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"Perfectionnements aux oolonnes de traamoot à gulvériatition k haB8 continue lsé* 1
Noua vous prions de noter que le texte de la description déposé à l'appui de la demande de brevet noue rubrique doit être rectifié gomme soit ;
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Page 6, ligne 4, il faut lire "a-J$SOU8 au lieu de Mau¯de3siua* Au dessin, la référence "12" doit et lire "1"; la
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référence "2" doit déî3igner.le petit tube' coude constituant l'entzés de la phase continue,
Nous voua prions de bien vouloir varier là présente lettre rectificative au dossier de la demande, d'en délivrer une copie aux personnes désirant obtenir
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une copie complète du brave et d'en annexer une oopie k ' copie imprimée du brevet.
@ Ci-inclus, nous voua remettons le montant de.
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Fe.15,. en timbres fiaonux, en paiement de la taxe prévue pour les notifications de l'tapeoe.
Noua vous prions 1.9airéort Meaaieurs, non salut tiona distinguées.
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','EF1:OXOadm.ra:i AUX C010Ifltë3 7a:: Tf.AI.h1:;:: A Ft1î,V.:.ro:.jAIO A PHASR C0.::CIü:; lJv'LSEE la présente invention, due aux travaux de Monsieur Geoffroy GRAHAM de la Société Grenobloise d'études et d'appli-
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cations hydrauliques, et de honsiour Jacques IlUKE et Madame Rose ûIIJ'-AIYu:S du Commissariat à l'énergie Atomique, est relative sel une colonne puisée a ulv&rit1on io '.c: traitement liquide- liquide de deux phases non ou partiellement miscibles.
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On oat amenés dans les colonnes de traitement liquidA- liquide entre deux phases non ou partieilesent miscibles à ra11sor des transfert de chaleur? de tuasse et m8me des réac- tions chiniques, ces opérations pouvant, dans certains cas, entraîner une modification de la nature de la hase liquide
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dispersée, par exemple par tjazâfication ou solidification avec cbw4,emeiit du poids moléculaire.
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On cherche, dans ces traitements, à réaliser un oontact aussi efficace que possible entre lea deux phases liquides,
Des études faites par la demanderesse ont montré que l'on pouvait agir favorablement sur le transfert de masse ou de chaleur ou même des réactions chimiques dais les colonnes pulsées sans garnissage en opérant dans certaines conditions de fréquence et d'amplitude.
En effet, il est apparu, d'une part, que, si l'on pulse la phase continue à la fréquence propre des gouttes de phase dispersées, celles-ci seront le siège d'impor- tantes oscillations de forme et que les transferts ou réactions seront ainsi notablement accrus. Par exemple, pour des gouttes du diamètre habituel (de l'ordre de 1mm) la fréquence propre se situe généralement dans la gamme de 25 à 75 Hertz. Cette fréquence de résonance augmente quand le diamètre des gouttes diminue.
D'autre part, on .a constaté dans ces conditions de fréquence que si l'on augmente l'amplitude pulsatoire les oscillations de forme. des gouttes se maintiennent ou s'accentuent et qu'en outre cette augmentation d'amplitude provoque l'inversion de vitesse relative gouttes-phase continue pendant une certaine partie de la période pulsa- toire. Dans ces conditions, on superpose au mouvement de chute ou de montée des gouttes dans la phase continue un mouvement périodique de va-et-vient de cette phase le long de la surface des gouttes, et les transferts ou réactions sont alors augmentés.
La valeur de l'amplitude oscillatoire maxima que peuvent supporter les gouttes sans se briser est fonction inverse de leur diamètre.
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Ainsi, dans une colonne pulsée où l'on voudra réaliser ces deux phénomènes favorables à un transfert de masse, par exemple l'oscillation de forme des gouttes et l'inversion de leur vitesse relative par rapport à la phase continue, il faudra opérer sous une fréquence de pulsation déterminée et avec une amplitude maxima-, les valeurs de ces deux facteurs étant fonction du*diamètre des gouttes,
II en résulte que le rendement maxime dé la colonne sera obtenu avec une phase dispersée de gouttes.
de diamètre uniforme et réalisé par exemple en introdui- sant la phase dispersée dans la colonne noue la forme de gouttes homogènes de façon à pouvoir régler la tré- quence et l'amplitude peur un diamètre de gouttes bien précis,
Cette homogénéité des dimensions de gouttes favorable au traitement uniforme de la phase dispersée, permet en outre de travailler au voisinage du débit maximum de la colonne.
En effet, dans une granulométrie hétérogène, le débit maximum est limité par l'engorgement des plus petites gouttes, hae essais effectuée par la demanderesse ont montré, dans les colonnes pulsées à pulvérisation, que ces conditions pour l'obtention d'un transfert maximum ne pouvaient être obtenue? que si l'on prenait un certain nombre de précautions? d'une part pour éviter que le jet de liquide à disperser ne se pulvérise avec hétérogénéité importante dos gouttes, d'autre part pour éviter la cavi- tation à l'intérieur de la colonne,
Selon une première caractéristique- de l'intention,
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la granulométrie homogène est obtenue en conférant au jet une forte rigidité empêchant son rabattement sur l'in- jecteur à la pulsation descendante de la phase continue, écartant ainsi toute possibilité de rentrée de phase continue dans l'injecteur, ces deux phénomènes étant à la base d'une dispersion hétérogène. Cette rigidité peut être obtenue en disposant à l'amont de l'injecteur une porte de charge maintenant une surpression élevée à l'amont,
Comme par ailleurs l'obtention du diamètre des gouttes et de la fréquence de pulsation correspondante prédéterminée selon l'invention nécessite un débit très précis, il est nécessaire de disposer d'un organe de réglage du débit d'alimentation en phase dispersée.
Cet organe, par exemple une vanne, pourra être disposé à l'aval ou à l'amont de ladite perte de charge ou même confondu avec elle, la vanne de réglage étant dans ce dernier cas choisie avec un coefficient de perte de charge élevé,
Selon une autre caractéristique de l'invention, on forme la colonne à sa partie supérieure par un organe élastique, par exemple une membrane ou un soufflet, qui suit le mouvement de la pulsation, ceci afin de permettre de fonctionner joua l'amplitude de vibration maxima correspondant au diamètre des gouttes.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on mot la colonne sous une pression minima correspondant au seuil de cavitation pour les conditions dynamiques de la pulsation, la oavitation entraînant un fonctionnement anormal de la colonne,
L'installation de colonne pulsée à pulvérisation
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sifigi jtetfeetie'nnée selon l'invention permet de former des gouttes homogènes, de diamètre déterminé, et de vibrer la fréquence propre des gouttes et à amplitude élevée, de sorte nue l'ensemble des conditions néces- saires à un transfert maximum se trouvent réalisées.
Par ailleurs, la fréquence de vibration pou- vant être limitée par exemple par la nature du liquide, la pression, la température ou la cavitation, on peut avantageusement prévoir, en combinaison avec la vibration de la phase continue, la vibration de la phase dispersée au moyen par exemple d'un organe de vibration disposé sur la conduite d'alimentation de la phase dispersée,
La fréquence de cette vibration devra être très élevée, par exemple de l'ordre de cinq à dix fois la valeur de la fréquence de vibration de la phase continue.
Un mode de réalisation non limitatif sera main- tenant décrit en référence à la figure schématique annexée,
La colonne d'extraction est représentée en.1, avec l'entrée de la phase continue en 2; laquelle est évacuée en 3, l'entrée de la phase dispersée se faisant en 4, au moyen d'un injecteur 5 comportant plusieurs buses,
La phase dispersée est évacuée en 6,
La colonne comporte un vibrateur 7, surmonté d'un soufflet 8, de sorte que ses vibrations sont trans- mises à la phase continue.
Selon l'invention, la colonne est munie d'un deuxième soufflet 9 disposé à la. partie supérieure de la. colonne 1 qui assure la fermeture de la colonne, tout en suivant le mouvement de vibration.
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La colonne est complètement remplie de liquide et comporte une interface- 13 entre la phase continue et la phase dispersée, cette,interface se plaçant immé- diatement au-dessus de l'entrée 2 de la phase oontinue,
La colonne estmaintenue nous une pression de 1 kg environ,
La phase à disperser est alimentée au moyen d'un réservoir 10 sous une pression de 2 kg/cm , et l'on trouve en 11, aur la conduite d'admission 4 on amont de l'injecteur 5 uno vanne à coefficient do perte de charge élevé créant une perte de-charge variable de façon 4 assurer un débit d'admission convenable de la phase légère tout en ayant, à l'amont de la vanne,
une pression suffi- santé pour donner au jet une certaine rigidité et pour écarter toute possibilité de rentrée de la phase continue dans la buse.
La section de la colonne au droit de l'injoo- teur 5 a été augmentée pour tenir compte de l'obstruction due a la présence de l'injecteur, et ne pas augmenter de -ce fait l'amplitude de la pulsation au droit de l'émission, qui sans cette précaution serait perturbée.
L'installation décrite permet de produire des gouttes homogènes dont le volume est le quotient du débit qui traverse chaque orifice de l'injecteur par la fré- quence vibratoire.
On peut donc, par un choix judicieux de la fré- quence, du débit de la phase à disperser et du nombre d'orifices de l'injecteur, régler un fonctionnement de la colonne de façon à vibrer à la fréquence de résonance des gouttes (dont l'uniformité est assurés) et dont un a la possibilité de choisir le diamètre, ceci en vue
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de produire d'importantes oscillations de forme des gouttes pour accroître le transfert de masse,
On donnera ci-après, à titre d'exemple, les . résultats obtenus au cours d'un essai effectué sur la colonne décrite, avec un transfert eau-alcool isobuty- lique,
La phase continue est constituée par de l'eau introduite avec un débit de 10 1/h en 2 et évacuée en 3,
la phase à disperser étant constituée par de l'isobuta- nol (alcool iaobutylique) introduite en 4 avec un débit de 2 1/h et évacuée en 6, la colonne étant à une pression de 1 kg/cm2, le bac d'alimentation 10 de l'isobutànol étant à une pression de 2 kg/cm , le robanet 11étant réglé de façon à ce que l'introduction de l'isobutanol en 4 dans la colonne se faase sous une pression légèrement supérieure à 1 kg/cm .
L'injecteur 5 est constitué par 26 buses de imm de diamètre donnant, avec une pulsation du vibrateur ., de 34 hertz sous une amplitude de 2,51mm, des gouttes homogènes do 1 mm de diamètre, la hauteur d'unité de transfert étant, dans ce aas. de 25 cm.
L'invention ne se limite pas au mode d'exécution décrit et représenté; elle en embrasse au contraire tou- tes les variantes*
C'est ainsi que l'on pourrait placer l'injecteur dans le haut de la colonne, et disperser la phase lourde dont les gouttes auraient un mouvement descendant dans la phase légère, qui fierait introduite dans la partie in- férieure de la colonne, sans dispersion.
On pourrait égal entent disperser les deux phases,
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en introduisant la phase lourde à travers un Injecteur' disposé dans le haut de la colonne, et la phase légère dans un injecteur disposé dans le bas de la colonne, la partie inférieure de la colonne étant remplie de phase lourde, la partie supérieure do la colonne étant remplie de phase légère avec une interface située sensiblement à mi-hauteur de la colonne,