Brevet FR2043848A1 — publié le 19710219

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la production de gaz protecteurs destinés en particulier à des processus de traitement thermique. Dans les processus de traitement thermique, on utilise, pour éviter les effets nuisibles des gaz de fouinée ou de l'air, c'est-à-dire pour la protection du produit à traiter, une atmosphère d un gaz protecteur tel que le gaz utilisé ne puisse pas avoir d'effets nuisibles sur la surface du produit à traiter. Les gaz protecteurs usuels ne doivent renfermer que de très faibles proportions de composants (C02, H20) provoquant des effets nuisibles. La production de ces gaz protecteurs s'effectue par combustion complète ou partielle de combustibles gazeux ou liquides. Un générateur de gaz protecteur normal-prodult, par une dissociation ayant lieu 9 des températures de 400 à 6000C, et avec un taux d'excès d'air Â = 0,5 à 0,6, un gaz contenant de 14 à 15% de vapeur d'eau. Les gaz produits avec les procédés et les dispositifs connus k l'heure actuelle ne peuvent-pas astre utilisés directement, car la présence de C02 et H20 provoque une décar buration et un calaminage. Pour empêcher cela, on fait passer le gaz protecteur ainsi produit dans des dispositifs de refroidissement et d'épuration montés en série, à l'aide desquels les composants nuisibles (C02, H20) peuvent être éliminds comRlètement ou en majeure partie.Par conséquent, les procédés connus ex1- gent des opérations compliquées (dissociationerefroidissement- épuration) ainsi que l'utilisation de dispositifs onéreux et compliqués. La présente invention vise à simplifier les procédés compliqués connus jusqu'ici, et à remplacer les générateurs onéreux, servant jusqu'ici à la production-du gaz protecteur, ainsi que les dispositifs de refroidissement et d'épuration Par conséquent, l'invention a pour objet un procédé et un dispositif de production de gaz protecteurs Le procédé conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait quton orale le gaz naturel etZou un autre combustible arrivant par un organe d'arrivée de combustible, complètement avec l'air arrivant par un organe d'arrivée d'air, et qu'on dissocie ensuite en gaz protecteur à l'aide du C 2 et de la vapeur d'eau contenus dans les gaz de fumée ainsi produits, un combustible secondaire arrivant par un organe d'arrivée de combustible secondaire. Selon l'invention, on utilise donc, dans un dispositif en forme de brûleurs les gaz de fumée obtenus après combustion complète du combustible, ainsi que le pouvoir calorifique de ces gaz, pour la dissociation de méthane ou d'un autre combustible en vue de la production d'un gaz protecteur. Suivant une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, on compense l'effet de refroidissement de la réac- tion ayant lieu ors de la dissociation du combustible secondaire, on empêche la précipitation de carbone par un catalyseur et on assure, à l'aide de ce catalyseur, le déroulement de la réaction à une température plus basse. Suivant une autre caractristique de l'invention; on assure, à l'aide d'un aspirateur de-.gaz muni d'un injecteur, un balayage rapide dans la chambre du four, un mélange intimeFavec l'air et une combustion rapide dans la chambre-de combustion de gaz, ce qui permet d'obtenir~, avec ce procédé, des gaz de fumée utilisables. Le dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend un organe d'arrivée de combustible et un organe d'arrivée d'air, une chambre de mélange comportant des ouvertures, une grille de--céramiquefavorisant la combustion complète, un catalyseur compensant l'effet de refroidissement et empêchant la précipitation de carbone-, un organe d'arrivez pour un combustible secondaire, et-une chambre de mélange et/ou de combustion Selon l'invention, il est avantageux que la chambre d'aspiration de gaz protecteur et de préférence de combustion de gaz est-équipée d'un aspirateur de gaz à injecteur. Pour la description plus détaillée de l'objetde- l'invenw tion, on va se référer au dessin annexé qui représente schématique- ment un exemple de realisation non limitatif du dispositif con- forme à l'invention. Sur la figure unique de ce dessin, on envoie, par un organe d'arrivée âe combustible 1, un combustible (gaz ouliquide pulvérisé) et, par un organe arrivée d'air 2, de leair-dans la chambre de mélange 3 dans laquelle le combustible brtle-en formant des gaz de fumée.Cependant, le produit-résultant de la combustion complète du combustible renferme encore du C02 et de la vapeur d'eau qui doivent Atre convertis au cours de la réaction de dissociation du combustible arrivant par l'organe d'arrivée de combustible secondaire 5 Pour le déroulement de la réaction, il faut assurer la diminution de la température d'équilibre et un mélange intime Une grille de céramique 4 assure le mélange et un catalyseur 6 assure la diminution de la température d'équilibre, par laquelle l'effet de refroidissement de la réaction peut être compensé et par laquelle la précipitation de carbone peut être empêchée.Ainsi Ainsi, la combustion complète peut être ache- ée sur un court traJet et les gaz de fumée produits conviennent à la dissociation de-méthane ou d'autres hydrocarbures, sans pré capitation de carbone La vapeur d'eau et- le. C02 sont liés par des réactions à des températures élevées, dans le dispositif de combustion même L'utilisation du gaz protecteur produit au cours de la. réaction permet de traiter des produits de telle façon que ces derniers conservent des surfaces-lisses, exemptes d'ooxydes, et de façon que la décarbonisation reste à l'intérieur des-limites admissibles Le gaz protecteur obtenu parvient par l'ouverture de passage 10 dans la chambre de -travail li du four. Le gaz protecteur peut être retiré de la chambre du four ou être recyclé à l'aide de l'aspirateur de gaz 9 muni d'un injec- teur > peut-8tre brûlé en cas de besoin dans la chambre d'aspiration et de préférence de- combustion de gaz 8, avec addition d'air, et les gaz de fumée ainsi obtenus peuvent astre utilisés directement. L'avantage que procure l'invention réside dans le fait que. le procédé complique, utilisé jusqu'ici pour la production, le refroidissement et l'épuration d'un gaz protecteur9 se trouve simplif-ié et que les dispositifs onéreux et encombrants, usuels jusqu'Ici .peuvent être remplaces par un dispositif de combustion susceptible. d'entre monté également sur un four simple. le plus, l'invention permet également de réaliser des économies considérables du point de vue de 1 6 energies car la suppression de l'opération de refroidissement permet d'utiliser le gaz protecteur directement (le refroidissement du gaz protecteur fourni par le-générateur de gaz protecteur normal à une température comprise entre 400 et 6000C entrasse une perte d'énergie considérable qui doit être remplacée lors de l'introduction du gaz protecteur dans la chambre de travail du four REVENDICATIONS 1 Procédé de production de gaz protecteurs, caractérisé par le fait jupon brûle du gaz naturel et/ou un autre combustible arrivant par un organe arrivée de combustible, complètement avec de liair arrivant par un organe d'arrivée d'air, et queon dissocie ensuite en gaz protecteur, grâce au C02 et à la vapeur dgeau contenus dans les gaz de fumée ainsi produits, un combustible arrivant par un organe d'arrivée de combustible secondaire 2. Procéde suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on compense l'effet de refroidissement de la réaction se produisant lors de la dissociation du combustible secondaire et qu'on empêche la précipitation du carbone par un catalyseur à l'aide duquel le déroulement de la réaction peut être assuré à une température plus basse. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on assure, à l'aide d'un aspirateur de gaz muni d'un injecteur, un balayage rapide dans la chambre du four, le mélange avec l'air et une combustion rapide dans la chambre de combustion de gaz pour-.obtenir ainsi des gaz de fumée utilisables. 4. Dispositif de production de gaz protecteurs, caractérisé par le fait qu'il comprend un-organe d'arrivée de combustible et un organe arrivée d 9 air, une chambre de mélange comportant des ouvertures, une grille de céramique favorisant la combustion- complète, un catalyseur compensant l'effet de refroidissement et empAchant la précipitation du carbone, ainsi qu'un organe d'arrivée de combustible secondaire et une chambre de mélange et/ou de combustion pour le combustible secondaire. 5. Dispositif suivant la-revendication 4, caractérisé par le fait que la chambre deaspiration de gaz protecteur et avantageusement de combustion de gaz est équipée d'un aspirateur de gaz à injecteur.