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L'efficacité d'une colonne à corps de remplissage dépend essentiellement de la surface de contact qui existe pour la phase vapeur ascendan-
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plissage. Cette surface de contact n'est nullement identique à la surface
du corps de remplissage, laquelle, surtout avec les corps de remplissage
qui sont utilisés dans l'industrie et qui n'agissent pas capillairement, n'est
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vapeur, le liquide, qui ruisselle vers le bas,, n'adhère pratiquement, dans
la couche formée par les corps de remplissage , qu'aux endroits où ces corps
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que par une alimentation uniforme .en liquide.
On sait qu'une alimentation insuffisante en liquide par exemple à l'aide d'un plateau perforé, un plateau à douilles, une roue de répartition, une douche, une tête pulvérisatrice de liquide avec ses variantes ou plusieurs tubes répartiteurs, peut être compensée en faisant passer la vapeur dans la colonne à corps de remplissage à une vitesse telle qu'on obtienne un effet de retenue du liquide. Cette retenue du liquide commence
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le (w) de la vapeur qui correspond à la formule sans dimensions :
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d'une manière particulière sur l'efficacité de l'effet séparateur d'une colon-
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grand de la vitesse de la vapeur jusqu'à une vitesse limite (wG)donnée égale-
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Dans ces deux formules :
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w = vitesse de la vapeur dans la colonne vide.
Un accroissement de:la vitesse de la vapeur au-delà dé la vitesse limite rend l'effet séparateur d'une colonne à corps de remplissage plus
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gion a remous créée par les corps de remplissage.
Malgré les dispositions susindiquées pour l'obtention d'une alimentation uniforme des colonnes à corps de remplissage, le liquide qui s'écoule vers le bas a tendance, déjà après une hauteur de ruissellement réduite, à former des ruisseaux importants qui, quand la hauteur de la couche augmente, s'accumulent principalement à proximité de la paroi de la colonne. Surtout pour des colonnes à grand' diamètre et des corps de remplissage à diamètre important, la formation de ruisseaux vers la paroi de la colonne devient plus importante et rend l'effet séparateur d'une colonne à corps de remplissage plus mauvais.
En pratique, on subdivise pour cette raison la couche de corps de remplissage, et on dimunue la formation de ruisseaux en intercalant entre les couches, formées par cette subdivision, des répartiteurs supplémentaires de liquide déjà connus. Cette méthode a pour inconvénient la perte de la hauteur de la couche de matières de remplissage qui est nécessaire pour-le montage du répartiteur de liquide correspondant. L'avantage obtenu par l'effet <EMI ID=12.1>
te du montage des répartiteurs de liquide supplémentaires.
Une autre méthode pour augmenter l'effet séparateur de grandes colonnes contenant des matières de remplissage importantes, toutefois sansl'intervention de répartiteurs de liquide, est décrite dans le brevet Allemagne n[deg.] 645.545 déposé le 23 décembre 1934. La méthode, proposéedans ce brevet, et qui consiste à utiliser des colonnes à faisceaux tubulaires, n'a
pas eu de succès, bien que ces appareils procurent un bon effet séparateur. La subdivision du liquide ruisselant dansplusieurs tubes séparés de la colonne à faisceaux tubulaires donne lieu à des difficultés extraordinaires.
Egalement, la proposition, faite dans le brevet Allemagne n[deg.]
699.767 déposé le 23 avril 1939, d'effectuer une partie de la condensation des vapeurs dans chaque tube individuel de la colonne à faisceaux tubulaires n'a pas trouvé une solution satisfaisante en pratique, pour la raison que, par cette disposition, la consommation en matériaux était trop grande pour ces colonnes à faisceaux tabulaires.
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usuelle des couches de matières'de remplissage avec intercalation de répartiteurs plans pour le liquide, -tels que des plateaux perforés, des plateaux à douilles, etc., on a proposé dans des brevets plus récents de se servir de répartiteurs coniques que l'on peut loger dans la couche de matières de
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que qui comporte des trous parmi lesquels-des grands trous sont prévus pour le passage de la vapeur et dés petits trous pour le passage du liquide. Pour des liquides ayant un effet salissant ou corrosif, les trous des passages étroits se bouchent facilement, de sorte que, dans un cas extrême, seule-
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yant un angle d'incidence obtus et formant un cône ou des gradins, que ces anneaux ne se recouvrent pas ou très peu et qu'ils forment une pente, orien-
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dans le fait que leurs dimensions dépendent d'une manière extrêmement grande du débit du liquidé admis. Ces plateaux répartiteurs coniques ne peuvent donc pas être utilisés à la fois pour chaque pression régnant dans la colonne et pour chaque charge de la colonne. Un autre inconvénient de ces plateaux répartiteurs coniques et également de ces tubes répartiteurs, logées également dans la couche de matières de remplissage, ces tubes ayant des longueurs différentes et convergeant coniquement, par exemple comme décrit dans le brevet E.U.A. n[deg.] 2.639.130 déposé le-19 mai 1953� est le rétrécissement de la section -transversale qui, pour des charges élevées en vapeur', provoque
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en vue d'augmenter l'effet séparateur ou le débit uniforme pour l'alimentation en liquide d'une colonne, contenant des matières de remplissage, sont écartés en établissant, dans la couche de matières de remplissage,des répartiteurs de liquide 1, qui sont verticaux ou à peu près verticaux. Des répartiteurs de liquide verticaux ne diminuent que d'une fraction insignifiante la section �ersale libre des* colonnes et ils peuvent être fabriqués et
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On a constaté, d'une manière surprenante, que le façonnage de ces répartiteurs de liquide verticaux doit se faire en se basant sur des règles générales si l'on veut obtenir des conditions optima pour l'effet séparateur dans une colonne contenant des matières de remplissage.
La règle la plus importante pour la mise en oeuvre de l'objet de l'invention est basée sur la constatation que la hauteur d'une tôle de répartition doit correspondre à peu près du simple au double du rayon de courbure. On a découvert, en outre , qu'il est avantageux de disposer les tôles de répartition.de manière telle que leur courbure se fasse en sens contraire à celle de la paroi de la colonne car de cette manière seulement on écarte suffisamment le liquide de la paroi de la colonne.
Cet effet peut être augmenté en donnant aux tôles de répartition courbées une forme ondulée. Un accroissement de l'effet séparateur, dans la colonne, est en outre obtenu en ménageant des trous dans les tôles de répartition. Le nombre de ces trous peut être augmenté à un degré tel que ces tôles acquièrent des propriétés capillaires et peuvent être montées, par exemple sous la forme de tamis ou de treillis courbés, dans une colonne.
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ce, à celle de la paroi de la colonne. Si la courbure est par exemple plus grande,c'est-à-dire avec un rayon de courbure plus petit, ou même dans le
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avec un rayon de courbure plue, petit que celui de la courbure de la colonne, le liquide est écarté encore davantage de la paroi de la colonne et est dévié vers le milieu de la couche de matières de remplissage.
Le rayon de courbure des tôles de répartition est, par conséquent, une mesure de l'influence exercée par le ruissellement du liquide. Pour influencer, dans des conditions optima, l'effet marginal intérieur, q i est obtenu à l'aide des tôles de répartition verticales et qui s'oppose à l'effet marginal normal, on doit donner à la hauteur de ces tôles une valeur comprise entre environ la moitié et le quadruple de leur rayon de courbure, de préférence entre le simple'et le double de ce rayon. Le liquide de ruissellement, qui s'est accumulé davantage dans la zone de répartition, pour des hauteurs ayant ces valeurs, doit être influencé à nouveau, sur la partie restante de son trajet, par d'autres tôles de répartition établies à un niveau inférieur et décalées, de préférence, par rapport aux premières afin que le liquide soit réparti à nouveau.
La longueur des tôles de répartition dépend du nombre des tôles établies au même niveau dans la couche de matières de remplissage. On a découvert qu'à l'exception de cas particuliers on établit de préférence 3, et pour des colonnes plus grandes de préférence 4 ou 6 tôles au même niveau
ou étage.
Dans le premier cas on influence, par exemple, la répartition
du liquide dans quatres zones, contenant les corps de remplissage, par les tôles de répartition. Cette disposition optima est montrée, par exemple,
sur la figure 1 ou la plus petite distance entre les tôles de répartition
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excellent de la colonne, ce qui est surtout avantageux pour des colonnes dans lesquelles règne un vide. La liaison d'un groupe répartiteur avec la paroi 3 de la colonne peut se faire d'une manière absolument étanche mais elle peut se faire également à l'aide d'agrafes ou de vis. On peut aussi supprimer cette liaison.
L'emplacement des groupes répartiteurs les uns par rapport aux autres a également une grande importance. On a découvert que principalement leux dispositifs et leurs combinaisons? possibles procurent de bons résultats séparateurs.
Une disposition extrême est montrée sur la fig. 4 et ne prévoit qu'un groupe répartiteur pour chaque deuxième étage de la couche de matières
de remplissage, alors que pour l'autre disposition extrême, montrée sur la fig. 3, chaque étage de la couche de matières de remplissage comporte un groupe répartiteur décalé par rapport au groupe voisin.
Les possibilités de combinaison les plus diverses de ces deux dispositions extrêmespeuvent être envisagées et améliorent également, comme d'autres variantes du nombre de tôles de répartition=dans un groupe réparti-
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L'utilisation de tôles de répartition, conformément à l'invention, présente un intérêt général et est nécessaire pour des appareils dans lesquels un liquide arrose uniformément une couche de matières de remplissage ou de contact, ce liquide s'écoulant généralement en contre-courant par rapport à une phase gazeuse.
EXEMPLE COMPARATIF.- Dans une colonne, fonctionnant d'une manière ^-. dis-
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d'ébullition suivantes :
1) en munissant la colonne de dix plateaux répartiteurs coniques, que
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vapeur et du liquide, on obtient :
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2)-en munissant la colonne de huit groupes répartiteursi disposés comme sur la fig. 3 et ayant une hauteur de 1,4 m; chaque groupe répartiteur étant constitué par 4 tôles de répartition dont le rayon de courbure correspond
à celui de la colonne, on obtient :
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Pour la colonne constituée conformément à l'invention, le rendement en distillât augmentait donc, par rapport à la colonne munie de fonds
de répartition coniques, non seulement qualitativement d'environ 50%, mais également quantitativement de plus de 100%, la qualité du distillat restant
la même.
REVENDIQUONS. -
1.- Répartiteur de liquide pour des colonnes contenant des matières
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double, de leur rayon de courbure.