Brevet FR2000158A1 — publié le 19690829

L'invention concerne un dispositif pour traiter des liquides composé d'un corps tubulaire essentiellement vertical dont la tète est munie d'une conduite pour évacuer la vapeur et la base d'une conduite pour évacuer le concentrât, une admission dé. liquides étant prévue entre la tète et la base, ainsi que d'un agitateur pouvant tourner autour de l'axe du tube et servant è répartir le liquide à traiter en une mince couche sur la paroi du corps tubulaire, la partie inférieure chauffée du corps tubulaire servant d* évaporateur et la partie supérieure, de préférence non chauffée et équipée d'une ou de plusieurs tôles qui sont reliées à la pas-roi, servant de séparateur pour les particules de liquide qui sont entraînées par la vapeur» Un dispositif de ce type, qui est connu dans je; la technique comme étant un évaporateur pellieulaire, est utilisé par exemple pour 1 • évaporatlon, la concentration ou la distiller-tion de liquides^ qui ne peuvent être exposés au chauffage que pendent trèB peu de temps pour ne pas influencer le goût, la composition chimique ou à!autres propriétés ou pour les influencer aussi 2q peu que possible* Pour augmenter la vitesse d'évaporatlon et pour diminuer la température d*évaporatlon, 1' évaporatlon s'effectue le plus souvent sous vide* L'ensemble a pour effet cependant que les vitesees de sas dans 1*évaporateur sont assez élevées* L'inconvénient qui. en résulte est que les gouttes de liquide sont entral-2g nées et évacuées par la vapeur, ces gouttes, à cause de leur composition» se trouvant dans la fraction de fond* Pendant la préparation d'ian liquide concentré, cela entraîne cependant •une perte de composants précieux, tandis que, dans le cas où le traitement a pour but de séparer du liquide les impuretés plus difficile» jq à évaporer, ce liquide est souillé de particules de liquide entraînées après la condensation de la vapeur évacuée^ On a déjà proposé de séparer les particules de liquide entraînées avant qu'elles n'arrivent à la conduite d'éva?-cuation de la vapeur en disposant dans la tète du corps tubulaire jg des tôles qui changent la direction du courant de vapeur, de sorte que les gouttes de liquide se déposent sur la surface de ces tôles et sur la paroi du dispositif et retournent & la partie inférieure de 1*évaporateur sous l'Influence de la force de gravité* Malgré * - BAD original 69 00289 2000158 l'utilisation de ces tôles on a pourtant constaté qu'une assez grande quantité de liquide est entraînée par le courant de vapeur» Cela est particulièrement embarrassant lorsque des conditions élevées sont imposées en ce qui concerne la pureté de la vapeur évacuée» Le liquide séparé est aa traîné par le fait que les gouttes» qui se sont déposées sur les parois# sont propulsées dsns la direction opposée à la force de gravité par la vitesse élevée du gaz dais le compte-gouttes et arrivent dans la conduite d'évacuation de la vapeur» L'invention vise à éviter ce désavantage et elle a pour objet un dispositif dans lequel les gouttes de liquide entraînées sont effectivement séparées et ramenées à la partie d'évaporatlon du dispositif. A cet effet, selon l'invention, des moyens sont prévus pour recueillir les gouttes de liquide déposées sur la paroi et les tôles et pour ramener ce liquide à la partie d'évaporatlon du dispositif. Le bord intérieur de la tôle supérieure peut être muni, dais ce but, d'une partie cylindrique descendante dont le bord inférieur est courbé vers l'extérieur de façon telle qu'il se forme une gouttière qui est reliée à une ou plusieurs oonduites d'évacuation s'inclinant vers le bas et aboutissant à une faible distance de la paroi du dispositif» Les goutte» de liquide qui s'écoulent, sous l'influence de la vitesse élevée du gaz, le long des parois du dispositif dans la direction de la conduite d'évacuation de la vapeur, se réunissent dans la partie en forme de gouttière d'où le liquide s'écoule, par les conduites d'évacuation , vers une partie plus basse du dispositif où la vitesse du guz est plus faible que dans le compte-gouttes qui est rétréci par les tôles» Alors, le liquide peut de nouveau, s'écouler vers le dispositif d'évacuation du concentrât» De préférence, l«s conduites d'évacuation aboutissait au-dessus d'une tôle Inférieure qui a la forme d'un cône tronqué dont la pointe est dirigée vers le haut et qui est séparée, au moyen d'une fente étroite, de la paroi du dispositif» Le Liquide ramené par les conduites d'évacuation se dépose alors à un endroit de la paroi où la vitesse du gaz montant est faible, de sorte que le liquide peut retourner librement à la partie d'évapo- IjlAD ORIQ1NAL. 69 00289 —5— 2000158 ration, par la fente entre cette tôle et la paroi du dispositif. D# préférence, les tôles sont disposées du côté intérieur d'un «oro-sau de tube qui est placé concentriquement da»s la partie supérieur# du corps tubulaire, lequel morceau de tube est séparé de la paroi intérieure par une fente annulaire étroite. Les gouttes de liquide séparées, qui s'écoulent sous l'influence de la vitesse élevée du gae le long des parois dji dispositif dans la direction de la conduite d*évacuation de la vapeur, sont al or a forcées de passer par la fente annulaire* ^eur vitesse est ralentie de telle façon qu'elles se réunissait en de plus grandes gouttes* Gomme la vitesse du gas dans la fente annulaire est faible, ces grandes gouttes descendent rapidement dans cette feinte et arrivent dans 1' espace d'évaporatlon» On a constaté qu'on peut accélérer le reflux du llçpide m disposant le morceau de tube de telle façon que le bord supérieur de celui-ci se trouve à un niveau plus élevé que le bord inférieur de la conduite d'évacuation de la vapeur* SI, conformément à l'invention, la paroi inférieure de la conduite d'évacuation de la vapeur est munie, à une certaine distance du morceau de tube, d'un rehaussement, le liquide entraîné se rassemble entre ce rehaussement et le bord supérieur du morceau de tube et retourne de là à l'espace d'évaporatlon an passant par la fente annulaire* Le préférence, on monte entre le morceau de tube et la paroi intérieure du corps tubulaire une résistance, telle qu'un labyrinthe ou un anneau de geuse anti-brouillard* La Quotité de gas qui monte par la fente est presque nulle et la descente du liquide n'est pas entravée» L*invention sera expliquée davantage à l'aide de l'exemple de réalisation reproduit eu dessin ci-annexé qui représente une coupe longitudinale d'un évaporateur pellicule tubulaire* Le liquide à traiter est amené, par l'intermédiaire d*une conduite 1 » à un évaporateur tubulaire 2 monté Terticalement* Dans 1 ♦ évaporateur on a prévu un agitateur 5 qui est équipé d'ailettes radiales, cet agitateur étant commandé par . - BAaORfâiHAL 69 00289 2000158 un dispositif de commande -ui est monté sur 1*évaporateur et qui n'a pas été reproduit au dessin. Ces ailettes font que le liquide amené à 1'évaporateur est projeté contra la paroi intérieure du tube et descend ensuite sous forme d'une mince couche le long de 5 cette paroi. La partie Inférieure du tube est munie d'une chemise ûe vapeur d'eau 4, de sorte que la fraction, qui, a un point d'ébullition inférieur à la température de paroi, à la pression rognant dans le dispositif, s'évapore rapidement. La vapeur est aspirée, par l'intermédiaire d'une conduite d'évacuation 5, au cÔ-10 té supérieur du dispositif. La fraction, dont le point d*ébulli-tion est supérieur à la température de la paroi, à la pression régnant dans le dispositif, est évacuée, par une conduite 6, à la partie inférieure de 1*évaporateur» Comme la vitesse du gaz est assez élevée, sur-15 tout quand 1 ' évaporation a lieu soue vide, des gouttes de la dernière fraction peuvent être entraînées par la vapeur formée* Pour séparer ces gouttes de la vapeur et leur donner la possibilité de retourner à la partie inférieure du dispositif, on a monté dans la partie supérieure non ohauffée un morceau de tube 7 qui est muni, à son côté supérieur, d'une tôle annulaire 8 qui s*étend » * ? transversalement à l'axe du tube et, à son côté Inférieur, d'une plaque conique 9» Sitre la tôle 8 et la plaque 9 l'arbre de 1*agitateur est équipé d'une tôle 10, de sorte que la vapeur qui tra?» verse le dispositif en direction axiale est forcé® de change? plu-«25 sieurs fois de direction» Ainsi, les gouttes de liquide « traînées sont projetées contre la paroi Intérieur du morceau de tube» Le côté intérieur de la tôle est muni d'une partie 11 dirigée vers le bas et dont le bord Inférieur a la forme d'une gouttière 12» Le liquide, qui monte le long de la paroi du 30 morceau de tube, est recueilli dons cette gouttière et amené vers le bas, peur l'intermédiaire d'un certain nombre de conduites d'évacuation 13, jusqu'à la paroi intérieure du morceau de tube 7» Le liquide se rassemble dans la gouttière 14 qui est foimée entre le morceau de tube et la tôle conique 9 et il est amené dan» 35 14espace d*évaporation en passant, par l'intermédiaire des fentes 15 et 16, entre la tôle conique et le morceau de tube, respectivement la paroi 2» 1 • . • - BAD ORIGINAL 69 00289 -5- 2000158 13tant donné que la position du morceau de tube dans le dispositif d*évaporation est concentrique, il y aune fente annulaire 17 entre ce morceau de tube et la paroi du dispositif, et les particules de gouttes, qui s*écoulent le long 5 du côté supérieur de la tôle 8 dans la direction de la co duite d1 évacuation de vapeur 5, sont forcées de passer par cette fente» .Comme la vitesse du gaz dans la faite est faible, le liquide descend dans la faite* Le bord supérieur 18 du morceau de tube est plus élevé que la paroi inférieure 19 de la conduite d'évacua-10 tion, de sorte qu'il y a derrière ce bord une zone dans laquelle la vitesse du gaz est faible» De plus, la paroi inférieure de la conduite d*évacuation de vapeur 5 est munie d*un rehaussement 20, de sorte qu'il se forme un réservoir, entre la partie du morceau 15 de tube qui dépasse cette paroi inférieure et le rehaussement» dans lequel le liquide qui a passé la fente peut se rassembler et s* écouler ensuite par la-fente# Dons la faite 17 on a monté une résistance se présentant sous la fomie d'un anneau de gaz anti-brouillard 21# 20 Cette gaze fait suffisamment passer le liquide, mais oppose une résistance telle au courant de gaz que celui-ci dhoisitla voie de la moindre résistance et s'écoule vers le haut entre les tôles# Le liquide, capté dans la fente descend le long de la paroi Intérieure du dispositif et, par l'intermédiaire de la 25 fente 16 retourne, avec le liquide qui est évacué par la fente !§ à lfespace d* évaporation# 69 00289 2000158 SBTBH B I 0 A1IOH 8 1°) - Dispositif pour traiter des liquides, composé d'un corps tubulaire essentiellement vertical dont la tète est munie d'une conduite pour évacuer de la vapeur et la base 5 d'une conduite pour évacuer le concentrât» une admission de liquide étant prévue encre la tête et la base, ainsi qu'un agitateur pouvant tourner autour de l'axe du tube et servant à distribuer le liquide à traiter en une mince couche sur la paroi du corps tubulaire, la partie inférieure chauffée du corps tubulaire servant 10 d1évaporateur et la partie supérieure, de préférence non chauffée et équipée d'une ou o.e plusieurs tôles reliées à la paroi, sea>* vant de séparateur pour les particules de liquide entraînées par la vapeur, er-ract'ri* 2") - Dispositif selon la revendication 1, carac-- * térisé en ce que le bord intérieur de la tôle supérieure est muni d'une partie cylindrique descendante dont le bord inférieur est courbé vers l'extérieur, de telle façon qu'il se forme une gouttiè-20 re qui est reliée à une ou plusieurs conduites d'évacuation s'inclinant vers le bas et aboutissant à une faible distsnoe de la paroi du dispositif» 3°)- Dispositif selon l'une-ou l'autre des revendications 1 et caractérisé eu ce que les conduites d' évacuait 5 tion aboutissent au-dessus, de la tôle Inférieure qui a la forme d'un cône tronqué dont la pointe est dirigée vers le haut et qui est séparée, au moyen d'une fente étroite, de la paroi du dispositif# 4®) - Dispositif salon l'une ou l'autre des re— 50 vendications 1 à 3# caractérisé en ce que la ou les tôles sont disposées ai côïé intérieur du morceau de tube monté ooncentrique-nent dans la partie supérieure du corps tubulaire, ce morceau de tube étant séparé de la paroi intérieure du corps tubulaire par une fente annulaire étroite* 35 5°) - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en oe que lord supérieur du œor- y ceau de tube se trouve au-dessus de la paroi Inférieure de la Son fSr " PI §f*IGlNÂL 69 00289 -7- 2000158 dmite dtûvaouation de vapeur» r 6°) - Dispositif selon l'une ou l'autre des re vendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi inférieure de * 1 a~conduite d' évacuation de valeur est' munie d'une rehaussement 5 situé à une certaine distance du morceau de tube» 7°) - Dispositif selon l'une ou 1 'autre des revendications 1 à 6, caractérisé eh oe qu'on a monté dans la faute .ennulaire, entre le morceau cj tube 3t la paroi intérieure du oorps annulaire, une résistance, telle qu'un labyrinthe ou un 10 annea» de gaz anti-brouillard» PAO QWGMte*