BE445912A

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Publication number: BE445912A
Authority: BE
Priority date: 1940-02-27
Also published as: DE744364C; FR52147E

Description


  PLATEAU POUR COLONNES D'ECHANGE.

  
Dans les colonnes dites d'échange, les plateaux à. clo-

  
ches ont, comme on le sait, par rapport aux plateaux tamisants, l'avantage de garder, même pour les plus petites charges, suffisamment de liquide et la quantité de liquide entraîné dans le cas de charge importante y est plus faible,

  
parce que le jet de vapeur dans la zone de sa plus grande  vitesse n'est pas dirigé vers le haut mais horizontalement.

  
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dispersion due à l'inclinaison sont moindres pour le plateau

  
à cloches que pour le plateau tamisant. Par contre, le pla-teau à cloches n'atteint pas un rendement maximum aussi élevé que le plateau tamisant, ce qu'il faut surtout attribuer à ce que l'espace de mélange disponible, ou respectivement le volume de liquide entre les cloches, est notablement plus réduit. De même, la perte de pression résultant de l'étranglement et des détours multiples à travers les cheminées est en général plus grande pour les plateaux à cloches que pour les plateaux tamisants.

  
Pour augmenter la surface de mélange dans les plateaux à cloches, on a déjà proposé de réduire le diamètre des cloches au-dessus de la fente, de telle sorte qu'on obtient une forme de cloche surbaissée. Le gain en surface de mélange est, toutefois, insignifiant par rapport à l'augmentation de la perte de pression due au rétrécissement des sections de passage du gaz.

  
Pour diminuer la perte de pression des plateaux à cloches, on a déjà proposé de renoncer complètement aux tubulures d'arrivée des gaz et de construire les cloches et le plateau à cloches de manière à former une tuyère horizontale circulaire. On a ensuite fractionné cette tuyère en petites tuyères partielles en équipant les cloches de buses coniques. Ces tuyères ont, il est vrai, pour résultat, une meilleure arrivée des gaz, mais les anciens inconvénients de la forme compliquée et de la disproportion entre le diamètre de l'orifice de passage dans le plateau et le diamètre de la cloche continuaient à subsister.

   A cela s'ajoute encore que la grande vitesse de passage voulue pour obtenir le brassage du liquide ne peut être atteinte sans une perte de pression correspondante, et le calibrage ainsi que la construction de telles tuyères demande beaucoup de soin, puisque l'on sait que de légères irrégularités augmentent déjà essentiellement la perte de pression. 

  
Or, on a constaté que l'on peut améliorer les conditions d'échange en augmentant le volume de liquide sur le plateau, diminuer .sensiblement la perte de pression, simplifier et rendre moins coûteuse, la construction non seulement en supprimant.complètement les cheminées, mais aussi en donnant à l'orifice de passage dans le plateau et à l'ancien diamètre intérieur des cheminées, un diamètre égal à celui des cloches, et respectivement en disposant les fentes de passage verticales- du gaz dans le plateau le plus près possible du bord des orifices de passage, dont les arêtes sont, pour dès raisons techniques d'écoulement, de préférence, arrondies.

   On est ainsi en mesure de rendre les orifices de passage dans le plateau sensiblement plus grands ou d'installer sur le même plateau de colonne un plus grand nombre de cloches, la perte de pression du plateau étant ainsi, dans les deux cas, diminuée. De plus, la hauteur-de la cloche peut encore être diminuée considérablement par rapport à la cloche-tuyère mentionnée, alors que sa hauteur n'est qu'une fraction de celle des cloches normales. On choisira utilement la hauteur égale à la. longueur de la fente ; ainsi est-il possible de laisser .la cloche complètement immergée dans le liquide pour augmenter le volume d'échange du liquide sans accroître inutilement . la perte de pression et sans courir le risque que le liquide soit entraîné par la vapeur. 

  
Que l'on n'ait pas pris jusqu'à présent en considération la possibilité d'éliminer de cette manière les défauts des plateaux à cloches, tient probablement en grande partie à ce qu'aucun moyen utile n'a été indiqué jusqu'à présent pour calculer la vitesse nécessaire au seul passage de vapeur à travers une fente, c'est-à-dire pour établir la limite inférieure de charge à partir de laquelle il y a risque que la

  
 <EMI ID=2.1>  à laquelle une fente rectangulaire de largeur B et de longueur L offre un libre passage à de la vapeur de poids spé-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
suivante a été trouvée et confirmée par de nombreux essais

  

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d'où on peut à tout moment déterminer la largeur de la fente.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
pression de la fente et g l'accélération terrestre. La longueur d'une fente de largeur B et qui, même pour une vitesse de vapeur infiniment faible dans la fente, reste impénétrable pour le liquide, s'établit :

  

 <EMI ID=7.1> 


  
Un autre avantage du plateau à cloches sans cheminée

  
est l'économie de matière, puisque les cloches sont très basses et que l'on se passe de cheminée. Un autre avantage encore est la suppression du cylindre d'évacuation de liquide puisque, lors de l'arrêt du passage de la vapeur à travers

  
la fente, le plateau se vide de lui-même. Cet avantage est si appréciable, qu'il est recommandé de remplacer dans les colonnes à plateaux à cloches existantes le cylindre d'évacuation par une ou un petit nombre de cloches sans cheminée calibrées d'une manière appropriée.

  
Les limites de charge et de rendement de ces cloches plates suivant l'invention sont très importants ; des essais d'échange avec des mélanges aqueux d'alcool éthylique ont par exemple donné un rendement de 90 % restant constant, même dans des limites élevées de vitesse de la vapeur, calculée sur la section entière de la colonne de 0,15 à 1,00 m/sec.

  
La construction de ces cloches plates est particulière-ment simple du fait que les fentes doivent être disposées directement au bout de 1* orifice de passage dans le plateau.

  
Pour cette raison, les cloches peuvent, être construites non seulement séparément, mais aussi embouties on coulées d'une

  
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saire, même en matière céramique ou en verre. La construction en matières plastiques synthétiques n'est également, pas plus compliquée. Une autre possibilité de construction des cloches réside dans le remplacement des saillies existant entre les fentes par des goujons de profil quelconque, de préférence ronds, rivés ou vissés dans-le couvercle, quelques uns de ces goujons pouvant alors utilement servir'en même temps à la fixation de la cloche sur le plateau.

  
Outre la fixation habituelle de la cloche au moyen <EMI ID=9.1>  pas de vis et de visser celui-ci dans le plateau;. 

  
Une particularité des cloches sans cheminée réside dans la possibilité de les installer aussi bien sur le plateau que dessous, ,la suspension sous le plateau, offrant des avantages par rapport à la position sur le plateau, aussi bien en ce qui concerne la destruction du voile de liquide que l'aménagement de serpentins de chauffage et de refroidissement dans le liquide en mouvement. 

  
Pour augm.enter la durée du contact entre vapeur et liquide, on peut munir le couvercle de la cloche, de 'la manière connue, d'un rebord, de sorte que les vapeurs ne puissent pas s'élever directement mais soient encore déviées vers l'extérieur sous le rebord.

  
La disposition de ces fentes verticales de passage de vapeur impénétrables au liquide, même pour des rendements faibles, n'a pas besoin d'être conforme à celle des cloches rondes habituelles. Les fentes peuvent aussi être disposées en forme de tunnels droits ou circulaires, comme il en existe déjà, ou encore de toute autre manière voulue. Le plateau peut, par exemple, avoir la forme d'une tôle pliée en zig-zag placée perpendiculairement au courant du liquide, dans les parties pliées verticales duquel sont situées les fentes de passage de vapeur. On peut ici influencer l'échange par une disposition appropriée d'arrivée et de départ du liquide par rapport à la direction des plis.

   Finalement, pour restreindre le plus possible le risque d'arrachement de particules de liquide vers le plateau situé au-dessus et pour améliorer essentiellement l'efficacité de l'échange, on peut prévoir au-dessus des fentes des tôles de guidage ou des calottes qui peuvent, en même temps, servir à régler le débit du liquide.

  
On a constaté en outre, que l'on peut encore réduire les pertes de pression. sans que les charges minima augmentent dans la même mesure, lorsque la cloche plate est fixée de telle sorte, au-dessus de l'ouverture sans cheminée du plateau, qu'il subsiste un intervalle.entre ce dernier et la cloche elle-même. Pour pouvoir faire face à toutes les conditions d'exploitation, il convient alors de fixer les cloches plates de manière que la largeur de l'intervalle subsistant entre plateau et cloche puisse .varier.

  
Comme on a pu le constater expérimentalement, lorsque

  
la hauteur de l'intervalle correspond à la largeur des fentes des cloches, la perte de pression du plateau à cloches à l'état sec diminue de la moitié, alors que la vitesse minima de vapeur nécessaire à étancher les cloches par rapport au liquide, c'est-à-dire la limite inférieure de charge, n'aug-

  
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Claims

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même lorsque la hauteur 'de L'Intervalle séparant la cloche du plateau est le double'de la largeur des fentes, la

.charge minima ne diminue que du double, alors que la perte de pression du plateau ne diminue encore que du tiers.

On peut soit faire varier, soit régler la largeur de l'intervalle séparant la cloche du plateau de diverses, manié-

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-représentées à titre d'exemple dans le, dessin annexé, ,et. dans celui-ci

La figure 1 indique l'application de l'idée de l'inven- tion à la cloche habituelle avec fermeture à étrier, le cou- vercle complètement plat étant directement appliqué à lafente. La figure 2. est. une cloche plate vissée dans le plateau avec le couvercle au-dessus. La figure 3 est une cloche plate suspendue au plateau dans laquelle les épaulements entre les fentes se composent de goujons en fer ronds rivés dans le couvercle.

Les figures 4 et 5 sont une disposition des fentes en forme de plateau ondulé et des tôles de guidage agissant sur la direction du courant de vapeur et de liquide, la figure 4 représentant le courant de vapeur et de liquide passant dans un même sens et la figure 5 les-deux courants étant en sens opposés.

La figure 6 reproduit une application de calottes à la cloche plate normale pour agir en même temps sur la direction du courant des vapeurs et du liquide.

Revendications.

La présente invention a pour objet : Plateau pour colonnes d'échange dans,le*quel les vapeurs entrent dans le liquide à travers des fentes verticales, en particulier des fentes dont la hauteur est un multiple de la largeur, caractérisé par les points suivants, pris séparément ou en combinaison :

1.- Les fentes sont disposées au bord de l'orifice de passage

sans cheminée dans le plateau.

2.- La largeur de la fente rectangulaire, ne laissant pas passer de liquide, est déterminée par la formule

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expression dans laquelle L est la hauteur de la fente choi-

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de la vapeur à laquelle .la fente doit laisser passer la va-

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3.- La hauteur de la fente est déterminée par la formule :

<EMI ID=18.1>

4.- Les fentes sont réunies à une cloche au à un tunnel dont la

hauteur intérieure est égale à la hauteur de la fente.

5.- Les cloches ou tunnels.contenant les fentes sont construits

d'une seule pièce avec le plateau.

6.- Les cloches contenant les fentes sont vissées dans le plateau.

7.- Les saillies situées entre les fentes se composent de goujons de profil quelconque de préférence ronds, rivés ou vissés dans le couvercle, dont quelques uns servent en même temps à la fixation sur le plateau. 8.. Le dispositif à fentes (cloche, tunnel, etc.) est agencé

sous le plateau.

9-.- Les fentes sont disposées en rangs, perpendiculairement au

sens de passage du courant liquide.

10.- Les fentes sont disposées dans la partie verticale pliée

d'un plateau en zig-zag.

11.- Les- zones de mélange des dispositifs à fentes sont séparées

les unes des autres par des tôles de guidage ou des calottes, la direction des courants de liquide et de vapeur étant ré-

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tion des tôles de guidage ou des calottes, ainsi que par la disposition des orifices de passage du liquide et de vapeur.

12.- Une ou un petit nombre de cloches sans cheminée sont prévues

pour remplacer le cylindre d'évacuation, les autres cloches étant de construction habituelle avec cheminée.

13.- La cloche est fixée de telle sorte au-dessus de l'ouverture

sans cheminée du plateau qu'il subsiste un intervalle entre la cloche et le plateau.

14.- La largeur de l'intervalle existant entre la cloche et.le

plateau est variable ou respectivement ajustable.