Brevet FR2150526A1 — publié le 19730406

L'invention concerne un garnissage de colonne destiné à la pratique de processus d'échange de chaleur et de matière a contre courant et composé de multiples éléments d'échange entasses. On connaît des garnissaKes de colonne formés de mental déployé plan ou ondulé à grande surface que l'on installe dans la colonne en position horizontale, verticale ou encore enroulée en hélice. L'inconvénient de ces garnissages de colonne est l'effet défectu- eux de distribution du liquide sur la section de la colonne. On connatt en outre des garnissages de colonne qui présentent comme éléments de garnissage des treillis métalliques entassés ou en vrac ayant une forme pyramidale ou cubique. Ces garnissages en treillis métalliques nécessitent une grande déense de fabrication et de rontage. Etant donné que ces éléments de garnissage présentent de multiples surfaces rectilignes, la sensibilité à l'encrassement est très grande. En outre, les surfaces de ces éléments de garnissage sont étroitement rapprochées et on obtient ainsi une forte densité de garnissage qui entraîne une grande perte de pression dans la colonne. D'autre part, ces garnissages entraînent un effet de paroi. La sensibilité à l'encrassement, la perte de pression et l'effet de paroi entrassent un mauvais renaement de ce garnissage. L'invention a pour but d'améliorer le rendement d'une colonne destinée aux processus d'échange de ratière en distribuant uniformément le liquide sur toute la section de la colonne et er même temps de réduire la dépense de fabrication et la sensibilité à l'encrassement. l'invention vie à fournir un garnissage de colonne réguliè- rement entassé qui soit propre à imposer une turbulence au courant de gaz ou de vapeur qui s'écoule à contre-eourant du liqui- de et à assurer en méme temps une distribution uniforme du liquide sur la totalité des sections de colonne. Selon l'invention, on résout le problème par le fait que cha Rue élément d'échange est formé de lames disposes carallèlement entre elles et formées de métal dépolyé ou d'un treillis d'une autre matière ayant une structure arlalovue a celle du mêtal déployé. rour augmenter la turbulence, le lames présentent des encoches sur leurs grands côtés. Les orrions de lame situées entre ce encoches sont coudées. les angles inférieurs de lamie qui sont appliqués contre la paroi de la colonne sont biseautés. Ainsi le liquide est écarté de la paroi de la colonne et on évite lteffet de paroi. les éléments d'échange sont formés de lames individuelles qui sont reliées entre elles par des éléments de liaison. les éléments de liaison servent en méae temps d'éléments d'espacement entre les langes les lames des éléments d'échange ont une disposition inclinée relativement à l'axe vertical de la colonne et les es pacements entre les lames sont choisis de telle sorte que les lames se chevauchent partiellement.Grâce à la structure donnée selon l'invention aux éléments d'échange, une direction avantayeuse d'écoulement est imprimée aux gaz ou vapeurs qui s'écoulent au travers. rour obtenir une turbulence et par suite une intensification de l'échange de chaleur et de matière, les eléments d'échange sont disposés de telle sorte que dans chaque couche d'éléments d'échange il apparatt des courants de gaz ou de vapeur dirigés les uns contre les autres et perpenaiculairement entre eux. Pour garnir davantage la colonne, on entasse les éléments d'échange les uns sur les autres en retournant horizontalement chaque élément d'échange d'un angle atteignant 1800 relativement à l'élément d'écnange situé en dessous. Grâce à cette disposition des éléments d'échange, on obtient un bon échange de chaleur et de matière ainsi qu'une distribution uniforme du liquide sur la section de la colonne et une faible perte de pression. Grâce aux possibilités multiples d'installation des éléments d'échange qui sont assurées par la disposition selon l'invention, on obtient une très bonne adaptabilité de la colonne aux condi- tions de fonctionneent les plus variées. Les éléments d'échange selon l'invention et les garnissages de colonne qui en sont cossés sort simples à fabriquer, peu coûteux à monter, peu sensibles à l'encrassement et ils évitent dans une large mesure les entraves au fonctionnement dues à des inexactitutdes d'installation. Relal vement a l'état de la technique, la structure et la disposition des éléments d'échange selon l'invention amènent une amélioration notable de la distribution du liquide s@ @oute la @@@tion de la colonne et par suite, le rendement de @ @@@inge de @@aleur et de Ei@@@@@@@@ @@nne est amé@io@@ ta@@ décisive. La chute de pression à la traversée de ce garnissage de colonne est faible. On expliquera plus précisément l'invention ciraprès à propos d'un exemple d'exécution représenté par les dessins sur lesquels la figure 1 montre un élément d'échange en perspective la figure 2 montre en perspective des éléments échange entassés la figure 3 montre en perspective des éléments d'échange emboStés la figure 4 est un plan dtune couche d'éléments d'échange les figures 5 et 6 montrent des lames isolées en perspective. Les éléments d'échange sont formés de lames 1 disposées parallèlement entre elles, fabriquées en métal déployé et reliées entre elles par des éléments de liaison 2. Ces éléments d'échange peuvent être fabriqués en une seule opération. Les lames 1 sont munies d'encoches 5. Les portions de lame 6 situées entre les encoches 5 peuvent aussi etre coudées alternativement vers le haut et vers le bas selon la figure 6. Pour éviter l'effet de paroi, les angles inférieurs de lame 4, appliqués contre la paroi de la colonne sont biseautés. Pour assurer une turbulence, les éléments d'échange sont disposés à l'intérieur de la paroi de colonne 3 de telle sorte que dans chaque couche éléments d'échange, il apparat Qes courants de gaz et de vapeur dirigés l'un contre l'autre et perpendiculairement entre eux. Les flèches indiquées sur la figure 4 montrent les sens d'écoulement des gaz ou vapeurs qui montent à travers les différents éléments d'échange. Gracie à cette direction des courants, on obtient une turbulence particulièrement efficace. En partant du bas, les éléments d'échange sont entassés les uns sur les autres dans une position où chaque élément d'échange est dévié horizontalement d'un angle de 900 relativement à l'élément d'échange situé en dessous. Cette disposition assure non seulement une grande surface d'échange mais encore une faible perte de pression. Selon la figure 3, les élémerts d'échange sont embossés les uns sur les autres dans une position où chaque élément d'échange est retourné horizontalement d'un angle de 1800 relativement à ltélément d'échange situé en dessous. Grtce à cette disposition, on loge le maximum de surface d'échange dans une colonne. REVEN1 > I CT IONS 1 - Garnissage de colonne destiné à la pratique de processus dtéchange de chaleur et de matière à contre-courant, composé d'éléments d'échange entassés et caractérisé par le fait que chaque élément d'échange est formé de lames disposées parallèlement entre elles et formées de métal déployé ou d'un treillis d'une autre matière ayant une structure analogue à celle du métal déployé, que les différentes lames sont reliées entre elles par des éléments de liaison et que les angles inférieurs de lame qui sont appliqués contre la paroi de la colonne sont biseautés. 2 - Garnissage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments d'échange sont formés de lames inclinées relativement à l'axe vertical de la colonne et que les espacements entre les lames sont choisis de telle sorte que les lames se chevauchent partiellement. 3 - Garnissage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les éléments d'échange sont disposés de telle sorte que dans chaque couche d'éléments d'échange, il apparait des courants de vapeur dirigés les uns contre les autres et perpendiculairement entre eux. 4 - Garnissage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chaque élément d'échange est retourné horizontalement d'un angle atteignant 1800 relativement à lté- lément d'échange situé en dessous. 5 - Garnissage selon l'une des revendications 1 à 4, caraetérisé par le fait que les côtés longitudinaux des lames présentent des encoches et que les portions de lame situées entre les encoches sont coudées.