Brevet FR2490616A1 — publié le 19820326

L'invention concerne des convertisseurs du type utilisé pour convertir de l'anhydride sulfureux gazeux en anhydride sulfurique gazeux. De tels convertisseurs sont utilisés habituellement dans la fabrication de l'acide 5 sulfurique. Les convertisseurs actuellement utilisés pour convertir de l'anhydride sulfureux gazeux en anhydride sulfurique gazeux se présentent normalement sous la forme de grands récipients cylindriques contenant un certain 10 nombre de lits de catalyseur granulaire. Chaque lit de catalyseur s'étend sur toute la section du récipient et les lits sont disposés les uns au-dessus des autres. Le gaz à traiter traverse les lits de catalyseur les uns après les autres et il est refroidi entre les lits, à la 15 fois pour permettre une récupération de la chaleur dégagée dans chaque lit et pour favoriser la cinétique et l'équi- libre de la réaction. Chaque lit est séparé des autres lits par une cloison. Les convertisseurs utilisés dans l'industrie 20 sont affectés d'un certain nombre de graves inconvénients dont ceux indiqués ci-après. L'enveloppe extérieure du convertisseur est nor- malement réalisée en acier au carbone, généralement re- couvert par pulvérisation d'aluminium afin de résister à 25 l'oxydation à haute température. Etant donné que les tem- pératures les plus élevées apparaissent dans le premier lit de catalyseur, il est nécessaire de placer ce premier lit à la partie supérieure de la tour ou colonne du con- vertisseur. Lorsque le premier lit est ainsi disposé, 30 l'enveloppe très chaude qui l'entoure n'a pas à supporter une charge quelconque se trouvant au-dessus du premier lit et, par conséquent, elle risque moins de se rompre. Etant donné que le métal de l'enveloppe entourant le pre- mier lit est porté à une température à laquelle il s'af35 faiblit et se gondole souvent, la disposition du premier lit au sommet du convertisseur présente des avantages importants du point de vue structurel. Cependant, la plus grande partie des impuretés contenues dans le gaz pénétrant 2490616 2 dans le convertisseur est retenue par le premier lit de catalyseur, car ce dernier est collant et tend à retenir les saletés. Etant donné que l'accumulation de saletés finit par obstruer le lit, le premier lit de catalyseur 5 doit être nettoyé plus souvent que les autres lits. La disposition du premier lit au sommet du convertisseur, généralement à plusieurs mètres de hauteur, exige la mise en place d'un échafaudage pour procéder aux opérations de nettoyage qui sont donc rendues difficiles. 10 De plus, dans le cas o le premier lit s'effondre sous l'effet des températures élevées régnant à l'intérieur de ce lit, ce qui se produit de temps à autre, le contenu du premier lit chute sur le lit se trouvant au-dessous de lui, ce qui tend à provoquer une série d'effondrements à 15 l'intérieur de la tour du convertisseur. Il est donc pré- férable, si possible, de placer le premier lit au fond du convertisseur. Un autre inconvénient de la conception des convertisseurs actuels est que les lits eux-mêmes reposent 20 souvent sur une série de plaques de fonte, ayant générale- ment la forme d'un triangle équilatéral et qui sont suppor- tées elles-mêmes, à partir de la base du convertisseur, par de nombreux piliers en fonte. Les lits et les cloisons successifs sont supportés à partir du niveau souhaité au- 25 dessous de ces piliers.La multitude des plaques et des piliers de fonte a pour résultat des colts d'édification extrêmement élevés et elle complique les opérations d'entre- tien et de nettoyage des lits. De plus, étant donné que les cloisons de fonte 30 ne peuvent être soudées, leur étanchéité avec l'enveloppe est normalement réalisée au moyen de garnitures en corde d'amiante, disposées entre les cloisons et l'enveloppe ainsi qu'entre les cloisons elles-mêmes. Etant donné que les gaz riches en anhydride sulfureux, présents dans le 35 convertisseur, ont généralement une pression supérieure à celle des gaz pauvres en anhydride sulfureux, les gaz riches en anhydride sulfureux tendent à fuir par les lits du convertisseur, ce qui diminue le rendement de la conver- 249061 3 sion et augmente la pollution. En variante de la structure à piliers et plaques triangulaires, on a construit certains convertisseurs à l'aide de plaques de fonte ou d'acier doux reposant sur des 5 poutrelles disposées entre un tube formant une âme centrale et l'enveloppe extérieure. Lorsque de la fonte est utilisée, les problèmes de fuite décrits ci-dessus subsistent. Si l'on utilise des cloisons en acier, elles peuvent être soudées, mais elles fléchissent en cours d'utilisation et 10 les soudures se rompent. Elles peuvent alors être resoudées et, en général, elles ne se rompent pas de nouveau, ayant pris leurs places elles-mêmes, mais ceci exige des travaux de soudure supplémentaires et coûteux et entraîne un temps d'arrêt considérable pour le convertisseur. 15 Un autre facteur entrant dans la conception d'un convertisseur est que, étant donné que le catalyseur doit être chargé dans les lits et en être déchargé et que le gaz doit être introduit par le dessus et retiré par le dessous des lits, il faut ménager des espaces au-dessus et 20 au-dessous de chaque lit. La hauteur de ces espaces est en général déterminée, en pratique, par la nécessité de permettre au personnel une liberté de mouvements à l'inté- rieur des espaces (pour charger et décharger le catalyseur et pour procéder à des opérations d'entretien). Cette hau- 25 teur est souvent inférieure au diamètre des conduites d'entrée et de sortie de gaz utilisées. Par conséquent, on modifie souvent ces conduites pour leur donner une for- me elliptique ou rectangulaire au niveau de l'entrée dans le convertisseur, ce qui est coûteux. Même avec cette dis- 30 position, on rencontre une grande difficulté pour obtenir une bonne répartition du gaz à l'intérieur du convertis- seur. Des vitesses locales élevées d'écoulement du gaz, qui apparaissent communément, peuvent perturber les carac- téristiques physiques du lit de catalyseur, ce qui en- 35 réduit l'efficacité et exige de recouvrir le catalyseur d'une couche supérieure de pierres de protection. Ces pierres ajoutent un poids considérable et gênent le nettoyage du catalyseur. 2490616 4 Un autre inconvénient des convertisseurs communé- ment utilisés est qu'ils reposent sur des poutres en I et qu'ils peuvent se déplacer dans les deux sens sur ces poutres pour pouvoir se dilater. Par conséquent, la posi- 5 tion radiale exacte du convertisseur présente un manque de précision de plusieurs centimètres.Ceci engendre des con- traintes importantes dans les canalisations reliées au convertisseur. Un autre inconvénient des convertisseurs actuel- 10 lement utilisés est que le gaz sortant du premier lit de catalyseur est à une température très élevée (généralement plus de 600'C), de sorte que la conduite de sortie du pre- mier lit doit comporter un soufflet. Ce dernier soulève des difficultés d'entretien et, de plus, il occupe un 15 volume important, de sorte qu'un convertisseur de 9 mètres de diamètre peut exiger un espace de 15 mètres de diamètre pour permettre la mise en place des canalisations associées d'entrée et de sortie. L'invention présente un certain nombre de carac- 20 téristiques traitant chacune un ou plusieurs des inconvénients indiqués ci-dessus. Selon l'une de ses caractéristiques, l'invention concerne un convertisseur comportant une enveloppe extérieure en acier inoxydable, un tube central intérieur,formant âme, 25 en acier inoxydable qui s'élève verticalement dans l'enve- loppe, concentriquement à cette dernière, plusieurs lits annulaires de catalyseur disposés dans l'enveloppe, les uns au-dessus des autres, des moyens à l'aide desquels les lits sont supportés par l'enveloppe et le tube central, 30 des moyens pour conduire de l'anhydride sulfureux gazeux d'une source de ce gaz vers le lit le plus bas afin que ce dernier constitue le premier lit de catalyseur et des moyens pour faire passer le gaz du lit le plus bas succes- sivement à travers les autres lits de catalyseur. 35 Selon une autre caractéristique, l'invention concerne un convertisseur comportant une enveloppe exté- rieure, plusieurs lits de catalyseur espacés verticalement à l'intérieur de l'enveloppe, l'un des lits constituant un 2490616 5 premier lit de catalyseur qui reçoit un gaz, contenant de l'anhydride sulfureux, d'une source de ce gaz, des moyens qui définissent une chambre autour du premier lit, des moyens qui délimitent, avec ladite chambre, un espace 5 situé au-dessus du premier lit, la chambre présentant une ouverture d'entrée de gaz destinée à la réception du gaz, et une ouverture circonférentielle de sortie qui débouche dans ledit espace et qui est située au-dessus de l'ouverture d'entrée, ladite chambre et les ouvertures d'entrée et de 10 sortie étant disposées de manière qu'un gaz entrant dans l'ouverture d'entrée change brusquement de direction pour traverser la chambre vers l'ouverture de sortie, puis change de nouveau brusquement de direction pour passer dans l'ouverture de sortie, ce qui tend à éliminer les par- 15 ticules entraînées dans le gaz entrant dans ladite ouver- ture d'entrée. Selon une autre caractéristique, l'invention concerne un convertisseur comportant une enveloppe, un tube central intérieur qui s'élève verticalement dans 20 l'enveloppe, concentriquement à cette dernière, plusieurs lits annulaires de catalyseur disposés à l'intérieur de l'enveloppe, les une au-dessous des autres, des moyens par lesquels ces lits sont supportés par l'enveloppe et le tube central, un échangeur axial de chaleur disposé à 25 l'intérieur du tube afin de conduire un gaz chaud axiale- ment de l'un des lits vers un deuxième desdits lits, cet échangeur de chaleur comportant un dispositif destiné à faire circuler un gaz refroidi sur le gaz chaud afin de refroidir ledit gaz chaud et d'élever la température du 30 gaz refroidi, ce dispositif dirigeant le gaz ainsi ré- chauffé vers un troisième lit de catalyseur. Selon une autre caractéristique, l'invention concerne un convertisseur comportant une enveloppe exté- rieure en métal solide, résistant à la chaleur et soudable, 35 un lit inférieur de catalyseur disposé à l'intérieur de l'enveloppe et au moins un autre lit situé dans l'enveloppe, au-dessus du lit inférieur, une cloison dudit métal étant disposée entre les lits et chacun de ces lits compor- 2490616 6 tant une plaque de support dudit métal. Cette plaque de support et la cloison sont façonnées au préalable afin de présenter une forme bombée qui limite le fléchissement de cette plaque pendant l'utilisation. Un dispositif conduit 5 un gaz contenant de l'anhydride sulfureux dans le lit in- férieur, un dispositif conduit ledit gaz du lit inférieur vers ledit autre lit, le lit inférieur étant le premier lit de catalyseur dans le convertisseur. L'invention sera décrite plus en détail en regard 10 des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective, avec coupe partielle, du convertisseur selon l'invention ; la figure 2 est une vue partielle en perspective 15 d'un détail d'une structure de support de catalyseur du convertisseur de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe verticale du conver- tisseur de la figure 1 ; la figure 4 est une vue en perspective d'une 20 partie d'une plaque de support de catalyseur du convertis- seur de la figure 1 ; la figure 5 est une coupe verticale partielle d'un détail du dispositif de support de catalyseur du convertisseur de la figure 1 ; 25 la figure 6 est une coupe verticale, analogue à celle de la figure 3, mais montrant une modification appor- tée au convertisseur de la figure 1 ; et la figure 7 est une coupe verticale, analogue à celle de la figure 3, mais montrant une autre modification 30 apportée au convertisseur de la figure 1. Les figures 1 et 3 représentent un convertisseur indiqué globalement en 10 et comportant une enveloppe 12. Cette dernière peut avoir typiquement un diamètre de 9 à 12 mètres et une hauteur de 12 à 15 mètres, et elle est 35 réalisée en matière résistante qui conserve pratiquement sa résistance aux températures maximales apparaissant dans le convertisseur (environ 600'C). De l'acier inoxydable est préféré, mais d'autres matières convenables peuvent 2490c16 7 également être utilisées telles que du titane ou des alliages de titane. Lorsqu'on utilise de l'acier inoxydable pour une tour ayant les dimensions indiquées, l'épaisseur d'acier peut être généralement comprise entre 4,8 et 6,5 mm. Il 5 est apparu qu'avec la conception décrite, une enveloppe d'acier inoxydable, même à cette faible épaisseur, ne se gondole pas, alors qu'il est courant que des enveloppes d'acier au carbone de 2,5 cm d'épaisseur se gondolent for- tement. L'utilisation de l'acier inoxydable sera mentionnée 10 dans la description de la forme préférée de réalisation. Quatre lits de catalyseur 14-1, 14-2, 14-3 et 14-4, traversés chacun par le gaz à traiter, sont disposés à l'intérieur de l'enveloppe 12. Chacun des lits de cata- lyseur 14-1 à 14-4 est de forme annulaire et est disposé 15 entre l'enveloppe extérieure 12 et un tube intérieur et central 16 en acier inoxydable, formant âme. Chacun des lits de catalyseur 14-1 à 14-4 est supporté par une plaque annulaire respective 18-1 à 18-4 en acier inoxydable. Les plaques de support 18-1 à 18-4 présentent 20 des trous 19 (voir également sur la figure 2) leur permet- tant d'être traversées par un gaz et elles sont mises initialement sous une forme concave, vue de dessus (comme décrit plus en détail ci-après), afin d'empêcher tout fléchissement excessif lorsqu'elles sont en charge et sou- 25 mises à la chaleur. Les plaques de support 18-1 à 18-4 sont soudées par leurs bords intérieurs au tube central intérieur 16 et (sauf en ce qui concerne la plaque 18-1) elles sont soudées par leurs bords extérieurs à l'enve- loppe extérieure 12. 30 Les lits de catalyseur sont séparés par des cloisons 20, 22 et 24, également en acier inoxydable. Les deux cloisons supérieures 20 et 22 sont également mises au préalable sous une forme concave, vue de dessus, afin d'éviter, par la suite, tout fléchissement excessif. La 35 cloison supérieure 20 est soudée par ses bords extérieur et intérieur à l'enveloppe 12 et au tube central 16, respectivement. La cloison médiane 22 est soudée par son bord extérieur à l'enveloppe extérieure 12 et par son bord 24906 1 6 8 intérieur à une conduite 26 de distribution de gaz froid (décrite ci-après) qui repose, par des pieds espacés 28 (figure 1) sur un anneau 30 faisant saillie vers l'exté- rieur et soudé sur le tube central 16. 5 La cloison 24 située entre les lits 14-1 et 14-4 est également soudée par ses bords extérieur et intérieur à l'enveloppe 12 et au tube central 16, respectivement, mais elle est bombée vers le haut plutôt que vers le bas. Ce bombement vers le haut empêche également tout fléchis- 10 sement excessif en cours d'utilisation. Le côté du premier lit 14-1 est délimité par une plaque latérale 32 en acier inoxydable qui est inclinée vers le bas et vers l'intérieur à partir de la cloison 24 afin de présenter la forme de tronc de cône retourné. La 15 plaque 18-1 de support du premier lit est soudée par son bord extérieur à la plaque latérale 32. Une plaque 34 de fond, bombée vers le bas, est soudée par ses bords exté- rieur et intérieur au bord inférieur de la plaque latérale 32 et au tube central 16, respectivement. Une seconde pla- 20 que latérale 36, entourant la partie inférieure de la plaque latérale 32, présente également la forme d'un tronc de cône retourné. Le bord supérieur de la seconde plaque latérale 36 est soudé à l'enveloppe 12. Le bord inférieur de la plaque 36 est soudé à une plaque annulaire 38 de 25 liaison inclinée vers le haut et vers l'intérieur et elle- même soudée à la plaque latérale 32. L'enveloppe 12, les plaques latérales 32 et 36 et la plaque 38 de liaison ,forment ensemble une chambre annulaire 40 qui entoure le premier lit 14-1. 30 Un gaz 42 contenant de l'anhydride sulfureux à convertir pénètre dans le premier lit 14-1 au moyen d'une grosse conduite 44 qui traverse l'enveloppe extérieure 12 et qui débouche en 46 dans la chambre annulaire 40. Le gaz d'entrée s'écoule autour de la chambre 40 et tourne vers 35 le haut, comme indiqué par les flèches 48, puis s'écoule radialement vers l'intérieur par des trous 50 espacés circonférentiellement, ménagés dans la plaque latérale 32, au-dessus du premier lit 14-1. Le gaz descend ensuite à 249016 9 travers le premier lit 14-1, effectue un balayage au-dessous de ce premier lit, puis pénètre dans le tube central 16 par des trous 52 espacés circonférentiellement et ménagés dans ce tube. 5 La partie inférieure du tube central 16 contient une chambre 54 définie par une plaque plane et circulaire 56 à tubes et une plaque annulaire et verticale 58 de sup- port qui s'étend entre une partie centrale 60 de base et la plaque à tubes 56. Une seconde plaque annulaire 62 de 10 support, ayant la forme d'un tronc de cône retourné, s'étend entre la partie 60 de base et la plaque à tubes 56 afin de participer au support de la plaque à tubes. La plaque 62 présente une rangée de trous 64 espacés circonférentielle- ment permettant le passage du gaz. 15 Le gaz sortant de la chambre 54 s'élève en pas- sant dans une série de tubes 66 d'échangeur de chaleur (formant un certain nombre d'anneaux dont deux seulement sont représentés) vers le sommet de la tour du convertis- seur. A son passage dans les tubes 66, le gaz est refroidi 20 à l'intérieur de ces derniers par un gaz circulant à contre- courant, comme indiqué par des flèches 68 et comme décrit ci-après. Le gaz refroidi, sortant des tubes 66 de l'échan- geur de chaleur, se disperse au-dessous du toit 70, en forme de dôme, du convertisseur et pénètre dans le deuxième 25 lit 14-2 du convertisseur. Après avoir traversé le lit 14-2 o une transformation supplémentaire se produit, le gaz sort du convertisseur par une ouverture 72 de sortie ménagée dans l'enveloppe extérieure 12. Dans une application classique du convertisseur, 30 le gaz sortant par l'ouverture 72 est refroidi, puis dirigé vers un absorbeur intermédiaire (non représenté) dans lequel l'anhydride sulfurique est absorbé. Le gaz refroidi, provenant de l'absorbeur intermédiaire et contenant encore du S02 à convertir, revient ensuite dans le convertisseur 10 35 par une ouverture 74 d'entrée ménagée au sommet du conver- tisseur. Le gaz de retour est indiqué par des flèches 76. Le gaz refroidi passant dans l'ouverture 74 des- cend dans une partie supérieure 16a, de diamètre réduit, du 2490616 1 0 tube central 16. La partie 16a du tube est soudée à une plaque supérieure annulaire 78 à tubes qui, elle-même, est soudée par son bord au bord supérieur du tube 16. La plaque à tubes 78 maintient les extrémités supérieures des tubes 5 66. Comme représenté, la partie 16a du tube central com- porte un soufflet 80 permettant de rattraper la différence de dilatation thermique entre le toit chaud 70 de l'enveloppe 12 et la partie supérieure plus froide 16a. Après être sorti de la partie 16a de diamètre 10 réduit du tube central, le gaz est dirigé par des chicanes 82 et 84, respectivement, en forme de disque et d'anneau, de manière à passer sur les tubes 66 d'échange de chaleur pour réchauffer le gaz refroidi provenant de l'absorbeur intermédiaire et de refroidir le gaz s'écoulant du premier 15 lit 14-1 vers le second lit 14-2. Les chicanes 82 en forme de disque sont fixées à un tube axial intérieur 86 de dérivation qui s'étend d'un point situé juste au-dessous du sommet de la partie supérieure 16a du tube central vers le bas, jusqu'à un point situé sensiblement au niveau du 20 quatrième lit 14-4. Des entretoises 88 maintiennent le tube 86 de dérivation à son sommet en le reliant à la par- tie supérieure 16a du tube central. Une soupape 90 de dé- rivation est ajustée dans le sommet du tube 86 de dérivation afin de permettre à une certaine quantité de gaz refroidi- 25 provenant de l'absorbeur intermédiaire de contourner la plus grande partie de la longueur des tubes 66 d'échange de chaleur afin de réduire l'importance du refroidissement du gaz s'écoulant du premier lit 14-1 vers le deuxième lit 14-2. On prévoit une dérivation du fait que l'échangeur de 30 chaleur est généralement surdimensionné afin qu'il présente une capacité suffisante même lorsqu'il finit par s'encrasser au bout d'une longue utilisation. Les chicanes 84 de forme annulaire sont montées sur une enveloppe 92 d'échangeur de chaleur, disposée à 35 l'intérieur du tube central 16, concentriquement à ce der- nier. L'enveloppe 92 est suspendue à la plaque supérieure à tubes 78 et elle aboutit à la chicane annulaire infé- rieure 84, bien au-dessus de la plaque à tubes inférieure 2490 C16 56. Après que le gaz a franchi la dernière chicane annulaire 84,comme indiqué par les flèches 94, il s'écoule vers le haut, comme indiqué par les flèches 96,en passant 5 dans l'espace annulaire étroit 98 compris entre l'enveloppe 92 et le tube central 16. Ce gaz pénètre ensuite dans l'es- pace situé au-dessus du troisième lit 14-3, par une rangée de trous 100 espacés circonférentiellement et ménagés dans le tube central 16. 10 Le gaz à traiter, après avoir traversé le troi- sième lit 14-3, s'écoule comme indiqué par les flèches 102 dans l'espace situé au-dessus du quatrième lit 14-4 en passant dans un intervalle étroit 104 ménagé entre la con- duite 26 de distribution et le tube central 16. Seul un 15 léger refroidissement est nécessaire après que le gaz a traversé le troisième lit 14-3, et ce refroidissement est en général assuré par de l'air froid qui arrive de la con- duite 26 de distribution par un conduit 106. Après avoir traversé le quatrième lit 14-4, le 20 gaz sort finalement du convertisseur par une ouverture 108 de sortie ménagée dans l'enveloppe 12, et il est alors dirigé vers l'absorbeur final (non représenté). On peut voir que le diamètre de l'ouverture 108 de sortie est supérieur à la hauteur Dl de l'espace compris 25 entre la plaque 18-4 de support du quatrième lit et la cloison 24 située au-dessous de cette plaque de support. Cette différence de dimension peut être obtenue grâce à la présence d'une ouverture incurvée 110 (figure 1) ménagée dans la cloison 24, à l'emplacement o cette dernière re- 30 joint les bords de l'ouverture 108. Les bords extérieurs de l'ouverture 110 rejoignent les bords de l'ouverture 108 en des points 112 (un seul point 112 étant représenté), et ils s'étendent vers l'intérieur suffisamment pour que la section de l'ouverture 110 soit de préférence au moins 35 aussi grande que celle de la partie de l'ouverture 108 de sortie située au-dessous de la cloison 24. Une plaque 114 de transition, de forme incurvée, s'étend entre les bords de l'ouverture 112 et le bord 116 de la partie de l'ouver- 24906 1 6 12 ture 108 de sortie située au-dessous de la cloison 24. La plaque 114 de transition permet un écoulement régulier, pratiquement sans restriction, du gaz de l'espace étroit situé au-dessous du lit 14-4 vers l'ouverture 108 de 5 sortie. Comme représenté, la même structure est utilisée pour l'ouverture 72 de sortie du lit 14-2, à savoir une ouverture 118 formée dans la cloison 20 et une plaque 120 de transition s'étendant entre l'ouverture 118 et la partie 10 122 du bord de l'ouverture 72 située au-dessous de la cloison 20. Des ouvertures d'accès aux espaces situés au- dessus et au-dessous des lits 14-1 à 14-4 sont constituées par des tubes cylindriques 124 (figure 1) soudés à l'en- 15 veloppe extérieure 12 dont ils font saillie, et présentant des extrémités fermées 126. Lorsqu'il faut accéder à l'in- térieur du convertisseur, les extrémités des tubes 124 en saillie sont simplement coupées à l'aide d'un chalumeau pour permettre au personnel d'entretien d'entrer. Une fois 20 que les opérations d'entretien sont achevées, les obtura- teurs 126 sont resoudés sur les tubes 124. La partie centrale 60 de base du convertisseur est réalisée en béton ou en brique réfractaire et elle repose sur une fondation 128 de béton supportée par des 25 pieux 130. Des anneaux horizontaux 132 et 134 en acier inoxydable sont soudés sur les extrémités inférieures du tube central 16 et de la plaque 58 de support, respectivement, afin de former des raccords de forme en T au moyen desquels le tube central 16 et la plaque 58 de support 30 reposent sur la partie centrale 60 de base.Les anneaux 132 et 134 peuvent glisser librement sur la partie centrale 60 de base afin de permettre les mouvements de dilatation. L'enveloppe extérieure 12 repose séparément sur un anneau 136 en acier inoxydable soudé au bord inférieur 35 de cette enveloppe 12 et fixé par des boulons 138 à une fondation séparée 140 de béton. La fondation 140 est sup- portée par des pieux 142. Etant donné que l'enveloppe 12 est fixée par son bord inférieur à la fondation 140, la 2490c 16 13 position du bord inférieur de l'enveloppe 12 est fixe et est toujours déterminée. La partie supérieure de l'enve- loppe peut s'expanser radialement vers l'extérieur, pen- dant l'utilisation, la partie inférieure assumant la fonc- 5 tion d'une charnière autour de laquelle cette expansion se produit. La zone comprise entre la fondation 140 et la partie centrale 60 de base est remplie de pierres concas- sées 144 qui favorisent l'isolation entre la partie infé10 rieure chaude du convertisseur et le sol sous-jacent. Des tubes 146 à chaleur, portant des radiateurs 148 à ailettes, traversent le gravier et la fondation 128 afin d'évacuer l'excédent de chaleur à l'atmosphère. La structure décrite présente un certain nombre 15 d'avantages importants. Premièrement, étant donné que le premier lit de catalyseur 14-1 (qui exige le plus d'entre- tien) est disposé à la partie inférieure du convertisseur plutôt qu'au sommet, l'entretien de ce lit est très simpli- fié. 20 Deuxièmement,-étant donné que le gaz arrivant dans le premier lit 14-1 est obligé de changer brusquement deux fois de direction avant de passer dans les trous 50, les particules d'impuretés entraînées par ce gaz tendent à tomber vers le fond de la chambre annulaire 40, ce qui 25 réduit l'encrassement du premier lit 14-1. Troisièmement, étant donné que le bord extérieur du premier lit 14-1 est disposé contre la plaque latérale 32 plutôt que contre l'enveloppe 12, la quantité de chaleur s'écoulant du premier lit 14-1 (qui est le plus chaud de 30 tous les lits) vers l'enveloppe extérieure 12 est plus faible, ce qui réduit l'affaiblissement de l'enveloppe extérieure sous l'effet de la chaleur. La plaque latérale 32 empêche également le gaz chaud situé au-dessous du pre- mier lit 14-1 d'entrer en contact avec l'enveloppe 12 35 supportant la charge. Les pertes de chaleur sont également réduites par cette disposition. Quatrièmement, le gaz entre dans le premier lit 14-1 en provenance d'une chambre 40 qui s'étend sur tout le 2490616 14 pourtour du premier lit, de sorte que la vitesse locale du gaz entrant dans le premier lit est très inférieure à celle qui serait atteinte si le gaz entrait directement d'une conduite dans le premier lit. La partie supérieure 5 du premier lit de catalyseur ne nécessite donc que peu ou pas de protection par une couche de pierres. Cinquièmement, étant donné que les gaz chauds provenant du premier lit 14-1 sont dirigés vers le haut en direction du deuxième lit 14-2 en passant par un échan- 10 geur de chaleur intérieur et axial, le système de soufflets complexes utilisé habituellement pour conduire les gaz chauds du premier lit vers l'extérieur du convertisseur est supprimé. De plus, les gaz s'élevant du premier lit, après être sortis des tubes 66de l'échangeur de chaleur, 15 portent contre le toit bombé 70 et se dispersent au-dessous de ce toit du convertisseur, ce qui réduit également la vitesse locale du gaz entrant dans le deuxième lit 14-2. Ainsi, le catalyseur du lit 14-2 est également moins sujet à des perturbations physiques sous l'effet du gaz et il 20 n'exige que peu ou pas de protection par une couche de pierres. Sixièmement, les cloisons 20, 22 et 24 et la plaque de fond 3-4 préformées permettent la réalisation d'un joint étanche entre les étages du convertisseur tout 25 en réduisant considérablement le risque de rupture de sou- dures sous l'effet d'un fléchissement des plaques pendant l'utilisation. Par conséquent, le risque de contournement des lits du convertisseur par du gaz contenant du S02 est réduit. 30 Septièmement, les plaques de transition 114 et 120, ainsi que les ouvertures 110 et 118 ménagées dans les cloisons 24 et 20, permettent l'utilisation de conduites de sortie de grand diamètre, sans qu'il soit nécessaire de mettre en place des canalisations complexes, en forme 35 d'entonnoir, entre les conduites de sortie et le conver- tisseur. Ceci non seulement réduit le coût de la structure, mais réduit également de façon considérable l'espace demandé pour l'installation, car les canalisations en forme d'en- à 249016 15 tonnoir occupent beaucoup de place. Bien que les cloisons 20, 22 et 24 et la plaque 34 de fond aient idéalement, en réalité, une forme courbée dans deux plans, c'est-à-dire la forme d'une surface de 5 révolution, cette forme est en fait difficile à obtenir dans de grandes dimensions. Par conséquent, si cela est souhaité, les plaques 20, 22, 24 et 34 peuvent être réa- lisées en une forme à une seule courbure, c'est-à-dire sous la forme de plusieurs segments, comme pour un para- 10 pluie, comme montré sur la figure 4. Sur cette figure, les segments individuels d'une partie de la cloison 20 sont indiqués en 150, chaque segment ayant la forme d'une surface de révolution. Les segments 150 sont soudés les uns aux autres par leurs bords 152 afin de former une 15 cloison 20 en forme de parapluiebombée vers le bas. Lors de l'utilisation, lorsque la cloison 20 s'échauffe, la forme montrée sur la figure 4 fléchit de manière à prendre approximativement une forme réelle à double courbure, sans engendrer de déformations risquant 20 de rompre le métal ou les soudures, soit entre les seg- ments, soit entre ces segments, l'enveloppe et le tube central. Le dispositif de support de catalyseur est représenté en détail sur les figures 2 et 5. Comme re- 25 présenté, la plaque 18-1 de support de catalyseur (qui correspond typiquement à toutes les autres plaques de support de catalyseur) présente un certain nombre de trous 153 de grande dimension, par exemple 5 cm de diamètre, espacés d'axe en axe, de 15 cm. La plaque 18-1 supporte 30 une couche d'acier inoxydable déployé 154. Le métal déployé 154 est très gros et il peut être constitué typi- quement de tôles d'acier inoxydable d'environ 3,5 mm d'épaisseur. Après qu'elle a été déployée, la tôle pré- sente une épaisseur d'environ 9,5 mm, avec des losanges 35 156 d'environ 7,5 par 2,5 cm et des tiges de liaison 158 de section carrée d'environ 3,5 mm de côté. Le métal déployé 154 supporte une seconde couche, moins grossière, d'acier inoxydable déployé 160, réalisée 249O616 16 généralement à partir d'une tôle d'environ 1 mm d'épais- seur, ce métal déployé comprenant des tiges de liaison de section carrée d'environ 2,5 mm de côté, et des ouvertures ou losanges 162 d'environ 19 mm par 6,4 mm. 5 La couche supérieure de métal déployé 160 porte une couche de pierres 164 qui empêche les parties 166 de catalyseur d'entrer en contact avec l'acier inoxydable, car le catalyseur tend à fluer ou fondre dans les ouver- tures de tout métal avec lequel il entre en contact. Si 10 la toile 160 est réalisée en matière avec laquelle le-cata- lyseur ne fond pas, les pierres 164 peuvent être suppri- mees. Le taux de vide de la toile grossière 154 de métal déployé est d'environ 70 % ; celui de la toile fine 15 160 de métal déployé est d'environ 60 % ; celui des pierres 164 est d'environ 50 %, tandis que celui du catalyseur du lit 14-1 est d'environ 36 % avec des morceaux 166 de cata- lyseur ayant la forme de cylindres pleins, ce taux étant légèrement supérieur dans le cas de morceaux de catalyseur 20 de forme tubulaire. La toile 154 permet aux gaz de traverser le lit 14-1 de catalyseur et la couche de pierres 164 en s'écoulant avec une contrepression minimale, comme indiqué par des flèches 168 sur la figure 5, dans les trous 153 de la plaque 18-1 de support. 25 La figure 6 représente une forme de réalisation analogue à celle montrée sur les figures 1 à 5 et les éléments de cette forme de réalisation correspondant à ceux des figures 1 à 5 portent les mêmes références numé- riques auxquelles un signe"prime" est ajouté. La différence 30 principale entre la forme de réalisation de la figure 6 et la précédente réside dans l'absence d'échangeur de chaleur axial et interne. Par contre, le gaz sortant du premier lit 14-1' s'écoule de l'espace situé au-dessous de la plaque 18-1' de support du premier lit par une 35 conduite 170 de sortie et est refroidi à l'extérieur du convertisseur. Le gaz refroidi est ensuite ramené dans le convertisseur par une ouverture supérieure 172 ménagée dans un tube extérieur 174 qui entoure la partie supérieure 16a' 2490c 16 17 du tube central. Ce tube 174 est fermé à son sommet afin de délimiter un espace annulaire 176 qui débouche vers le bas dans l'espace situé au-dessus du deuxième lit 14-2'. Le gaz refroidi entrant dans l'ouverture 172 s'écoule dans 5 l'espace annulaire 176, puis à travers le deuxième lit 14-2'. Le gaz quitte ensuite l'espace situé au-dessous du deuxième lit en passant par une ouverture 72', et il est dirigé vers l'absorbeur intermédiaire (non représenté). Le gaz provenant de l'absorbeur intermédiaire retourne 10 dans le convertisseur en pénétrant directement dans la partie supérieure 16a' du tube central, comme indiqué par une flèche 178. Le gaz pénètre donc dans le tube central 16' et il est réparti par des trous 100' dans l'espace situé au-dessus du lit 14-3'. Un obturateur 180 disposé 15 dans le tube 16' empêche le gaz de descendre très au- dessous des trous 100'. Dans la forme de réalisation de la figure 6, la conduite 26' de distribution est fixée dans la paroi de l'enveloppe extérieure 12' et l'air froid arrive direc- 20 tement par un conduit 106' dans la conduite 26'. La figure 7 représente une autre forme de réa- lisation dont les éléments communs à ceux des formes de réalisation précédentes portent les mêmes références numé- riques auxquelles le signe "seconde" est ajouté. La figure 25 7 représente donc un convertisseur destiné à être utilisé dans le cas o l'anhydride sulfureux provient d'une ins- tallation métallurgique plutôt que d'une installation de brûlage du soufre comme on le supposait dans les formes de réalisation précédentes. Lorsque le gaz de charge con- 30 tenant de l'anhydride sulfureux provient d'une installa- tion métallurgique, il doit être épuré avant d'entrer dans le convertisseur et il doit être beaucoup plus froid que le gaz provenant d'un four de brûlage du soufre. Par con- séquent, le gaz de charge arrive alors dans le convertis- 35 seur par une ouverture supérieure 74" et descend en pas- sant dans l'échangeur de chaleur o il refroidit le gaz circulant dans les tubes 66" et provenant du premier lit 14-1", en étant lui-même réchauffé avant d'entrer dans le 24906 16 18 premier lit. Après que le gaz de charge, indiqué par des flèches 182, a franchi la dernière chicane annulaire 84", il pénètre dans l'espace situé au-dessus du premier lit 5 14-1" en passant par une série de trous 184 espacés circonférentiellement et ménagés dans le tube central 16". La chambre 54 a été supprimée, mais la plaque latérale 32" empêche toujours le premier lit et les gaz chauds situés au- dessous de lui d'entrer en contact avec l'enveloppe 12". 10 La partie restante du convertisseur de la figure 7 est identique à celle du convertisseur des figures 1 à 5, sauf que le gaz provenant de l'absorbeur intermédiaire (non représenté) arrive alors au troisième lit 14-3" par l'intermédiaire d'une ouverture d'entrée 186 ménagée dans 15 la paroi de l'enveloppe 12". Pour réduire les vitesses locales du gaz, une seconde cloison 188 est disposée au- dessous de la cloison 20" afin de former avec elle une chambre 189. Le gaz provenant de l'ouverture -186 passe dans un groupe de trous 190, espacés circonférentielle- 20 ment, ménagés dans une plaque circulaire 192 qui s'étend entre les cloisons 20" et 188. Le gaz passe ensuite dans une rangée de trous 194 espacés circonférentiellement et il pénètre dans l'espace situé au-dessus du lit 14-3". Etant donné que l'ouverture 186 s'étend au- 25 dessus de la cloison 20" et au-dessous de la cloison 188, des ouvertures 196 -et 198 sont découpées, respectivement, dans ces cloisons et des plaques 200 et 202 de transition sont soudées dans lesdites ouvertures, comme décrit pré- cédemment. 30 Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au convertisseur décrit et repré- senté sans sortir du cadre de l'invention. 2490c16 1 9 REVENDICATIONS 1. Convertisseur, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe extérieure (12) en métal robuste, résistant à la chaleur et soudable, un lit inférieur (14-1) de 5 catalyseur disposé dans l'enveloppe et au moins un autre lit (14-2, 14-3 ou 14-4) disposé également dans l'enve- loppe, au-dessus du lit inférieur, une cloison (20, 22 ou 24) constituée dudit métal, disposée entre les lits, chaque lit comportant une plaque de support (18-1, 18-2, 18-3 ou 10 18-4) constituée dudit métal, chaque plaque de support et la cloison ayant initialement une forme bombée afin de limiter le fléchissement de chaque plaque et de la cloison pendant l'utilisation, le convertisseur comportant également des moyens introduisant un gaz contenant de l'anhydride 15 sulfureux dans le lit inférieur, et des moyens conduisant ledit gaz du lit inférieur vers ledit autre lit, le lit inférieur constituant le premier lit de catalyseur du conver- tisseur. 2. Convertisseur selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le métal est de l'acier inoxydable. 3. Convertisseur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la cloison est située à une certaine distance au-dessous de la plaque de support dudit autre lit afin de délimiter un espace avec elle, l'enveloppe présentant 25 une ouverture (108) située au-dessous de la plaque de support dudit autre lit afin de permettre au gaz de s'écouler entre ledit espace et l'extérieur du convertisseur, le diamè-tre de cette ouverture étant supérieur à la hauteur (Dl) de l'espace, la cloison présentant une ouverture (110) dont le 30 bord rejoint les bords de ladite ouverture de l'enveloppe, et une plaque de transition (114) qui s'étend entre le bord de l'ouverture de la cloison et le bord (116) de la partie de l'ouverture de l'enveloppe située au-dessous de la plaque de transition. 35 4. Convertisseur, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe extérieure (12),au moins deux lits (14-1, 14-2, 14-3 ou 14-4) de catalyseur disposés dans l'enveloppe, l'un au-dessus de l'autre et comportant chacun une plaque de support (18-1, 18-2, 18-3 ou 18-4) pour le catalyseur, 2490616 20 une cloison (20, 22 ou 24) disposée entre les lits, les plaques de support et les cloisons s'étendant jusqu'à l'enveloppe à laquelle elles sont fixées de façon étanche, la cloison et la plaque'de support d'un premier lit déli- 5 mitant entre elles un espace, ladite enveloppe présentant une ouverture (108) située au-dessous de la plaque de sup- port du premier lit afin de permettre au gaz de s'écouler entre cet espace et l'extérieur du convertisseur, le dia- mètre de l'ouverture étant supérieur à la hauteur (Dl) 10 dudit espace, la cloison présentant une ouverture (110) dont le bord rejoint les bords de l'ouverture de l'enveloppe, et une plaque de transition (114) s'étendant entre le bord de l'ouverture de la cloison et le bord (116) de la partie de l'ouverture de l'enveloppe située au-dessous 15 de la plaque de transition. 5. Convertisseur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que l'enveloppe, la cloison et les plaques de support et de transition sont toutes réalisées en acier inoxydable. 20 6. Convertisseur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la section de l'ouverture de la cloison est au moins égale à celle de ladite partie de l'ouverture de l'enveloppe. 7. Convertisseur, caractérisé en ce qu'il comporte 25 une enveloppe extérieure (12) en acier inoxydable, un tube central intérieur, (16) en acier inoxydable qui s'élève ver- ticalement dans l'enveloppe, concentriquement à cette dernière, plusieurs lits annulaires (14-1, 14-2, 14-3, 14-4) de catalyseur, disposés dans l'enveloppe, les uns 30 au-dessus des autres, des éléments-(18-1, 18-2, 18-3, 18-4) au moyen desquels les lits sont supportés par l'enveloppe et par le tube central, des moyens destinés à conduire de l'anhydride sulfureux gazeux d'une source de ce gaz jusque dans le plus bas des lits qui constitue ainsi le premier 35 lit de catalyseur, et des moyens destinés à faire passer le gaz de ce lit successivement à travers les autres lits de catalyseur. 2490 16 21 8. Convertisseur, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe extérieure (12), plusieurs lits (14-1, 14-2, 14-3, 14-4) de catalyseur espacés verticale- ment à l'intérieur de l'enveloppé et dont l'un constitue 5 un premier lit (14-1) destiné à recevoir un gaz contenant de l'anhydride sulfureux qui provient d'une source dudit gaz, des éléments qui définissent une chambre (40) autour du premier lit, des éléments qui délimitent avec cette chambre un espace situé au-dessus du premier lit, ladite 10 chambre présentant une ouverture (46) d'entrée de gaz des- tinée à recevoir ledit gaz, et une sortie circonférentielle (50) qui débouche dans ledit espace, cette sortie étant située au-dessus de l'ouverture d'entrée, et la chambre et les ouvertures d'entrée et de sortie étant disposées de 15 manière qu'un gaz arrivant dans l'ouverture d'entrée change brusquement de direction pour traverser la chambre vers l'ouverture de sortie, puis change de nouveau brusquement de direction pour passer dans l'ouverture de sortie, ce qui tend à éliminer des particules entralnées dans le gaz 20 arrivant dans l'ouverture d'entrée. 9. Convertisseur selon la revendication 8, carac- térisé en ce que l'ouverture de sortie comprend plusieurs trous (50) espacés circonférentiellement dans la chambre. 10. Convertisseur selon la revendication 8, 25 caractérisé en ce que le premier lit est supporté par l'en- veloppe par l'intermédiaire de ladite chambre, ce qui réduit la transmission de chaleur du premier lit vers l'en- veloppe. 11. Convertisseur selon la revendication 8, 30 caractérisé en ce que le premier lit est situé à proximité du fond de l'enveloppe et les autres lits sont disposés au-dessus du premier lit. 12. Convertisseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'enveloppe est réalisée en acier 35 inoxydable. 13. Convertisseur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs cloisons (20, 22, 24) intercalées avec les lits, et plusieurs plaques de 2490 -16 22 support (18-1, 18-2, 18-3, 18-4> portant chacune un lit, les cloisons et les plaques de support étant toutes réalisées en acier inoxydable et ayant initialement une forme bombée afin que leur fléchissement soit réduit en cours d'utilisa- 5 tion. 14. Convertisseur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un deuxième (14-2) des lits est dis- posé au sommet du convertisseur et un troisième lit (14-3) est disposé entre les premier et deuxième lits, un échangeur 10 de chaleur s'étendant verticalement dans l'enveloppe, le long de l'axe de cette dernière, et présentant une ouverture supérieure destinée à recevoir un gaz refroidi, contenant de l'anhydride sulfureux, cet échangeur de chaleur compor- tant des organes (66) destinés à conduire un gaz chaud 15 du premier vers le deuxième lit et à refroidir ce gaz par échange de chaleur avec ledit gaz refroidi, l'échangeur de chaleur comportant également des organes destinés à conduire vers le troisième lit le gaz refroidi après qu'il a été réchauffé par échange de chaleur avec le gaz chaud. 20 15. Convertisseur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un quatrième lit (14-4) de catalyseur est disposé au-dessous du troisième lit, des organes condui- sant le gaz du troisième lit vers le quatrième lit et un élément (26) de refroidissement par air froid étant destiné 25 à injecter de l'air froid dans le gaz s'écoulant du troi- sième lit vers le quatrième lit. 16. Convertisseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que la cloison (20) située au-dessous du deuxième lit est placée à une certaine distance au-dessous 30 de la plaque de support (18-2) de ce deuxième lit afin de délimiter un second espace avec elle, l'enveloppe présen- tant une ouverture (72) située au-dessous de la plaque de support du deuxième lit afin de permettre au gaz de s'écouler entre le second espace et l'extérieur du conver- 35 tisseur, le diamètre de cette ouverture étant supérieur à la hauteur du second espace, la cloison située au-dessous du deuxième lit présentant une ouverture (118) dont le bord rejoint les bords de l'ouverture de l'enveloppe, et î490; 16 23 une plaque de transition (120) s'étendant entre le bord de l'ouverture de la cloison et le bord de la partie (112) de l'ouverture de l'enveloppe située au-dessous de la plaque de transition. 5 17. Convertisseur, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe (12), untube central intérieur (16) qui s'élève verticalement dans l'enveloppe, concentriquement à cette dernière, plusieurs lits annulaires (14-1, 14-2, 14-3, 14-4) de catalyseur disposés dans l'enveloppe, les 10 uns au-dessous des autres, des organes au moyen desquels les lits sont supportés par l'enveloppe et le tube central, un échangeur de chaleur axial disposé à l'intérieur du tube central afin d'écouler axialement un gaz chaud de l'un des lits vers un deuxième des lits, cet échangeur de chaleur 15 comprenant des organes destinés à faire passer un gaz refroidi sur ledit gaz chaud pour refroidir ce dernier et réchauffer le gaz refroidi, et des organes destinés à diriger le gaz froid ainsi réchauffé vers un troisième lit. 18. Convertisseur selon la revendication 17, 20 caractérisé en ce que des éléments sont destinés à diriger un gaz contenant de l'anhydride sulfureux, d'une source de ce gaz vers le premier lit cité qui constitue donc le premier des lits de catalyseur. 19. Convertisseur selon la revendication 18, 25 caractérisé en ce que le premier lit (14-1) est le lit le plus bas et le deuxième lit (14-2) est disposé au sommet du convertisseur (10). 20. Convertisseur selon la revendication 19, caractérisé en ce que les organes supportant les lits 30 comprennent une plaque latérale (32) ayant la forme d'un tronc de cône retourné et dont un bord supérieur est fixé à l'enveloppe, le premier lit étant supporté par cette plaque latérale qui protège ladite enveloppe du catalyseur chaud du premier lit et du gaz chaud provenant du premier 35 lit. 21. Convertisseur selon l'une quelconque des revendications 17, 18 et 19, caractérisé en ce que l'enve- loppe et le tube central sont réalisés en acier inoxydable. 2490616 24 22. Dispositif de support de catalyseur destiné à un convertisseur (10), caractérisé en ce qu'il comporte. uneplaque de support (18-1) qui présente plusieurs ouver- tures (153), une toile grossière (154) en métal déployé 5 placée sur la plaque de support, une toile fine (160) portée par la toile grossière, et des éléments (164) au moyen desquels.un catalyseur est porté par la toile fine afin d'empêcher tout contact de ce catalyseur avec le métal de ladite toile. 10 23. Dispositif selon la revendication 22, caracté- risé en ce que la toile grossière en métal déployé présente un taux de vide d'environ 70 % et la toile fine présente un taux de vide d'environ 60 %.