the tube under the combined Illittion 1111tir injected which goes up along the walls of the tube, and IllItspiration placed at I'ibxtrémité upper said tube. The injection into the tube, which has the effect of fluidizing the granular material, in fact performs a pneumatic transport of the balls to the top of the tube. The suction manifold placed at the end of the tube then extracts the beads or granules out of the tube. It is a good combination of the two actions which permits the progressive evacuation of the granules of the tubes subjected to the joint injection of injection and inhalation.
Dans la solution de Ifthvention, contrairement aux configurations existantes, clibst le tube du réacteur qui est lui-même utilisé comme tube dIlltspiration. Selon une possibilité, la ou les cannes dlihjection dIlltir peuvent être reliées à un vibreur pneumatique, optimisant encore 113coulement des granulés vers le haut du tube, et évitant la formation éventuelle de bouchons. In the Ifthvention solution, unlike existing configurations, the reactor tube is itself used as an aspiration tube. According to one possibility, the injection rod or rods can be connected to a pneumatic vibrator, further optimizing the flow of granules to the top of the tube, and avoiding the possible formation of plugs.
Selon une première variante, le dispositif de vidage de Ifthvention peut ne comporter quIlline unique canne dlihjection dIlltir reliée par un flexible dIlltlimentation de la canne à un contrepoids guidé le long dlilin profilé, via une poulie équipant une première extrémité dudit profilé, auquel est fixé un distributeur pneumatique contrôlant 1111trrivée di t& comprimé. Le collecteur dIlltspiration peut quant à lui être fixé à une semelle comportant des moyens de solidariser le pied dlilin opérateur. De préférence, la seconde extrémité du profilé peut comporter un embout dimensionné pour sIlltjuster dans un tube du réacteur, de sorte que 1171pérateur puisse enficher le profilé à proximité du tube à vidanger, et avoir les mains libres pour manipuler la canne, qufil insère, fait descendre et remonte manuellement, en sIlltidant du contrepoids. LIIItlimentation en air comprimé et IllItspiration peuvent, selon Ifthvention, être réalisées via des nourrices respectivement dIlltlimentation et dIlltspiration qui sont communes à plusieurs cannes, permettant à plusieurs opérateurs de travailler ensemble sur le sol constitué de la plaque supérieure du réacteur. Des tuyaux flexibles relient 113quipement auxdites nourrices, respectivement le distributeur pneumatique et le conduit dliâvacuation du collecteur dlikspiration. Chaque opérateur place la semelle à laquelle est fixé son pied de sorte que le collecteur dlikspiration bouche Ilibxtrémité dlilin tube, puis introduit la canne dfthjection dIlltir dans IlDrifice quliblle comporte et commence le déchargement. Lliâtanchéité entre le collecteur et la plaque doit être la plus importante possible. Plus elle est importante, plus le dispositif dIlltspiration est évidemment efficace. According to a first variant, the emptying device of the invention may comprise only one single injection pipe connected by a hose for feeding the cane to a counterweight guided along the profiled pipe, via a pulley equipping a first end of said section, to which is fixed a pneumatic distributor controlling 1111trivate di t & compressed. The inhaler manifold can be attached to a sole having means for securing the operator's foot. Preferably, the second end of the profile may comprise a nozzle dimensioned to fit into a tube of the reactor, so that the operator can plug the profile close to the tube to be drained, and have the hands free to handle the rod, which it inserts, makes go down and up manually, using the counterweight. In accordance with the invention, the compressed air supply and the inhalation system can be carried out via feeding and inhalation feeders, which are common to several rods, enabling several operators to work together on the soil consisting of the upper plate of the reactor. Flexible hoses connect equipment to said nipples, respectively the pneumatic distributor and the evacuation duct of the collection manifold. Each operator places the sole to which his / her foot is fixed so that the suction manifold engages the end of the tube, then introduces the injection cane into the opening which comprises and starts unloading. The seal between the manifold and the plate must be as large as possible. The more important it is, the more the device of Illness is obviously effective.
Selon une autre variante, qui concerne le déchargement de plusieurs tubes en même temps, le dispositif de Ifthvention peut être constitué dlilin châssis support sur roues intégrant des moyens de guidage en translation dlilin groupe de plusieurs cannes dfthjection dIlltir, des moyens dlibntrainement desdites cannes, un collecteur dIlltlimentation en air comprimé et un collecteur dIlltspiration pour lesdites cannes, ainsi que des moyens de mouvoir et de diriger le châssis support. According to another variant, which relates to the unloading of several tubes at the same time, the device of Ifthvention can be constituted dlilin support frame on wheels incorporating guide means in translation dlilin group of several injection rods to Illiter, means 1'ibntrainement said rods, a a compressed air supply manifold and an intake manifold for said rods, as well as means for moving and directing the support frame.
Ces cannes, par exemple au nombre de huit, de préférence placées de façon verticale, permettent par conséquent de vider un nombre correspondant de tubes simultanément. Selon une possibilité, les moyens de guidage en translation des cannes dtlhjection dIlltir consistent en des chariots dlibntrainement montés coulissant librement sur des rails parallèles à la direction de déplacement des cannes dfthjection dIlltir et reliés entre eux par des bandes flexibles dIlltIlure parallèles à ladite direction. Plus précisément, selon une configuration propre à Ifthvention, les deux chariots montés aux extrémités des bandes flexibles supportent respectivement le collecteur dIlltlimentation en air comprimé des cannes, fixés à une première extrémité des cannes, et le collecteur dIlltspiration, placé au voisinage de 1111tutre extrémité des cannes prévue pour être insérée dans un tube. These rods, for example eight in number, preferably placed vertically, therefore allow to empty a corresponding number of tubes simultaneously. According to one possibility, the means for guiding in translation of the injection rods of Illiter consist of carriages arranged freely sliding on rails parallel to the direction of movement of the injection rods to Illiter and interconnected by flexible strips of Illure parallel to said direction. More precisely, according to a specific configuration of the invention, the two carriages mounted at the ends of the flexible strips respectively support the compressed air supply manifold of the canes, fixed at one end of the canes, and the suction collector, placed near the end of the rods intended to be inserted into a tube.
Ulltlimentation en air comprimé se fait donc par le haut alors que le collecteur dIlltspiration se situe sans surprise en bas, à proximité de la paroi dans laquelle débouchent les tubes à vidanger. Un vibreur peut de préférence être fixé au collecteur dIlltlimentation en air comprimé, lequel est fixé au chariot qui le supporte via des moyens dlàbsorption des vibrations de type silentblocs, de façon que lesdites vibrations ne soient pas répercutées au reste du châssis, et en particulier aux rails de guidage. Selon Ifthvention, la bordure du collecteur dIlltspiration prévu pour entrer en contact avec la plaque du réacteur dans laquelle débouchent les tubes est équipée dlilin joint. Il assure Iliâtanchéité et permet une aspiration efficace. Lliâtanchéité se trouve dIlltilleurs encore renforcée par les forces résultant de ladite aspiration, qui tendent à plaquer le collecteur contre la paroi. Selon une possibilité, les moyens dlibntrainement des cannes dfthjection dIlltir sont constituées dlilin vérin pneumatique disposé du côté du plan formé par les rails de guidage opposé au côté des chariots, la partie mobile du vérin entrainant un câble passant par un jeu de poulies disposées au voisinage de Ilibxtrémité des rails distale des roues et agencées de manière à démultiplier le déplacement de ladite partie mobile du vérin, ledit câble étant fixé en sortie des poulies au chariot supportant le collecteur dfthjection dIlltir. Le câble retient donc les chariots, et gère leur descente à mesure que de la longueur de câbles est « libérée » par le vérin, le poids de Il guipage mobile constitué des chariots, cannes, collecteurs llibntrainant vers le bas. La remonté obéit au mouvement inverse de la partie mobile du vérin. Les moyens de mouvoir et de diriger le châssis support consistent en un guidon solidarisé au châssis support, et que 1171pérateur manie afin dIlltmener le dispositif à llibndroit où il désire faire sa vidange. Le vérin et le collecteur dIlltlimentation en air comprimé peuvent dIlltilleurs être commandés chacun par un distributeur pneumatique placé sur le guidon. A cet égard, à des fins dIlltutomatisation, le dispositif peut comporter un capteur de fin de course du collecteur dIlltspiration relié au distributeur pneumatique commandant 112tlimentation en air comprimé, prévu pour actionner ce dernier lorsque le collecteur dIlltspiration entre en contact avec la plaque du réacteur dans laquelle débouchent les tubes. LIIItir comprimé nlibst injecté dans les cannes, par action manuelle ou automatique, que lorsque ledit collecteur dIlltspiration est plaqué contre la 20 plaque supérieure de la cuve, de manière à ne pas expulser dans IllIttmosphère de granules, billes et autres poussières. Pour faciliter le travail de 1171pérateur, le châssis support peut comporter des tétons de centrage sur les tubes du réacteur, positionnés sur le collecteur dIlltspiration par rapport aux cannes de telle sorte que, du fait de la 25 distribution spatiale régulière desdits tubes dans le réacteur, leur insertion dans deux tubes adjacents aboutit à centrer les autres cannes en face de tubes voisins. Pour ne pas risquer de heurter les systèmes de fermeture des tubes en fin de vidage, la ou les cannes dfthjection dIlltir comporte(nt) une butée 30 réglable apte à contrôler la longueur dfthsertion. The compressed air supply is therefore from the top while the dust collector is unsurprisingly at the bottom, close to the wall in which the tubes to be emptied open. A vibrator may preferably be attached to the compressed air supply manifold, which is attached to the carriage which supports it via means of adsorption vibration type silentblocs, so that said vibrations are not reflected in the rest of the chassis, and in particular to guide rails. According to the invention, the edge of the suction manifold intended to come into contact with the reactor plate into which the tubes open is equipped with a gasket. It provides waterproofing and efficient suction. The sealing is further enhanced by the forces resulting from said suction, which tend to press the collector against the wall. According to one possibility, the means for moving the injection rods of the invention are constituted by a pneumatic jack arranged on the side of the plane formed by the opposite guide rails at the side of the carriages, the mobile part of the jack driving a cable passing through a set of pulleys arranged in the vicinity. the end of the distal rails of the wheels and arranged to multiply the displacement of said movable part of the cylinder, said cable being fixed at the output of the pulleys to the carriage supporting the exhaust manifold Illiter. The cable thus retains the carriages, and manages their descent as the length of cables is "released" by the jack, the weight of the mobile guipage consisting of carriages, rods, collectors llibntrainant down. The lift obeys the reverse movement of the moving part of the cylinder. The means for moving and directing the support frame consist of a handlebar secured to the support frame, and that the operator handles to bring the device to the place where he wishes to empty it. The cylinder and the compressed air supply manifold can each be controlled by a pneumatic distributor placed on the handlebar. In this regard, for purposes of automation, the device may include an end-of-travel sensor of the suction manifold connected to the pneumatic distributor controlling the compressed air supply, intended to actuate the latter when the intake manifold comes into contact with the reactor plate in which open the tubes. The compressed tablet is injected into the canes, by manual or automatic action, only when said suction manifold is pressed against the upper plate of the tank, so as not to expel into the atmosphere granules, beads and other dusts. To facilitate the work of the operator, the support frame may comprise centering pins on the reactor tubes, positioned on the suction manifold with respect to the rods such that, due to the regular spatial distribution of said tubes in the reactor, their insertion into two adjacent tubes results in centering the other rods in front of neighboring tubes. In order not to risk hitting the closing systems of the tubes at the end of the emptying, the injection rod or rods has an adjustable stop capable of controlling the length of the insertion.
Comme on 112t mentionné auparavant, Ifthvention concerne également un procédé de vidage de tubes dlilin réacteur catalytique comportant une multitude de tubes dIlltIlure parallèle remplis dlilin catalyseur sous forme granulaire, utilisant un dispositif tel que décrit auparavant. As previously mentioned, the invention also relates to a method for emptying catalytic reactor liquid tubes comprising a plurality of parallel-filled tubes filled with a granular catalyst, using a device as previously described.
Ce procédé se caractérise, selon Ifthvention, par les étapes suivantes : - placement du collecteur dIlltspiration de manière à recouvrir Ilibxtrémité dlilin ou plusieurs tubes ; - introduction de la ou des cannes dfthjection dIlltir ; - activation de Ifthjection dIlltir ; - descente progressive de la ou des cannes ; - lorsque la totalité de la ou des cannes est insérée, arrêt de Ifthjection dIlltir ; et - remontée de la ou des cannes. En particulier, pour la variante « individuelle », si la canne dlihjection dIlltir est unique, la descente et la remontée slilffectuent par action sur le contrepoids après placement du collecteur dIlltspiration sur un tube. Llihvention va à présent être décrite au moyen des figures annexées, pour lesquelles : la figure 1 représente schématiquement le fonctionnement de Illhvention appliqué à un tube ; la figure 2 illustre un dispositif monocanne et son fonctionnement ; la figure 3 montre une représentation schématique dlilin dispositif multicannes permettant le vidage simultané de plusieurs tubes au moyen dlilin nombre correspondant de cannes dfthjection dIlltir actionnées ensemble ; la figure 4 en montre une vue de dessus ; la figure 5 représente un agrandissement de la partie basse du dispositif de la figure 3 et 4 ; et la figure 6 montre schématiquement un certain nombre dIbpérateurs actionnant des châssis supports individuels ou collectifs sur une calandre de réacteur catalytique. According to the invention, this method is characterized by the following steps: placement of the inhalation collector so as to cover the liquid end or several tubes; introduction of the injection nozzle or rods; - activation of the injection of Illiter; - Gradual descent of the rods; when the whole of the rod or rods is inserted, stop the injection molding; and - ascent of the rod (s). In particular, for the "individual" variant, if the injection pipe is unique, the descent and ascent are effected by acting on the counterweight after placing the suction manifold on a tube. The invention will now be described by means of the accompanying figures, in which: Figure 1 shows schematically the operation of Illhvention applied to a tube; Figure 2 illustrates a single-channel device and its operation; FIG. 3 shows a diagrammatic representation of a multichannel device allowing the simultaneous emptying of several tubes by means of a corresponding number of injection rods which are actuated together; Figure 4 shows a view from above; Figure 5 shows an enlargement of the lower part of the device of Figure 3 and 4; and Figure 6 shows schematically a number of operators operating individual or collective support frames on a catalytic reactor shell.
En référence à la figure 1, chaque tube (1) est rempli de matériau catalytique sous forme de granules ou de billes (2) empilées et reposant en partie inférieure sur un tripode (3) laissant passer le gaz réactif. Les tubes (1) sont vidés de la manière suivante : la partie supérieure débouchante du tube 5 (1) est recouverte par un collecteur dIlltspiration (4) doté dlilin joint dliâtanchéité (5) et dlihne conduite dliâvacuation des granules aspirés (6). Une canne dlihjection dIlltir (7) animée dlilin mouvement de translation symbolisé par la double flèche T coulisse dans un orifice (8) du collecteur dIlltspiration. Ulltir comprimé injecté, qui sliâcoule dans la direction de la flèche 10 F, fluidise clibst-à-dire met en suspension les granulés (2) de catalyseur au voisinage de la bouche inférieure de la canne dfthjection dIlltir (7), lesdites billes (2) étant alors facilement aspirées dans la direction FLar le collecteur dIlltspiration, du fait notamment de Illbspace résiduel confortable, par rapport aux dimensions des granules (2), qui subsiste entre la canne dfthjection clair 15 (7) et les parois du tube (1). Une plaque (9) placée sous chaque tripode (3) permet dIlltssurer la fluidisation jusquIlltu bout du tube (1), lorsque la canne (7) y est complètement insérée, en empêchant 1111tir injecté de sliâchapper vers le bas au travers des orifices que présente le tripode (3). Cette plaque (9) peut par 20 ailleurs avantageusement être prévue transparente de manière à contrôler la fin de 1171pération de vidage du tube (1). Le dispositif monocanne apparaissant en figure 2 comporte une unique canne dfthjection di t& (7) reliée par un flexible (10) pneumatique dIlltlimentation de la canne (7) en air comprimé à un contrepoids (11) guidé le 25 long dlilin profilé (12), le flexible (10) passant par une poulie (13) disposée à Ilibxtrémité supérieure du profilé (12). Un embout (14) est fixé à 1111tutre extrémité dudit profilé (12), dont les dimensions lui permettent dlJâtre enfiché dans un tube (1) du réacteur. Un distributeur pneumatique (15) est par ailleurs solidarisé au profilé (12), environ à hauteur des bras de 1171pérateur, 30 en vue de lui permettre de commander 1111trrivée dIlltir comprimé dans la canne (7). 2 9 803 75 11 LIDpérateur attache sa chaussure sur la semelle (16) au moyen de la sangle (17). Le collecteur dIlltspiration (4) est solidarisé à ladite semelle (16), de sorte que 1171pérateur se déplace en fait avec ledit collecteur (4), qufil lui suffit de poser de manière à boucher Ilibxtrémité dlilin tube (1), puis à descendre/monter la canne (7) coulissant dans Ilbrifice (8) en sIlltidant du contrepoids (11) qui facilite les manipulations pendant le coulissement. Une foislIbpération terminée, il se déplace vers un autre tube (1) et ainsi de suite, enfichant à chaque fois llibmbout (14) du profilé (12) dans un tube (1) du voisinage. Referring to Figure 1, each tube (1) is filled with catalytic material in the form of granules or balls (2) stacked and resting in the lower part on a tripod (3) passing the reactive gas. The tubes (1) are emptied in the following manner: the upper opening part of the tube 5 (1) is covered by an intake manifold (4) provided with a sealing gasket (5) and with an exhaust duct (8). An injection cane (7) animated dlilin translation movement symbolized by the double arrow T slides in an orifice (8) of the collector Illsir. An injected compressed tablet, which slices in the direction of the arrow 10 F, fluidises it, ie suspends the catalyst granules (2) in the vicinity of the bottom mouth of the injection pipe (FIG. ) being then easily sucked in the direction FLar the suction manifold, in particular due to the comfortable residual space, relative to the dimensions of the granules (2), which remains between the clear injection cane (7) and the walls of the tube (1) . A plate (9) placed under each tripod (3) makes it possible to ensure fluidization up to the end of the tube (1), when the rod (7) is completely inserted therein, by preventing the injection molding from slipping downwards through the orifices that are present. the tripod (3). This plate (9) can also advantageously be provided in a transparent manner so as to control the end of the emptying operation of the tube (1). The single-lever device shown in FIG. 2 comprises a single injection pipe (7) connected by a pneumatic hose (10) for feeding the cane (7) with compressed air to a counterweight (11) guided along the profiled pipe (12). the hose (10) passing through a pulley (13) disposed at the upper end of the profile (12). A tip (14) is attached to 1111tutre end of said profile (12), the dimensions allow it dlJâtre plugged into a tube (1) of the reactor. A pneumatic distributor (15) is furthermore secured to the profile (12), approximately at the height of the operator's arms, so as to enable it to control the flow of compressed air into the rod (7). 2 9 803 75 11 LIDPérateur attaches his shoe on the sole (16) by means of the strap (17). The suction manifold (4) is secured to said soleplate (16), so that the operator actually moves with said manifold (4), which it is sufficient to put so as to plug the ilibxtrémité dlilin tube (1), then down / mounting the rod (7) sliding in ilbrifice (8) sIlltidant Counterweight (11) which facilitates handling during sliding. Once the operation is complete, it moves to another tube (1) and so on, each time plugging (14) the profile (12) into a tube (1) of the vicinity.
Le dispositif multicannes est montré en figure 3 : il comporte un châssis support (20) monté sur roues (21, 21U et dirigeable au moyen dlihn guidon (22). Les cannes (7) sont guidées en translation sur ce châssis support à laide de chariots (23) dlibntrainement montés coulissant librement sur des rails (24) parallèles à la direction de déplacement des cannes (7) et reliés entre eux par des bandes flexibles (non représentées). Un câble (1081 coopérant avec un jeu de poulies (13, 13Q 13[41 est relié à la partie mobile dlilin vérin pneumatique (25). Un collecteur dfthjection dIlltir (26) est fixé au chariot (23) supérieur auquel est également fixé le câble (10U. Le jeu de poulie triple en pratique la course du câble (1081, permettant de conférer aux cannes (7) un déplacement dIlltmplitude voulue. Lesdites cannes (7) sont fixées au collecteur dfthjection (26) et guidées dans les chariots (23) comme cela apparaît en figure 4, où elles sont au nombre de huit guidées dans des orifices alignés de chaque chariot (23) et coulissant dans des orifices également alignés avec ceux des chariots (23) du collecteur dIlltspiration (4). Les chariots (23) se déplacent sous Ilibffet combiné de la gravité et du câble (1081 qui contrôle la descente et impulse la remontée lorsque le vérin (25) est commandé à cet effet. Ils sont reliées par des bandes flexibles latérales qui leurs permettent de se rapprocher les uns des autres en position basse, position représentée en figure 5. Ils sont guidés par des rails (24) via des roulements (27). Des tétons (28) permettent un positionnement du châssis support (20) tel que les cannes (7) sont situées en face de tubes (1) du réacteur, facilitant le travail de 1171pérateur en garantissant à 1111tvance le centrage desdites cannes (7) par rapport aux tubes (1). La géométrie dIII-nplantation de ces derniers dans le réacteur est connue, permettant de réaliser un positionnement relatif des tétons (28) et des cannes (7) sur le châssis support (20) autorisant un tel centrage. La figure 5 est en substance un agrandissement du bas de la figure 3, qui laisse mieux voir les chariots (23) et les roulements (27) qui leurs sont attachés de part et dIlltutre du plan moyen du chariot (23), ainsi que le rail (24) vertical avec lequel coopèrent lesdits roulements (27). Les chariots (23) y sont représentés proches les uns des autres, ce qui signifie que les cannes (7) sont introduites sur la quasi totalité de leur longueur dans les tubes (1). Le vérin (25) est disposé sur une console, de 1111tutre côté des chariots (23) par rapport à un plan vertical passant par les rails (24), dllbù la possibilité du fonctionnement démultiplié avec le câble (101 et le jeu de poulies (13 , 13Q 13g. Lorsque 1171pérateur, ayant enfiché les tétons (28) dans des tubes (1) voisins, décide de lancerl5pération de vidage de 8 tubes (1) simultanément, il actionne le vérin (25) au moyen dlilin premier distributeur pneumatique placé au niveau du guidon (22), puis il commande 1111trrivée dIlltir comprimé dans les cannes (7) à laide dlilin second distributeur pneumatique prévu à cet effet au niveau du guidon (22). LIlltrrivée dIlltir comprimé nlilst évidemment pas commandée avant que le collecteur dIlltspiration (4) ne soit plaqué au contact de la plaque supérieure (31) du réacteur (30), faute de quoi des granules (2) et des poussières seraient projetées dansIllItir. Compte tenu de la taille des réacteurs catalytiques (30), plusieurs opérateurs peuvent travailler simultanément sur la plaque supérieure (31) où débouchent les tubes (1), comme cela est représenté en figure 6, avec des dispositifs monocanne ou multicannes selon Ifthvention. A titre dlibxemple, une canne (7) est représentée en position basse. The multichannel device is shown in FIG. 3: it comprises a support frame (20) mounted on wheels (21, 21U and steerable by means of a handlebar (22) .The rods (7) are guided in translation on this support frame with the aid of carriages (23) freely movably slidable on rails (24) parallel to the direction of movement of the rods (7) and interconnected by flexible bands (not shown) A cable (1081 cooperating with a set of pulleys (13) 1310 is connected to the movable part of the pneumatic jack (25) and an injection manifold (26) is attached to the top carriage (23) to which the cable (10U) is also attached. stroke of the cable (1081, to give the rods (7) a displacement of desired magnitude.These rods (7) are fixed to the ejection manifold (26) and guided in the carriages (23) as shown in Figure 4, where they are number of eight guides in aligned apertures of each carriage (23) and sliding in orifices aligned with those of the carriages (23) of the suction manifold (4). The carriages (23) move under the combined effect of the gravity and cable (1081 which controls the descent and impulse the ascent when the cylinder (25) is controlled for this purpose.They are connected by flexible lateral bands which allow them to approaching each other in the low position, position shown in Figure 5. They are guided by rails (24) via bearings (27) .Nipples (28) allow positioning of the support frame (20) such as canes (7) are situated in front of tubes (1) of the reactor, facilitating the work of the operator by guaranteeing 1111tvance the centering of said rods (7) relative to the tubes (1) .The dIII-nplantation geometry of the latter in the reactor is known, allowing a relative positioning of the pins (28) and rods (7) on the support frame (20) allowing such a centering. <br/> Figure 5 is essentially an enlargement of the bottom of Figure 3, which allows better see the carriages (23) and the bearings (27) which are attached thereto from and to the middle plane of the carriage (23), and the vertical rail (24) with which said bearings (27) cooperate. The trolleys (23) are shown close to each other, which means that the rods (7) are introduced over almost their entire length in the tubes (1). The jack (25) is arranged on a bracket, 1111tutre side of the carriages (23) relative to a vertical plane passing through the rails (24), dllbù the possibility of operation multiplied with the cable (101 and the set of pulleys ( 13, 13Q 13g When the operator, having plugged the pins (28) into tubes (1) next, decides to start the emptying operation of 8 tubes (1) simultaneously, he actuates the cylinder (25) by means of dlilin first pneumatic distributor placed at the handlebar (22), then it controls 1111trriveeIlltir compressed in the rods (7) using dlilin second pneumatic distributor provided for this purpose at the handlebar (22) .Illtrrive dIlltir compressed nlilst obviously not ordered before the collector Illispiration (4) is pressed into contact with the upper plate (31) of the reactor (30), otherwise granules (2) and dust would be thrown into the air, given the size of the catalytic reactors (3). 0), several operators can work simultaneously on the upper plate (31) where the tubes (1) open, as shown in Figure 6, with single-channel or multichannel devices according to the invention. For example, a rod (7) is shown in the lower position.
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- 2011-09-26 FR FR1158567A patent/FR2980375B1/en active Active
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2012
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